建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范講解剖析.ppt

1、1建筑結(jié)構(gòu)荷載,本章講述了建筑結(jié)構(gòu)承受的各種作用，包括直接作用和間接作用。主要講述了建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 500092001）中的各種荷載。討論了荷載的分類，荷載代表值，各類荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定。,本章提要,本 章 內(nèi) 容,1.1 荷載的分類 1.2 荷載代表值 1.3 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1.4 樓面和屋面活荷載 1.5 雪荷載 1.6 風(fēng)荷載,1.1 荷載的分類,在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。 永久荷載不隨時間變化，長期作用在結(jié)構(gòu)上，在結(jié)構(gòu)上的作用位置也不變。,1.1.1 永久荷載,1.1.

2、2 可變荷載,在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。 可變荷載的大小隨時間而變，作用位置可變，且像風(fēng)荷載、吊車荷載等能引起結(jié)構(gòu)振動，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度。,1.1.3 偶然荷載,在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。例如爆炸力、撞擊力等。,1.2 荷載代表值,荷載規(guī)范規(guī)定： 對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。 對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。 對偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。,1.2.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值,荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的

3、基本代表值，指結(jié)構(gòu)在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一由設(shè)計基準(zhǔn)期（50年）最大荷載概率分布的某個分位值來確定，有永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Gk)和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qk）。,1.2.2 可變荷載組合值,當(dāng)結(jié)構(gòu)同時承受兩種或兩種以上的可變荷載時，考慮到荷載同時達(dá)到最大值的可能性較小，因此除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大荷載效應(yīng)的荷載）仍以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外， 對其它伴隨荷載，可以將它們的標(biāo)準(zhǔn)值乘以一個小于或等于1的荷載組合系數(shù)作為代表值，稱為可變荷載組合值，即,1.2.3 可變荷載頻遇值,在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上時而或多次出現(xiàn)的較大荷載，

4、但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。 其值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載頻遇值系數(shù)：,1.2.4 可變荷載準(zhǔn)永久值,在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間約為設(shè)計基準(zhǔn)值一半（可以理解為總持續(xù)時間不低于25年）的荷載值，也就是經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)上的可變荷載。 其值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)：,1.3 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值,永久荷載主要包括構(gòu)件的自重、構(gòu)造層的自重等。 恒荷載的變異性不大，故其標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)構(gòu)件或構(gòu)造層的設(shè)計尺寸和材料或構(gòu)件的單位自重確定。常見材料和構(gòu)件的單位自重見附表1。 對于自重變異較大的材料和構(gòu)件（如現(xiàn)場制作的保溫材料、混凝土薄壁構(gòu)件等），自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，取上限值或下限值

5、。,1.4 樓面和屋面活荷載,樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設(shè)備等荷載。 按樓面等效均布活荷載的確定方法，將實(shí)際荷載換算成為等效均布活荷載，再經(jīng)統(tǒng)計分析后，確定活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。 民用建筑樓面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)見表1.1。 設(shè)計墻、柱及基礎(chǔ)時應(yīng)對各層樓面的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。樓面活荷載折減系數(shù)見表1.2、表1.3,1.4.1 民用建筑樓面均布活荷載,表1.1民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù),表1.2樓面活荷載折減系數(shù),表1.3活荷載按樓層數(shù)的折減系數(shù),1.4.2 屋面均布活荷載,屋面上的活荷載因“上人”和“不上人”而不同

6、。上人的屋面承受人群和施工檢修等荷載；不上人的屋面只承受施工檢修時施工、檢修人員以及堆料等重力。 屋面均布活荷載見表1.4。,表1.4屋面均布活荷載,1.4.3 施工和檢修荷載及欄桿水平荷載,設(shè)計屋面板、檁條，鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預(yù)制小梁時，施工或檢修集中荷載（人和小工具的自重）應(yīng)取1.0kN，并應(yīng)在最不利位置處進(jìn)行驗(yàn)算。 （1） 對于輕型構(gòu)件或較寬構(gòu)件，當(dāng)施工荷載超過上述值時，應(yīng)按實(shí)際情況驗(yàn)算，或采用加墊板、支撐等臨時設(shè)施承受。 （2） 當(dāng)計算挑檐、雨篷承載力時，應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個集中荷載；在驗(yàn)算挑檐、雨篷傾覆時，應(yīng)沿板寬每隔2.53.0m取一個集中荷載。,（3） 樓梯、看臺、陽臺

