荷載的分類及代表值課件

荷載的分類及代表值課件1重點

1、荷載分類；荷載代表值；

2、結構的功能；結構功能的極限狀態(tài)；

3、結構上的作用、作用效應和結構抗力。難點結構上的作用、作用效應和結構抗力。重點1、荷載分類；荷載代表值；難點結構上的作用、2一、設計基準期我國采用的設計基準期一般為50年二、設計使用年限1、定義：在這一規(guī)定時期內，房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下，不需要大修就能按其預定目的使用?！?.1設計基準期和設計使用年限一、設計基準期3表2-5結構設計使用年限分類設計使用年限分類P10表2-5結構設計使用年限分類設計使用年限分類P104一、結構的功能要求1）結構的功能要求

功能要求適用性耐久性安全性§2.2結構的功能要求、作用和抗力一、結構的功能要求功能要求適用性耐久性安全性§2.2結構5

安全性——結構在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現的各種作用；在設計規(guī)定的偶然事件（如強烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

適用性——結構在正常使用時具有良好的工作性能。例如，不會出現影響正常使用的過大變形或振動；不會產生使使用者感到不安的裂縫寬度等。安全性——結構在正常施工和正常使用的條6耐久性——結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護條件下結構能夠正常使用到規(guī)定的設計使用年限。例如，結構材料不致出現影響功能的損壞，鋼筋混凝土構件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。耐久性——結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維7二、作用和作用效應分類（一）作用、荷載、直接作用、間接作用1.作用：使結構或結構構件產生內力和變形的原因。2.荷載：施加在結構上的集中力或分布力。3.直接作用：荷載屬于直接作用。4.間接作用：除荷載以外的引起結構外加變形或約束變形的原因。(二)按隨時間的變異，結構上的荷載可分為以下三類：

1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結構使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。如結構自重、土壓力、預應力等。

二、作用和作用效應分類82.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結構使用期間，其值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.偶然荷載在結構使用期間不一定出現，而一旦出現，其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載稱為偶然荷載。2.可變荷載9荷載代表值荷載代表值定義：結構設計時，對于不同的荷載和不同的設計情況，應賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。1.荷載標準值定義：荷載標準值就是結構在設計基準期內具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值。設計基準期——為確定可變荷載代表值而選定的時間參數，一般取為50年。荷載代表值10（1）永久荷載標準值永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修，固定設備的重量。一般可按結構構件的設計尺寸和材料或結構構件單位體積（或面積）的自重標準值確定。對于自重變異性較大的材料，在設計中應根據其對結構有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。[例]取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為25kN/m3，則截面尺寸為200×500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準值為0.2×0.5×25=2.5kN/m。（1）永久荷載標準值11（2）可變荷載標準值民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數按表2-2采用。2.可變荷載準永久值定義：在設計基準期內經常達到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于25年），稱為可變荷載準永久值。可變荷載準永久值可表示為ψqＱk，其中Ｑk為可變荷載標準值，ψq為可變荷載準永久值系數。ψq值見表2-2。（2）可變荷載標準值123.可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結構上時，除主導荷載（產生最大效應的荷載）仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應以小于標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值。可變荷載組合值可表示為ψcＱk。其中ψc為可變荷載組合值系數，其值按表2-2查取。3.可變荷載組合值134.可變荷載頻遇值 定義：對可變荷載，在設計基準期內，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（總的持續(xù)時間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值?？勺兒奢d頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數，其值按表2-2查取。4.可變荷載頻遇值 14§2.3結構功能的極限狀態(tài)及結構功能函數（一）結構功能的極限狀態(tài)的概念

P10整個結構或結構的一部份，超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)§2.3結構功能的極限狀態(tài)及結構功能函數（一）結構功能的15承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于結構安全性的功能。當結構或結構構件出現下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：●結構構件或連接因材料強度不夠而破壞(疲勞破壞)；●整個結構或衡結構的一部分作為剛體失去平（如傾覆等）；●結構轉變?yōu)闄C動體系；●結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到16正常使用極限狀態(tài)——正常使用極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。這一狀態(tài)對應于適用性或耐久性的功能。

當結構或結構構件出現下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：

●影響正常使用或外觀的變形；●影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；●影響正常使用的振動；●影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。正常使用極限狀態(tài)——正常使用極限狀態(tài)對應于結構或結構構件17（二）結構的功能函數結構的工作性能可用下列結構功能函數Z來描述。

