第二章_雪荷载与土侧压力计算念补充
荷载与与结构设计原则复习
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1．荷载类型：1．荷载与作用：荷载、直接作用、间接作用、效应2．作用的分类：按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如：1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答：由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答：作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答：使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用；不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应，间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲，只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1．重力(静载)1）结构自重2）土的自重应力3）雪荷载（基本雪压、雪重度、屋面的雪压）例如：1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
(√)2、我国基本雪压分布图是按照 C 一遇的重现期确定的。
A、10年B、30年C、50年D、100年3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有：风、屋面形式和屋面散热等。
2．重力(活载)1）车辆荷载：公路车辆荷载（车道荷载、车列荷载）、列车荷载2）楼面活荷载例如：1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答：车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
荷载与与结构设计原则复习
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1．荷载类型：1．荷载与作用：荷载、直接作用、间接作用、效应2．作用的分类：按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如：1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答：由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答：作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答：使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用；不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应，间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲，只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1．重力(静载)1）结构自重2）土的自重应力3）雪荷载（基本雪压、雪重度、屋面的雪压）例如：1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
(√)2、我国基本雪压分布图是按照 C 一遇的重现期确定的。
A、10年B、30年C、50年D、100年3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有：风、屋面形式和屋面散热等。
2．重力(活载)1）车辆荷载：公路车辆荷载（车道荷载、车列荷载）、列车荷载2）楼面活荷载例如：1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答：车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
第二章荷载
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4 §2.5 §2.6 结构自重 土的自重应力 雪荷载 车辆重力 楼面活荷载 人群荷载
§ 2.1 结构自重
结构的自重是结构材料自身重量产生的荷载， 属于永久作用。一般而言，只要知道结构各部件或 构件尺寸及所使用的材料的重度就可算出构件的自 重。
G iVi
对大部分采暖的坡屋面，在其檐口处通常是不加热的。 因此融化后的雪水常常会在檐口处冻结为冰棱及冰坝。这一 方面会堵塞屋面排水，出现渗漏；另一方面会对结构产生不 利的荷载效应。
雪荷载计算时注意的问题
1.《规范》6.1.2条规定：
对雪荷载敏感的结构？ 例如轻型屋盖
雪荷载计算时注意的问题
2.《规范》6.2.2条规定：
§2.3 雪荷载
例题1：
§2.3 雪荷载
例题1：
例题2：
§2.3 雪荷载
例题2：
§2.3 雪荷载
例题2：
§2.3 雪荷载
作业题：
§2.3 雪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ载
对于建筑物而言，有意义的是建筑物屋面的 雪荷载。 计算屋面雪荷载时应对地面基本雪压乘以屋 面积雪分布系数。
3.屋面积雪分布系数
屋面积雪分布系数 r 考虑了： （1）风对屋面积雪的影响 （2）屋面坡度对积雪的影响 （3）屋面温度对积雪的影响
（1）风对屋面积雪的影响
下雪过程中，风会把部分将要飘落或者已经飘积在 屋面上的雪吹积到附近地面或邻近较低的物体上，这种 影响称为风对雪的飘积作用。
（2）屋面坡度对积雪的影响
（3）屋面温度对积雪的影响
冬季采暖房屋的积雪一般比非采暖房屋小，这是因为 屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生。 不连续加热的屋面，加热期间融化的雪在不加热期间 可能重新冻结。并且冻结的冰渣可能堵塞屋面排水，以致在 屋面较低处结成较厚的冰层，产生附加荷载。重新冻结的冰 雪还会减低坡屋面上的雪滑移能力。
工程管理概论2章
-ql/2 剪力图
ql2/8 弯矩图
弯矩与跨度的平方成正比。
2.3土木工程主要构件 一、梁
〖截面形状〗矩形梁
第二章 工程力学
T形梁
I形梁
箱 形 梁
2.3土木工程主要构件 2.3.1基本构件
第二章 工程力学
二、板（slab） 〖受力状态〗 主要承受弯矩和剪力，与梁类似。 〖支座〗
•力与变形的基本概念 •物体的基本受力状态 •土木工程主要构件 •土木结构的基本问题 •土木结构的荷载
第二章 工程力学
2.1力与变形的基本概念 一、力与力偶 〖力〗
力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发 生改变，如 重力W=质量m ×重力加速度 g
风力w=二分之一空气密度ρ ×风速 ν的平方 浮力F=排开的液体体积V ×液体密度ρ×重力加速度 g 大小、方向和作用点是力的三要素，常用箭头 F 表示。 衡量力大小的单位是牛顿（N），或千牛（kN）。
作用的取值
永久荷载按具有95％保证率的标准值作为其基本值； 风荷载、雪荷载按50年一遇确定其基本值。
个人道德素养
做好個人道德素養；不要因為貪小便宜，
貪一時方便而不顧道德品行丟失把人格尊 嚴都降低了。
因為一個人把道德品質丟失了，再想建立 起來將是萬分的困難。
所以每個人都應該尊首道德底線，不應敗壞 基本道德品質。
工程力学
混凝土墙
〖截面形状〗
矩形，宽度大于厚度的８倍
砖墙
可看成柱的扩展。
2.3土木工程主要构件 2.3.1基本构件
第二章 工程力学
五、杆（bar） 柱的特例，仅承受轴力，包括拉力和压力。
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案
第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同？荷载：是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
作用：能使结构产生效应的各种因素总称。
2、说明直接作用和间接作用的区别。
将作用在结构上的力的因素称为直接作用，将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用，如温度改变，地震，不均匀沉降等。
只有直接作用才可称为荷载。