7、和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應(yīng)按下列規(guī)定采用： 住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園，應(yīng)取0.5kN/m； 學(xué)校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場，應(yīng)取1.0kN/m。 當(dāng)采用荷載準(zhǔn)永久組合時，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。,1.4.4 荷載動力系數(shù),結(jié)構(gòu)受動力作用時，應(yīng)將荷載增大，這個增大系數(shù)就叫荷載動力系數(shù)。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的動力計算，在有充分依據(jù)時，可將重物或設(shè)備的自重乘以動力系數(shù)后，按靜力計算進(jìn)行設(shè)計。 搬運(yùn)和裝卸重物以及車輛起動和剎車時的動力系數(shù)，可采用表1.11.3，其動力荷載只傳至樓板和梁。,1.5 雪荷載,雪荷載是指房屋上由積雪而產(chǎn)生的荷載。

8、雪荷載是作用在屋面上的。荷載規(guī)范規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計算： 基本雪壓是雪荷載的基準(zhǔn)壓力，一般按當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔戏e雪自重的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定。 ,屋面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值不等于基本雪壓，而應(yīng)將基本雪壓乘以屋面積雪分布系數(shù)r。屋面積雪分布系數(shù)r的意義是基本雪壓換算為屋面水平投影面上的雪荷載的換算系數(shù)。具體數(shù)值見表1.5。 設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時，可按下列規(guī)定考慮積雪的分布情況： 屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況考慮； 屋架可分別按積雪全跨和半跨均勻分布的情況考慮；, 框架和柱可按積雪全跨均勻分布情況考慮。 雪荷載的組合值系數(shù)可取0.

9、7；頻遇值系數(shù)可取0.6；準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)按雪荷載分區(qū)、和的不同，分別取0.5、0.2、0；雪荷載分區(qū)應(yīng)按規(guī)范中的規(guī)定采用。,表1.5屋面積雪分布系數(shù)r,風(fēng)荷載的大小與基本風(fēng)壓、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù)和風(fēng)振系數(shù)有關(guān)。荷載規(guī)范規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計算： （1） 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時 （2） 當(dāng)計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時,1.6 風(fēng)荷載,1.6.1 基本風(fēng)壓,基本風(fēng)壓是風(fēng)荷載的基準(zhǔn)壓力，一般按當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔?0m高度處10min平均的風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定的風(fēng)速，再考慮相應(yīng)的空氣密度，按公式w0=1/2pv02確定的風(fēng)壓值。 基本風(fēng)壓可從荷

10、載規(guī)范附錄中查得。 風(fēng)荷載的組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)可分別取0.6、0.4、0。,1.6.2 風(fēng)壓高度變化系數(shù),風(fēng)速是隨距地面的高度增加而增加的，故風(fēng)壓也是隨離地面高度增加而增加的。風(fēng)速隨高度的變化規(guī)律主要取決于地面的粗糙程度。但當(dāng)離地面450m以上時，風(fēng)速即不受地面粗糙程度的影響，風(fēng)壓高度變化系數(shù)為常數(shù)。 地面粗糙度是指風(fēng)在到達(dá)結(jié)構(gòu)物以前吹越過2km范圍內(nèi)的地面時，描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級。規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類。,A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。,1.6.3 風(fēng)荷載體型系數(shù),風(fēng)荷載體型系數(shù)是指風(fēng)作用在建筑物表面上所引起的實(shí)際壓力（或吸力）與來流風(fēng)壓的比值，它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度有關(guān)，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關(guān)。 幾種常見體型建筑物的風(fēng)荷載體型系數(shù)見表1.6。,表1.6常見建筑物的風(fēng)荷載體型系數(shù)s,1.6.4 風(fēng)振系數(shù),荷載