《設(shè)計荷載》課件

設(shè)計荷載課程大綱1什么是荷載？定義，類型，作用2荷載的分類永久荷載，可變荷載，偶發(fā)荷載3設(shè)計荷載的概念荷載組合，作用效應(yīng)，安全系數(shù)4常用荷載組合方法基本荷載組合，偶然荷載組合，特殊荷載組合什么是荷載？荷載是指作用于結(jié)構(gòu)物上的外力或外力的組合，包括自身重量、使用中產(chǎn)生的力，以及風(fēng)、雪、地震等自然環(huán)境因素引起的力。荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)，它決定了結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。荷載的分類永久荷載建筑物自重、基礎(chǔ)及墻體等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量可變荷載使用過程中產(chǎn)生的荷載，如人員、家具、設(shè)備等偶發(fā)荷載短期或偶然出現(xiàn)的荷載，如風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等永久荷載建筑物本身的重量，例如：墻體、樓板、屋頂、柱子、梁、基礎(chǔ)等。固定在建筑物上的各種設(shè)備，例如：管道、電線、暖氣設(shè)備等。建筑物內(nèi)固定水體，例如：水池、蓄水池等?？勺兒奢d定義可變荷載指的是隨時間變化的荷載，例如人員、家具、貨物等。可變荷載的大小、方向和作用位置都可能隨時間變化。分類可變荷載可分為短期荷載和長期荷載。短期荷載是指作用時間較短的荷載，例如人員荷載、家具荷載等。長期荷載是指作用時間較長的荷載，例如設(shè)備荷載、吊車荷載等。特點可變荷載的特點是變化性，其大小、方向和作用位置都可能隨時間變化。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮可變荷載的各種變化情況，并進(jìn)行相應(yīng)的安全系數(shù)調(diào)整。偶發(fā)荷載施工荷載在建筑施工過程中產(chǎn)生的荷載，例如施工機(jī)械、材料和人員的重量。救災(zāi)荷載在發(fā)生自然災(zāi)害或事故時，為了進(jìn)行救援和重建而產(chǎn)生的荷載。設(shè)計荷載的概念設(shè)計荷載是指結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用的荷載值，是將各種荷載作用進(jìn)行組合，并考慮各種安全系數(shù)后得到的。它代表了結(jié)構(gòu)在正常使用情況下可能承受的最大荷載。設(shè)計荷載是保證結(jié)構(gòu)安全的重要依據(jù)，它直接影響著結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。因此，設(shè)計荷載的確定必須科學(xué)準(zhǔn)確，以確保建筑物的安全性和可靠性。設(shè)計荷載的確定1荷載標(biāo)準(zhǔn)參考相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012。2現(xiàn)場勘察了解建筑物類型、功能、使用環(huán)境等，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查和數(shù)據(jù)收集。3荷載計算根據(jù)建筑物的實際情況，計算各種荷載的大小和分布情況。4荷載組合將各種荷載進(jìn)行合理的組合，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計所采用的荷載值。作用組合荷載疊加考慮不同荷載同時作用的情況，例如，屋面上的雪荷載和風(fēng)荷載。不利組合選擇對結(jié)構(gòu)不利的最不利荷載組合，確保結(jié)構(gòu)安全。常用荷載組合方法基本組合:常用于房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，考慮最不利情況下的永久荷載和可變荷載共同作用。偶然組合:考慮偶然荷載和結(jié)構(gòu)自重等永久荷載共同作用，主要用于特殊情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計。特殊組合:用于特殊結(jié)構(gòu)或特殊荷載情況下的設(shè)計，需根據(jù)具體情況進(jìn)行組合。工程設(shè)計中的荷載選取1規(guī)范要求符合國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2結(jié)構(gòu)類型不同的結(jié)構(gòu)類型，荷載類型不同3功能需求建筑物功能決定荷載大小4環(huán)境因素考慮風(fēng)、雪、地震等影響永久荷載的確定1結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)材料自身的重量，如鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等。