3、作用有哪些类型？请举例说明哪些是直接作用？哪些是间接作用？①随时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类：固定作用、可动作用③按结构的反应分类：静态作用、动态作用。
4、什么是效应？是不是只有直接作用才能产生效应？效应：作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。
不是。
第二章重力1、结构自重如何计算？将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件，先计算基本构件的重量，然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别？成层土的自重应力如何计算？土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果土层位于地下水位以下，由于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。
3、何谓基本雪压？影响基本雪压的主要因素有哪些？基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
主要因素：雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素：风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响（一般随坡度的增加而减小，原因是风的作用和雪滑移）、屋面温度（屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生）。
5、说明车列荷载与车道荷载的区别。
车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式，以集中荷载的形式作用于车轴位置；车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列，将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力？其大小与分布规律与哪些因素有关？土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
第四节 楼面活荷载
2 设计墙、柱和基础时的折减系数 1)第1(1)项应按表4.1.2 规定采用；
2)第1(2)～7 项应采用与其楼面梁相同的折减系数； 3)第8 项 对单向板楼盖应取0.5；对双向板楼盖和无梁楼 盖应取0.8 4)第9～12 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
第三节 雪荷载
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
积雪过重压塌市场屋顶 莫斯科市场坍塌压死48人
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
06年德国东南部阿尔卑斯山小镇巴特赖兴 哈尔当地时间1月２日发生惨剧，大雪压塌当 地一处溜冰馆的屋顶，21人死亡3人失踪
2005年威海12月8日讯(特派记者 黄强)今天凌晨3时58分，位于威海市崮山 镇的威海大峻金属制品有限公司一车间发生坍塌，造成1人死亡、多人受伤。
解：教学楼属于表3-2中项次2，设计柱时楼面活荷载标准值的 折减系数应取0.9。查表露面活荷载为2KN/m2。
故轴向力标准值Nk=2*2*0.9*3*8.4=90.72KN
第二章雪荷载与土侧压力计算念补充
例9某混合结构办公楼二层办公室平面图如图所示，整浇钢筋混凝土（钢筋混凝 土自重25KN/m3）楼盖，板厚为100mm，梁截面尺寸：b=250mm， h=700mm，板面20mm厚水泥砂浆面层（水泥砂浆20KN/m3），梁底吊天 花（0.45KN/m2）,计算楼面梁上的恒荷载、活荷载标准值。 。
0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 80mm厚现浇钢筋混凝土板
0.08m25kN/m3=2.0kN/m2 12mm厚纸筋石灰泥粉底
0.012m16kN/m3=0.192kN/m2 Gk=∑Gki=2.592 kN/m2
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案
第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同？荷载：是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
作用：能使结构产生效应的各种因素总称。
2、说明直接作用和间接作用的区别。
将作用在结构上的力的因素称为直接作用，将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用，如温度改变，地震，不均匀沉降等。
只有直接作用才可称为荷载。
3、作用有哪些类型？请举例说明哪些是直接作用？哪些是间接作用？①随时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类：固定作用、可动作用③按结构的反应分类：静态作用、动态作用。
4、什么是效应？是不是只有直接作用才能产生效应？效应：作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。
不是。
第二章重力1、结构自重如何计算？将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件，先计算基本构件的重量，然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别？成层土的自重应力如何计算？土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果土层位于地下水位以下，由于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。
3、何谓基本雪压？影响基本雪压的主要因素有哪些？基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
主要因素：雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素：风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响（一般随坡度的增加而减小，原因是风的作用和雪滑移）、屋面温度（屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生）。
5、说明车列荷载与车道荷载的区别。
车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式，以集中荷载的形式作用于车轴位置；车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列，将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力？其大小与分布规律与哪些因素有关？土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
第二讲：自重、土压力、雪
一般情况下， K0<1， 即水平应力(静止土压力）<竖向应力； 超固结土且超固结比较大时， K0可能>1； 一般地：松砂采用0.4；密砂采用0.7；粘土采用 0.5；对于正常固结粘土，可由下式近似计算：
K 0 1 sin
其中：φ为填土的有效内摩擦角。 （3）若计算点在地下水位以下，由于水对土体 有浮力作用，则对地下水位以下部分，采用土的 浮容重(有效重度）计算：
sz h1 0 h2
• （4）若地基是由多层土所组成，则第n 层底面处的竖向自重应力为：
sz 1h1 2 h2 n hn i hi
i 1
n
P5例题2.1
雪荷载：是屋面结构的主要荷载之一，属可 变荷载。 1、基本雪压 基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记 录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现出 现的最大雪压值。 雪压：
• （2）计算：深度为Z的单元体的竖向自 重应力等于其单位面积上土柱的有效重 量，即： • A、竖向自重应力：
sz Z
0
• B、水平应力：
sx sy sz K ZK
0
sx sy K 0 sz sz
• 不同土的静止侧压力系数不同，可由试验测定。 • K0反映了土体在静止时，水平应力(静止土压力）与 竖向应力之间的关系.