Z=R-S（2.1）式中，R-結構構件抗力，它與材料的力學指標及材料用量有關；S-作用（荷載）效應及其組合，它與作用的性質有關。

R和S均可視為隨機變量，Z為復合隨機變量，它們之間的運算規(guī)則應按概率理論進行。

式（2.1）可以用來表示結構的三種工作狀態(tài)。

當Z>0時，結構能完成預定的功能，處于可靠狀態(tài)；當Z<0時，結構不能完成預定的功能，處于失效狀態(tài)；當Z=0時，即R=S結構處于臨界的極限狀態(tài)，Z=g(R,S)=R-S=0,稱為極限狀態(tài)方程。（二）結構的功能函數18小結：

1.荷載分類、荷載代表值的概念及種類；

2.永久荷載、可變荷載的代表值；

小結：19荷載的分類及代表值課件20重點

1、荷載分類；荷載代表值；

2、結構的功能；結構功能的極限狀態(tài)；

3、結構上的作用、作用效應和結構抗力。難點結構上的作用、作用效應和結構抗力。重點1、荷載分類；荷載代表值；難點結構上的作用、21一、設計基準期我國采用的設計基準期一般為50年二、設計使用年限1、定義：在這一規(guī)定時期內，房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下，不需要大修就能按其預定目的使用?！?.1設計基準期和設計使用年限一、設計基準期22表2-5結構設計使用年限分類設計使用年限分類P10表2-5結構設計使用年限分類設計使用年限分類P1023一、結構的功能要求1）結構的功能要求

功能要求適用性耐久性安全性§2.2結構的功能要求、作用和抗力一、結構的功能要求功能要求適用性耐久性安全性§2.2結構24

安全性——結構在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現的各種作用；在設計規(guī)定的偶然事件（如強烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

適用性——結構在正常使用時具有良好的工作性能。例如，不會出現影響正常使用的過大變形或振動；不會產生使使用者感到不安的裂縫寬度等。安全性——結構在正常施工和正常使用的條25耐久性——結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護條件下結構能夠正常使用到規(guī)定的設計使用年限。例如，結構材料不致出現影響功能的損壞，鋼筋混凝土構件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。耐久性——結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維26二、作用和作用效應分類（一）作用、荷載、直接作用、間接作用1.作用：使結構或結構構件產生內力和變形的原因。2.荷載：施加在結構上的集中力或分布力。3.直接作用：荷載屬于直接作用。4.間接作用：除荷載以外的引起結構外加變形或約束變形的原因。(二)按隨時間的變異，結構上的荷載可分為以下三類：

1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結構使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。如結構自重、土壓力、預應力等。

二、作用和作用效應分類272.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結構使用期間，其值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.偶然荷載在結構使用期間不一定出現，而一旦出現，其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載稱為偶然荷載。2.可變荷載28荷載代表值荷載代表值定義：結構設計時，對于不同的荷載和不同的設計情況，應賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。1.荷載標準值定義：荷載標準值就是結構在設計基準期內具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值。設計基準期——為確定可變荷載代表值而選定的時間參數，一般取為50年。荷載代表值29（1）永久荷載標準值永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修，固定設備的重量。一般可按結構構件的設計尺寸和材料或結構構件單位體積（或面積）的自重標準值確定。對于自重變異性較大的材料，在設計中應根據其對結構有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。[例]取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為25kN/m3，則截面尺寸為200×500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準值為0.2×0.5×25=2.5kN/m。（1）永久荷載標準值30（2）可變荷載標準值民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數按表2-2采用。2.可變荷載準永久值定義：在設計基準期內經常達到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于25年），稱為可變荷載準永久值?？勺兒奢d準永久值可表示為ψqＱk，其中Ｑk為可變荷載標準值，ψq為可變荷載準永久值系數。ψq值見表2-2。（2）可變荷載標準值313.可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結構上時，除主導荷載（產生最大效應的荷載）仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應以小于標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為ψcＱk。其中ψc為可變荷載組合值系數，其值按表2-2查取。3.可變荷載組合值324.可變荷載頻遇值 定義：對可變荷載，在設計基準期內，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（總的持續(xù)時間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值?？勺兒奢d頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數，其值按表2-2查取。4.可變荷載頻遇值 33§2.3結構功能的極限狀態(tài)及結構功能函數（一）結構功能的極限狀態(tài)的概念

P10整個結構或結構的一部份，超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)§2.3結構功能的極限狀態(tài)及結構功能函數（一）結構功能的34承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于結構安全性的功能。當結構或結構構件出現下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：●結構構件或連接因材料強度不夠而破壞(疲勞破壞)；●整個結構或衡結構的一部分作為剛體失去平（如傾覆等）；●結構轉變?yōu)闄C動體系；●結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到35正常使用極限狀態(tài)——正常使用極限狀態(tài)對應于結構