2固定設(shè)備長期固定在建筑物內(nèi)的設(shè)備重量，如電梯、水箱等。3填土重量建筑物基礎(chǔ)周圍的填土重量，如地下室、室外地坪等?？勺兒奢d的確定1用途根據(jù)建筑物的用途確定主要可變荷載類型，例如住宅、辦公樓、商場等。2規(guī)范參考相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定可變荷載的取值范圍。3經(jīng)驗結(jié)合工程經(jīng)驗，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和修正。偶發(fā)荷載的確定類型確定方法示例地震荷載抗震設(shè)計規(guī)范地震烈度風(fēng)荷載風(fēng)荷載規(guī)范風(fēng)速雪荷載雪荷載規(guī)范雪深屋面荷載雪荷載在寒冷地區(qū)，屋頂需要承受積雪的重量，這會對建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響。風(fēng)荷載風(fēng)力對屋頂?shù)臎_擊力會產(chǎn)生巨大的壓力，需要考慮屋頂?shù)目癸L(fēng)性能。使用荷載屋頂上的使用荷載，例如人員維修、設(shè)備安裝等，也會產(chǎn)生一定的影響。墻體荷載自重墻體自身的重量，由材料密度和體積計算得出。附加荷載墻體上可能出現(xiàn)的額外荷載，例如裝飾、管道等。地震荷載地震作用下的墻體荷載，根據(jù)地震烈度和建筑物類別確定。樓面荷載住宅樓面荷載住宅樓面荷載主要包括：人員荷載、家具荷載、生活用品荷載等。公共建筑樓面荷載公共建筑樓面荷載除住宅樓面荷載外，還包括：使用功能相關(guān)的特殊荷載，如商場貨架荷載、辦公桌椅荷載等。樓梯荷載人員荷載樓梯設(shè)計需考慮人員密集時的荷載，例如上下樓梯時的擁擠情況。結(jié)構(gòu)荷載樓梯本身的重量以及扶手、欄桿等構(gòu)件的重量也需要納入計算?？勺兒奢d樓梯上可能放置的家具、物品等可變荷載也需要考慮，例如搬運物品時的荷載。車庫荷載車輛荷載考慮車輛重量、車輪荷載分布和行駛路線。人員荷載考慮人員數(shù)量、活動范圍和荷載集中程度。設(shè)備荷載考慮維修設(shè)備、工具、材料和存放物品的荷載。雪荷載降雪覆蓋在屋頂上的重量。與地理位置、海拔高度和氣象條件有關(guān)。屋頂形狀、坡度、朝向也會影響雪荷載的大小。風(fēng)荷載定義風(fēng)力作用在建筑物或構(gòu)筑物上的力，稱為風(fēng)荷載。影響因素風(fēng)速建筑物形狀建筑物高度計算方法根據(jù)風(fēng)速、建筑物形狀和高度，通過相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計算。地震荷載地震力地震時產(chǎn)生的水平和垂直加速度，對建筑物造成破壞。地震烈度地震的破壞程度，用地震烈度表示。地震反應(yīng)譜描述地震作用下結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，用于計算地震荷載。吊車荷載定義吊車荷載是指起重機(jī)在工作時對建筑物或構(gòu)筑物產(chǎn)生的荷載。類型包括靜荷載和動荷載兩種，靜荷載指吊車靜止時對建筑物的荷載，動荷載指吊車運行時對建筑物的荷載。影響因素吊車荷載的大小受吊車類型、起重量、工作半徑、運行速度等因素的影響。設(shè)備荷載固定設(shè)備指的是安裝在建筑物內(nèi)，且在使用過程中不會移動的設(shè)備，例如電梯、鍋爐、空調(diào)等。移動設(shè)備指的是可以移動的設(shè)備，例如叉車、起重機(jī)等。設(shè)備荷載類型根據(jù)設(shè)備的類型、重量、安裝方式等因素，設(shè)備荷載可以分為靜荷載、動荷載、沖擊荷載等。人員荷載定義人員荷載是指建筑物內(nèi)人員所產(chǎn)生的荷載，包括靜止?fàn)顟B(tài)下的自重和活動狀態(tài)下的沖擊力。影響因素人員荷載的大小受建筑物類型、使用功能、人員密度和活動方式等因素的影響。計算方法人員荷載通常根據(jù)建筑物使用功能和容積率進(jìn)行估算，并考慮安全系數(shù)。建筑物類型與荷載建筑物類型會直接影響設(shè)計荷載的確定。不同類型的建筑物，其荷載類型、荷載值以及荷載分布都存在較大差異。住宅建筑：主要荷載為永久荷載和可變荷載，包括人員荷載、家具荷載、生活用品荷載等。工業(yè)廠房：除人員荷載外，還需考慮設(shè)備荷載、吊車荷載等，荷載值相對較大。公共建筑：公共建筑的荷載種類更加復(fù)雜，包括人員荷載、家具荷載、設(shè)備荷載、消防設(shè)施荷載等，需要根據(jù)不同的使用功能進(jìn)行確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載組合荷載疊加不同荷載類型同時作用于結(jié)構(gòu)時，需要進(jìn)行荷載疊加。組合系數(shù)根據(jù)荷載性質(zhì)和結(jié)構(gòu)類型，采用不同的組合系數(shù)進(jìn)行荷載組合。設(shè)計荷載荷載組合后得到的荷載值稱為