天窗外屋面
sk = μr s0 = 1.1×0.4= 0.44 kN/m2
• 设计结构及屋面构件时按下列规则采用 : • 屋面板:按积雪不均匀分布的最不利情况采用. • 屋架: 分别按积雪全跨或半跨均匀分布以及不 均匀分布的情况采用. 排架: 按积雪全跨的均匀分布情况采用.
雪荷载计算时的规范规定： 1、当城市或建设地点的基本雪压值在本规范 附录D中没有给出时，基本雪压值可根据当地年 最大雪压或雪深资料，按基本雪压定义，通过统 计分析确定，分析时应考虑样本数量的影响（参 见附录D）。当地没有雪压和雪深资料时，可根 据附近地区规定的基本雪压或长期资料，通过气 象和地形条件的对比分析确定；也可按本规范附 录D中全国基本雪压分布图近似确定。 2、山区的雪荷载应通过实际调查后确定。当 无实测资料时，可按当地邻近空旷平坦地面的雪 荷载值乘以系数1.2采用。
第二讲：自重、土压力、雪
s 1、P9 天津市基本雪压 0=0.4 kN/m2
2、 屋面雪荷载标准值 (1) 均布分布
s s k = μr 0 = 1.0×0.4= 0.4 kN/m2
(2) 不均布分布
s s 天窗上 k = μr 0 = 0.8×0.4= 0.32 kN/m2
天窗间屋面
s s k = μr 0 = 1.4×0.4= 0.56 kN/m2
.高低跨房屋 μr=2h/ s0 ≦4 平均2.0
4 ≦ a ≦8
例: 天津市郊某两跨设有天窗的等高排架厂房。 试计算该屋面雪荷载标准值，画出雪荷载分 布示意图，设计结构及屋面构件是如何采用 ？
解：
全国各城市的50年一遇雪压和风压（节选）
1.0
均匀分布1.1 ຫໍສະໝຸດ 均匀分布0.81.4
0.8 1.1
一般情况下， K0<1， 即水平应力(静止土压力）<竖向应力； 超固结土且超固结比较大时， K0可能>1； 一般地：松砂采用0.4；密砂采用0.7；粘土采用 0.5；对于正常固结粘土，可由下式近似计算：
K 1 sin 0
其中：φ为填土的有效内摩擦角。 （3）若计算点在地下水位以下，由于水对土体有 浮力作用，则对地下水位以下部分，采用土的浮 容重计算：
（3）施工阶段验算：构件在吊装运输或悬 臂施工时引起的结构内力，有可能大于正常 设计荷载产生的内力，因此，在施工阶段验 算构件的强度和稳定时，构件重力应乘以适 当的动力系数。
• 常见材料和构件的重度表 参见P193~197 附表
应记住的材料重度
材料
重度
（kN/m3)
木（杉、松） 4~6
普通砖
19
材料
1、当城市或建设地点的基本雪压值在本规范附录D中没有给出时， 基本雪压值可根据当地年最大雪压或雪深资料，按基本雪压定义， 通过统计分析确定，分析时应考虑样本数量的影响（参见附录D）。 当地没有雪压和雪深资料时，可根据附近地区规定的基本雪压或长 期资料，通过气象和地形条件的对比分析确定；也可按本规范附录D 中全国基本雪压分布图近似确定。
土压力计算及挡土墙设计 最终版
土压力计算及挡土墙设计最终版在土木工程领域中，土压力的计算和挡土墙的设计是至关重要的环节。
这不仅关系到工程的稳定性和安全性，还直接影响到工程造价和施工难度。
接下来，让我们深入探讨一下土压力计算及挡土墙设计的相关内容。
一、土压力的基本概念土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。
根据挡土墙的位移情况和墙后土体的应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类型。
静止土压力是指挡土墙在土压力作用下不发生任何位移或转动时，墙后土体处于弹性平衡状态时的土压力。
主动土压力是指挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前发生位移或转动，墙后土体达到主动极限平衡状态时的土压力。
被动土压力则是指挡土墙在外力作用下向后发生位移或转动，墙后土体达到被动极限平衡状态时的土压力。
二、土压力的计算方法1、静止土压力计算静止土压力的计算通常采用弹性理论，其计算公式为：＄E_0 ＝＼frac{1}｛2}K_0\gamma H^2$ ，其中＄K_0$ 为静止土压力系数，可通过试验或经验公式确定；＄＼gamma$ 为填土的重度；＄H$ 为挡土墙的高度。
2、主动土压力计算库仑理论和朗肯理论是计算主动土压力常用的方法。
库仑理论假定墙后填土为无粘性土，破坏面为一平面，通过分析墙后土体的静力平衡条件，得到主动土压力的计算公式。
朗肯理论则基于土的极限平衡条件，假定填土表面水平且无限延伸，墙背垂直光滑，从而推导出主动土压力的计算公式。
3、被动土压力计算被动土压力的计算方法与主动土压力类似，也可以采用库仑理论和朗肯理论，但计算过程相对复杂。
三、影响土压力的因素土压力的大小和分布受到多种因素的影响，主要包括填土的性质（如填土的重度、内摩擦角、粘聚力等）、挡土墙的形状和尺寸、墙背的粗糙度、填土表面的荷载以及挡土墙的位移方向和位移量等。
例如，填土的重度越大，土压力就越大；内摩擦角和粘聚力越大，土压力则越小。
墙背越粗糙，土压力越大；墙背越光滑，土压力越小。
土力学河海大学第二版第2章答案
第 2 章土体压力计算[2-1]如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，求土的自重应力和静孔隙水应力。
O2m γ=18.5kN/m 3A γ=18kN/m 31m 地下水位Bγsat=20kN/m 31mCγsat=19kN/m 33mD2m γsat=19.5kN/m3E解：各层面点自重应力计算如下：O 点：cz 0kPaA 点：cz 1h1 18.5 2 37.0kPaB 点：cz 1h1 2h2 18.5 2 18 1 55.0kPaC 点：cz 1h1 2h2 3h3 18.5 2 18 1 10 1 65.0kPaD 点：cz 1h1 2h2 3h3 4h4 18.5 2 18 1 10 1 9 3 92.0kPaE 点：cz 1 h12h2 3h3 4h4 5h5 18.5 2 18 1 10 1 939.52111.0kPa各层面点的静孔隙水应力如下：O、A、B 点为 0；E 点：w w h10 (1 3 2)60kPa绘图如下：[2-2] 某矩形基础，埋深1m,上部结构传至设计地面标高处的荷载为5P=2106kN，荷载为单偏心，偏心距e=0.3。
求基底中心点、边点 A 和B 下 4m 深处的竖向附加应力解：已知： P=2106kN, γ 3, d=1m, e0=0.3, l=6m, b=3m, z=4m.0=17kN/mBO A 3(1) 基底压力：6∵ G=γdlb=20×1×6×3=360 kN,F v=P+G=2106+360=2466 kNp max F v 1 6e 2466 (1 6 0.26) 172.6kPa∴lb l 6 3 6F v 6e 2466 6 0.26)p min 1 (1 101.4kPalb l 6 3 6(2)基底附加应力：(3)O、B 点竖向附加应力：可认为仅由矩形均布荷载O、B A引起，附加应力系数及附加应力值见下表。
[原创]屋面雪荷载计算
![[原创]屋面雪荷载计算](https://img.taocdn.com/s3/m/0c4f581b6d85ec3a87c24028915f804d2b1687c4.png)
不平衡积雪荷载雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，属于结构上的可变荷载。
在我国寒冷地区及其他大雪地区，因雪荷载导致屋面结构以及整个结构破坏的事例时有发生（如下图所示）。
尤其是大跨度结构以及轻型屋盖对雪荷载更为敏感。
因此，在有雪地区，在结构设计中必须考虑雪荷载的作用。
两个雪荷载倒塌事故1. 基本雪压所谓雪压是指单位水平面积上的积雪重量。
雪压的计算公式：s ＝rd 式中 s ——雪压（N/2m ）r ——雪重度（N/2m ）d ——雪深（m ）雪重度r 是一个随时间和空间变化的量，越靠近地面，雪的重度越大，雪深越大，下层的重度越大。
屋面水平投影面上的雪荷载标准值，按下式计算：0k r S S μ=k S ——雪荷载标准值（kN/2m ）；r μ——屋面积雪分布系数；0S ——基本雪压（kN/2m ）；基本雪压（0S ）是雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定。
可以在《建筑结构荷载规范》附录表D4中直接查出。
2.屋面的雪压影响屋面雪压的因素有：风、屋面形式、屋面散热等。
1） 风对屋面积雪的影响风对屋面积雪的影响:主要是由风的漂积作用引起的。
在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪积吹到附近的地面或其它较低的物体上，这种影响就叫风的漂积作用。
当风速较大或房屋处于曝风位置时，部分已经积在屋面上的雪会被风吹走，从而导致平屋面或小坡度（坡度小于10度）屋面上的雪压普遍比邻近地面上的雪压要小。
在高低跨屋面的情况下，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
对多坡度屋面及曲线型屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，其原因之一是作用下的雪漂积，屋脊区的部分积雪被风吹在屋谷区内。
对于高低跨屋面，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
苏联根据西伯利亚地区的屋面荷载的调查，对屋面积雪分布系数r μ规定为r μ=2h/0S ≤4.0式中 h ——屋面高低差，m ；0S ——基本雪压，kN/2m 。
第二章 重力与侧压力汇总
例-1
1. 某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如下 图所示，试求各土层交界处的竖向自重应力，并绘出自重 应力分布图。
图 练-1 土层厚度和容重
解
练习
1. 某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如下 图所示，地下水位在地面以下2m处，试求各土层交界处的 竖向自重应力，并绘出自重应力分布图。
图 练-1 土层厚度和容重
2.1 重力
2.1.5 楼、屋面活荷载
一、楼面活荷载
楼面活荷载是指房屋中生活或工作的人群、家具、用 品、设施等产生的重力荷载。由于这些荷载的量值会随时 间变化，且位置也是移动的，因此用活荷载这一名词来表 达房屋中的这一可变荷载。它包括持久性活荷载与临时性 活荷载两部分。 【1】持久性活荷载：是指某个时间段内，其值保持 不变的荷载，如家具、设备和常住人员等。 【2】临时性活荷载：是指楼面上偶然出现的短期荷 载，例如人群的聚会、装修时的材料堆积、打扫卫生时的 家具堆积等。
柱状集合体 （石英）
片状集合体（白云 母）
针状集合体 （辉秘矿）
粒状集合体（方铅矿）
纤维状集合体（直闪石石棉） 放射状集合体（红柱石） 水晶 晶簇
分 泌 体 | 玛 瑙
肾状(硬锰矿)
钟乳状（方解石)
皮壳状（孔雀石）
2.1 重力
2.1.2 土的自重应力
土是由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。在 计算土中应力时，通常将土体视为均匀连续的弹性介质， 从而应用连续介质力学(例如弹性力学)来研究土中应力的 分布。必须指出的是，土的自重应力为土自身有效重力在 土体中所引起的应力。 一般情况下，因土层的覆盖面积很大，可将土体假设 为均质半无限体，土的自重可看作分布面积为无限大的荷 载，土体在自重作用下既不能有侧向变形也不产生剪切变 形，只能产生竖向变形。
雪荷载
我国基本雪压分布特点1
新疆北部是我国突出的雪压 高值区。
东北地区由于气旋活动频繁， 并有山脉对气流的抬升作用， 冬季多降雪天气，同时因气 温低，更有利于积雪
东北地区由于气旋活动频繁， 并有山脉对气流的抬升作用， 冬季多降雪天气，同时因气 温低，更有利于积雪
川西、滇北山区的雪压也较 高。
S =u s
k r
0
S -雪荷载标准值； u -屋面积雪分布系数，见教材附录三； s -基本雪压。
k
r0Leabharlann 屋面积雪分布系数3.屋面积雪分布考虑 设计建筑结构及屋面的承重构件时，应按下列规定 采用积雪的分布情况： 屋面板和檀条按积雪不均匀分布的最不利情况采用； 屋架和拱壳应分别按全跨积雪的均匀分布、不均匀分 布和半跨积雪均匀的最不利情况采用； 框架和柱可按全跨积雪的均匀分布情况采用。
定义
冰川泥石流
强暴风雪、风吹雪
强暴风雪:降雪形成的深厚积雪以及异常暴风雪。由大雪和暴风雪造成的雪灾 由于积雪深度大，影响面积广，危害更加严重。
风吹雪:大风携带雪运行的自然现象。又称风雪流。积雪在风力作用下，形成 一股股携带着雪的气流，粒雪贴近地面随风飘逸，被称为低吹雪；大风吹袭 时，积雪在原野上飘舞而起，出现雪雾弥漫、吹雪遮天的景象，被称为高吹 雪；积雪伴随狂风起舞，急骤的风雪弥漫天空，使人难以辨清方向，甚至把 人刮倒卷走，称为暴风雪。风吹雪的灾害危及到工农业生产和人身安全。
屋面雪荷载计算
屋面雪荷载计算不平衡积雪荷载雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，属于结构上的可变荷载。
在我国寒冷地区及其他大雪地区，因雪荷载导致屋面结构以及整个结构破坏的事例时有发生(如下图所示)。
尤其是大跨度结构以及轻型屋盖对雪荷载更为敏感。
因此，在有雪地区，在结构设计中必须考虑雪荷载的作用。
两个雪荷载倒塌事故1. 基本雪压所谓雪压是指单位水平面积上的积雪重量。
雪压的计算公式:s,rd2式中 s——雪压(N/m)2m r——雪重度(N/)d——雪深(m)雪重度r是一个随时间和空间变化的量，越靠近地面，雪的重度越大，雪深越大，下层的重度越大。
屋面水平投影面上的雪荷载标准值，按下式计算:SS,, kr02mS——雪荷载标准值(kN/); k,——屋面积雪分布系数; r2mS——基本雪压(kN/); 0S基本雪压()是雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数0据，经概率统计得出50年一遇最大值确定。
可以在《建筑结构荷载规范》附录表D4中直接查出。
2.屋面的雪压影响屋面雪压的因素有:风、屋面形式、屋面散热等。
1) 风对屋面积雪的影响风对屋面积雪的影响:主要是由风的漂积作用引起的。
在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪积吹到附近的地面或其它较低的物体上，这种影响就叫风的漂积作用。
当风速较大或房屋处于曝风位置时，部分已经积在屋面上的雪会被风吹走，从而导致平屋面或小坡度(坡度小于10度)屋面上的雪压普遍比邻近地面上的雪压要小。
在高低跨屋面的情况下，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
对多坡度屋面及曲线型屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，其原因之一是作用下的雪漂积，屋脊区的部分积雪被风吹在屋谷区内。
对于高低跨屋面，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
苏联根据西伯利亚地区的屋面荷载的调查，对屋面积雪分,规定为布系数r,=2h/4.0 S,r0式中 h——屋面高低差，m;2——基本雪压，kN/。
侧压力
无粘性土：
Ep
1 2
H
2tg
2
45
2
1 2
H
2
K
p
粘 性 土：
Ep
1 2
H
2
K
p
2CH
Ka
被动土压力Ep 通过三角形或梯形分布图的形心
第二节、水压力和流水压力
一、水压力 水对结构物的作用
化学作用 — 对结构物的腐蚀或侵入 物理作用 — 力学作用（结构物表面产生的静水压力和动水压力） 静水压力 符合阿基米德定律 静水压力 水平分量、竖向分量 水平分量 w z 水深的直线函数 竖向分量 结构物承压面和经过承压面底部的母线到自由水平面之 间的“压力体”体积的水重 水压力总是作用于结构物表面的法线方向
粘性土的侧压力分布仅是abc部分
实际上墙与土在很小的拉应力作用下就会分离，故在计算土压力时可略去 不计。
a点离填土面的深度常称为临界深度，在填土面无荷载的条件下，可令式 为零求得z0值，即：
a ZK a 2C Ka 0得:Z02C Ka
如取单位墙长计算，则主动土压力Ea为：
Ea
1 H
波浪的特性；构筑物类型；当地的地形地貌；海底坡度等
根据经验确定
构筑物的分类（L/=构筑物水平轴线长度/浪高波长）
~ P25，表3-1
L/
0.2
1.0
桩柱
墩柱
L 0.2 0.2 L 1
直墙或斜坡
L 1
直墙(L/>1.0)上的波浪荷载计算 考虑三种波浪：
① 立波 ② 近区破碎波
构筑物附近半个波长范围内（/2）发生破碎的波 ③ 远区破碎波
无粘性土的主动土压力强度与高度成正比，沿高度的压力分布为三角
抗震因素雪荷载
7.2.2 设计建筑结构及屋面的承重构件时，应按下列规定采用积雪的 分布情况：
1，屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况采用； 2，屋架和拱壳应分别按全跨积雪的均匀分布、不均匀分布和半跨 积雪的均匀分布按最不利情况采用； 3，框架和柱可按全跨积雪的均匀分布情况采用。
屋面
带天
窗有
5
挡风 板的
坡屋
面
多跨 单坡 6 屋面 形屋 面）
双跨 双坡 7 或拱 形屋 面
项 次
类别
（续表7.2.1）
屋面形式及积雪分布系数μr
8
高低屋 面
有女儿
9 墙及其 物的屋 面
大跨屋 10 面(l＞
100m）
注：1，第2项单跨双坡屋面仅当坡度α在20O～30O范围时，可采用不均匀分布情况； 2，第4、5项只适用于坡度α不大于25O的一般工业厂房屋面；
7 雪荷载
7.1 雪荷载标准值及基本雪压 7.1.1 屋面水平投影面上的雪荷载标准值应按下式计算：
Sk = μrS0 (7.1.1) 式中：Sk——雪荷载标准值(kN/m2)；
μr——屋面积雪分布系数； S0——基本雪压(kN/m2)。 7.1.2 基本雪压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的雪 压；对雪荷载敏感的结构，应采用100年重现期的雪压。 7.1.3 全国各城市的基本雪压值应按本规范附录E中表E.5重现期R为50 年的值采用。当城市或建设地点的基本雪压值在本规范表E.5中没有给 出时，基本雪压值应按本规范附录E规定的方法，根据当地年最大雪压 或雪深资料，按基本雪压定义，通过统计分析确定，分析时应考虑样本 数量的影响。当地没有雪压和雪深资料时，可根据附近地区规定的基本 雪压或长期资料，通过气象和地形条件的对比分析确定；也可比照本规 范附录E中附图E．6.1全国基本雪压分布图近似确定。 7.1.4 山区的雪荷载应通过实际调查后确定。当无实测资料时，可按 当地邻近空旷平坦地面的雪荷载值乘以系数1.2采用。 7.1.5 雪荷载的组合值系数可取0.7；频遇值系数可取0.6；准永久值 系数应按雪荷载分区I、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取0.5、0.2相0；雪荷载分 区应按本规范附录E.5或附图E.6.2的规定采用。
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2
将几个P换成均布荷载q，使其最大弯矩相等则均布荷载q称为集中荷载P的等效荷载 常用的几个楼面活荷载值： 住宅 商店 书库 2.0KN/m2 3.5 KN/m2 5.0 KN/m2 这些数据是由大量已 使用楼面的等效均布 荷载的数据，经数理 统计分析后得到
第四节 楼面活荷载
一些国家楼面均布活载取值（kN/m2）
第二章 重力 侧压力
内容提要
一、结构自重
二、土的自重应力
三、 雪荷载
四、楼面活荷载 五、人群荷载
第一节 结构自重
1、结构的自重 — 永久荷载 2、结构自重标准值Gk应根据结构的设计尺寸和材料的容重 标准值确定 3、材料容重标准值 按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）确定 常用材料与构件自重(1)
单跨双坡屋面雪载分布
均匀分布情况：
不均匀分布情况：
第三节 雪荷载
3 屋面散热的影响
屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪 滑移更易发生，故采暖房屋的积雪一般比非采暖房屋小。
注:1第2项单跨双坡屋面仅当角度大等于20度小等于30度时可采用不均匀分布情况 2第4、5项只适用于坡度小等于25度的一般工业厂房屋面。 3第7项双跨双坡或拱形屋面小等于25度当或f/l<0.1时只采用均匀分布情况 4多跨屋面的积雪分布系数 可参照第7项的规定采用
第四节 楼面活荷载
2 设计墙、柱和基础时的折减系数 1)第1(1)项应按表4.1.2 规定采用；
2)第1(2)～7 项应采用与其楼面梁相同的折减系数； 3)第8 项 对单向板楼盖应取0.5；对双向板楼盖和无梁 楼盖应取0.8 4)第9～12 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
例5某医院病房的简支钢筋混凝土楼面梁，其计算跨度为7.5m, 梁间距为3.6m，楼板为现浇钢筋混凝土板，求楼面承受的均布活 荷载在梁上产生的均布线荷载。
第四节 楼面活荷载 屋面积灰荷载
设计生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑时，对于具 有一定除 尘设施和保证清灰制度的机械、冶金、水泥等的厂房屋 面，其水 平投影面上的屋面积灰荷载，应分别按表4.4.1-1和表 4.4.1-2采用
影响屋面雪压的因素： ①风；②屋面形式；③屋面散热
1. 风对屋面积雪的影响——漂积作用
在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪
吹积到附近的地面上或其他较低的物体上，这种影响称 为风的漂积作用。
第三节 雪荷载
漂积作用的影响：
①使敞风较好的平屋面或小坡度屋面 上的雪压小于邻近地面上的雪压； ②在高低跨屋面的情况下，在低屋面 形成局部较大的漂积荷载；高低屋面 上漂积雪的分布如右示：
第三节 雪荷载
雪重度随雪深的变化
第三节 雪荷载
雪密度随时间的变化
最大雪深与最大雪重度两 者并不一定同时出现。
第三节 雪荷载
二、屋面雪压
屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算： Sk＝μrS0 式中 Sk-----雪荷载标准值，kN/m2； μr----屋面积雪分布系数；屋面雪载与地面雪载比值 S0-----基本雪压，kN/m2。
例3条件：某仓库屋盖为粘土瓦、木板、木椽条、圆木檩条、木屋架结构体系，其
剖面如图所示，屋面坡度，木檩条沿屋面方向间距1.5m，计算跨度3m，该地区基 本雪压为。 要求：确定作用在檩条上由屋面积雪荷载产生沿檩条跨度的均布线荷载标准值。 。
解：1、根据《规范》6.2.2条第一款的规定，檩条的积雪荷载应按不均匀分布的最 不利情况考虑。 2、因符合的条件，根据《规范》6.2.1条注1的规定，可按《规范》表6.2.1第2 项的规定。取不均匀分布的最不利屋面积雪分布系数为。 3、查《规范》表6.2.1第1项，通过内插得屋面积雪分布系数
hi: 第i层土的厚度（m）; γ i: 第i层土的天然重度，若土层位于地下位以下，由于受到 水的浮力作用应取土的有效重度γ’i代替天然重度γi。
第三节 雪荷载
积雪过重压塌市场屋顶 莫斯科市场坍塌压死48人
06年德国东南部阿尔卑斯山小镇巴特赖兴 哈尔当地时间1月２日发生惨剧，大雪压塌当 地一处溜冰馆的屋顶，21人死亡3人失踪
Gk=∑Gki=2.592 kN/m2
第二节 土的自重应力
1、土的自重应力cz 均质土中： cz= . z
cz沿深度
→直线分布
cz沿水平面 →均匀分布
第二节 土的自重应力
成层土中竖向自重应力沿深度的分布
第二节 土的自重应力
成层土z处的竖直有效自重应力：
n：从天然地面起到深度z处的土层数;
例7某教学楼为钢筋混凝土框架结构，其结构平面及剖面图见图所示，楼 盖为现浇单向板主次梁承重体系，求教学楼中柱1在第四层柱顶（1-1截 面）处，当楼面活荷载布满时，由楼面活荷载标准值产生的轴向力。
解：教学楼属于表3-2中项次2，设计柱时楼面活荷载标准值的 折减系数应取0.9。查表露面活荷载为2KN/m2。 故轴向力标准值Nk=2*2*0.9*3*8.4=90.72KN
第四节 屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载应按表 4.3.1采用。屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。
第四节 楼面活荷载
注： 1、不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实 际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的规定，将 标准值作0.2kN/m2 的增减。 2、上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活 荷载采用。 3、对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应 采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度 确定屋面活荷载 4、屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。
22 24 kN/m3 4 6 kN/m3 24 25 kN/m3
18（19） kN/m3 17 kN/m3 13 kN/m3
第一节 结构自重
⑤ 墙面 贴瓷砖墙面（25mm厚（包括水泥砂浆打底）） 水泥粉饰墙面（20mm厚，水泥粗砂） 0.5 kN/m2 0.36 kN/m2
石灰粗砂粉饰墙面（20mm厚）
第四节 楼面活荷载
楼面和屋面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、 用品、设施等分别在楼面和屋面上产生的重力荷载
1、持久性活荷载 设计基准期内经常出现—家具、设备和正常办公人员体重产生的荷载
2、临时性活荷载 设计基准期内短暂出现—人员的聚汇荷载如办公室开会时人员的 临时集中，临时堆放物品重量。
楼面活荷载本质是地心引力，楼面活荷载通过一系列集中荷载施加在楼面上， 但结构设计采用均布荷载，其原理是 “弯矩等效荷载”
第四节 楼面活荷载
第四节 楼面活荷载
由于楼面均布活荷载可理解为楼面总活载按 楼面面积平均，因此一般情况下所考虑的楼 面面积越大，实际平摊的楼面活载越小。 故如引起效应的楼面活载面积超过一定的数 值，则应对楼面均布活载折减。
设计楼面梁、墙、柱及基础时，表4.1.1 中的楼面活荷载标准值在 下列情况下，应乘以规定的折减系数。 1 设计楼面梁时的折减系数: 1)第1(1)项当楼面梁从属面积超过25m2 时，应取0.9； 2)第1(2)～7 项当楼面梁从属面积超过50m2 时应取0.9； 3)第8 项 对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8； 对单向板楼盖的主梁应取0.6； 对双向板楼盖的梁应取0.8； 4)第9～12 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
2005年威海12月8日讯(特派记者 黄强)今天凌晨3时58分，位于威海市崮山 镇的威海大峻金属制品有限公司一车间发生坍塌，造成1人死亡、多人受伤。
第三节 雪荷载
一、基本雪压
定义：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计 得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。 S =ρgh=γh Ｓ－雪压（Ｎ／ｍ2 ） γ － 雪重度（Ｎ／ｍ３） ρ:雪密度（kg／ｍ３） h － 雪深（ｍ)
解：楼面梁从属面积为A=3.6*7.5=27m2>25m2 Qk=2.0*0.9*3.6=6.48KN/m
例6某停放轿车的停车库钢筋混凝土现浇楼盖，单向板、主次梁结构体系， 求次梁承受的楼面均布线荷载标准值及主梁承受的由次梁传来的楼面活荷载 集中力标准值
qk=4*0.8*3.9=12.48KN/m Fk=4*9.6*3.9*0.6=89.86KN
例9某混合结构办公楼二层办公室平面图如图所示，整浇钢筋混凝土（钢筋混凝 土自重25KN/m3）楼盖，板厚为100mm，梁截面尺寸：b=250mm，h=700mm，板面 20mm厚水泥砂浆面层（水泥砂浆20KN/m3），梁底吊天花（0.45KN/m2）,计算楼 面梁上的恒荷载、活荷载标准值。 。
解：钢筋混凝土自重25KN/m3，水泥砂浆20KN/m3，天花0.45KN/m2 1、恒荷载计算 钢筋混凝土板：G1k=25*0.1*3.6=9KN/m 面层、天花：G2k=20*0.02*3.6+0.45*3.6=3.06KN/m 梁自重：G3k=25*0.6*0.25=3.75KN/m 恒载：Gk=9+3.06+3.75=15.81KN/m 2、活荷载计算 QK=2*3.6*0.9=6.48KN/m
Sk = μr* 0.45KN/m2=1.0*0.45KN/m2=0.45KN/m2
低跨屋面板雪荷载标准值：
Sk = μr S0=2.0 *0.45KN/m2=0.9KN/m2
由于高低屋面的差值h=3m，不均匀积雪的分 布范围，
4m a 2h 6m 8m
已覆盖低跨屋面范围，因此均布面荷载 0．9kN／m2作用于整个低跨板面 上。
qk sk 1.5 cos 26.560 055kN / m
§2.3 雪荷载 例题2：
§2.3 雪荷载 例题2：
例题3：
§2.3 雪荷载
例题2： §2.3 雪荷载
例题2： §2.3 雪荷载
例4： §2.3 雪荷载
4m a 2h 6m 8m
解： 高跨屋面板雪荷载标准值：
⑥ 屋顶 小青瓦屋面 粘土平瓦屋面 油毡防水层 一层油毡刷油两层 一毡二油上铺小石子 二毡三油上铺 三毡四油上铺