工程结构荷载与结构设计方法教学
“荷载与结构设计方法”课程思政教学探究
“荷载与结构设计方法”课程思政教学探究
郅伦海;周康
【期刊名称】《科教文汇》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】该文针对“荷载与结构设计方法”这一典型土木工程专业课程开展课程思政教学探究。
先介绍了该课程的基本情况,并分析了其课程思政教学的现状及目标。
然后以“工程伦理教育、大国工匠精神、科技报国情怀”等为主题,深入探讨了课程思政的融合路径及其在第一、第二课堂的实施方法。
【总页数】4页(P99-102)
【作者】郅伦海;周康
【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1."课程思政"理念下《混凝土结构设计》课程教学改革探究
2."荷载与结构设计方法"课程思政元素挖掘与融合
3.基于BOPPPS模型和思政融入的专业课程教学方法研究——以“荷载与结构设计方法”课程为例
4.基于BOPPPS模型和思政融入的专业课程教学方法研究——以“荷载与结构设计方法”课程为例
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工程结构荷载与可靠度设计原理结构抗力统计分析
影响结构抗力的不定性
影响构件抗力的不定性因素
材料性能（如强度、弹性模量、泊松比等）
几何参数（如宽度、高度、面积、惯性矩等）
计算模式的精确度
Z g（X 1，X 2， ，X n）
Z g（ X1， X2， ， Xn）
误差传递公式
g X i 1 i
结构抗力的统计特征
结构抗力的统计参数
单一材料构件：钢、木、砖等组成的结构构件
R f c a Ωp (Ωf k0 f k ) (Ωa ak ) Ωp Ωf Ωa Ωp Rk
Rk k0 f k ak
Rk：按规范规定的材料性能和几何参数标准值及抗力计算公式 求得的抗力标准值。
考虑材料性能及几何参数不定性后，有
Rp R（Ωf 1k01 f k1 Ωa1ak 1， ，Ωfn k 0n f kn Ωan ak n）
RP=R（）：由计算公式确定的构件抗力值，它是各种材料性 能和几何参数不定性的函数。 RP的平均值 R p R（fc1 a1， ，fcn an） RP的方差
函数Z=∑Xi（Z=X1
+X2 +….+Xn ）的分布近似于正态分布
函数Z= X1 X2 X1 （即lnZ=lnX1 +lnX1 +….+lnX1） 的分布近似于对数正态分布
结构构件抗力的统计特征
结构抗力的概率分布
抗力R的计算模式多为 R = X1X2X3…或R = X1X2 ＋X3X4X5 ＋ X6X7 ＋…等形式，因此可近似认为：无论X1，X2，…，Xn为何 种概率分布，结构构件抗力 R的概率分布类型均可假定为对数 正态分布。 对数正态分布概率密度函数
工程结构荷载与可靠度设计原理
解决手段：模糊集合理论、模糊随机过程理论。
知识的不完善性：由于(yóuyú)人类认识上的局限性而造成的， 所以又叫主观认识的未确定性，如“人体有多少根头发”等。
解决手段：灰色系统理论。
2022/1/8
在结构(jiégòu)可靠性理论中以随机性为研究重点
第三页，共44页。
结构设计中的不确定性因素(yīn sù)
2022/1/8
第十九页，共44页。
验算(yàn suàn)点法基本原理
正态随机变量的情况
结构(jiégòu) Z gX1, X 2 ,....X n
功能函数
将Z在各变量的验算点X* （X1*, X2*,·····, Xn*）处展开成泰勒级数
Z
g(
X
1
,
X
2 ,,
X
n
)
n
(Xi
i 1
X
可靠度
失效概率
Ps PZ 0
0 f z (Z )dZ
Pf PZ 0
0
f z (Z )dZ
2022/1/8
Ps Pf 1
•结构可靠度满足： Z>0具有相当大的概率或 Z<0 具有相当小的概率； •通常采用失效概率来度量结构的可靠度。
第十页，共44页。
可靠(kěkào)指标
基本概念
i
)
g X i
X*
均值 (jū n
Z
g
(
X
1
,
X
2
,,
X
n
)
0
n
( X i
i 1
X
i
)
g X i
X*
zhí)
2022/1/8
建筑结构试验课件第2章试验荷载与加载方法
箱式试验台座：
♦ 特点：承载力高、刚度大、台座空间利用率高，但
安装和移动设备困难。
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
试验台座
❖ 抗侧力试验台座
❖ ♦ 作用：通过拉压千斤顶或电液伺服加载系
统对试件施加模拟地震作用的低周反复荷载，
进行拟动力和拟静力试验。
❖ 2.3.5地震模拟振动台
第二章荷载与加载
2.3 液压加载
❖ 2.3.5地震模拟振动台
美国MTS公司三向六
自由度维模拟地震振
动台，
❖ 台面尺寸4m×4m，
❖ 最大试件质量25t。
❖
第二章荷载与加载
2.4 惯性力加载
❖ 利用运动物体质量的惯性施加动力荷载
❖ 冲击力加载法
❖
1、初位移加载法
第二章荷载与加载
❖ ♦ 平衡重式
❖ ♦ 压桩作为地锚
❖ ♦ 成对试验加载
❖ 2.10.3
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
第二章荷载与加载
现场试验的荷载装置
第2章 试验荷载与加载方法
思考题：
❖ 1、简述重力加载法的特点。
❖ 2、如何避免重力加载法中的拱效应？
❖ 3、液压加载器有哪几种？
2.10 荷载支承设备和试验台座
荷载支承机构
❖ 水平反力架
❖ 2.10.2
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
❖
❖
❖
试验台座
抗弯大梁式台座和空间桁架式台座：
♦ 适用于中小型构件试验，跨度短、荷载小；
荷载与结构设计原理课程的教学改革探讨
荷载与结构设计原理课程的教学改革探讨荷载与结构设计原理是土木工程领域的重要课程，对学生的工程实践能力和理论水平要求较高。
传统的教学模式在一定程度上无法满足学生的需求，因此需要对课程进行教学改革探讨，以提高教学效果和学生成绩。
本文将探讨荷载与结构设计原理课程的教学改革方案，并对其进行分析和评价。
一、课程内容调整在课程内容方面，可以考虑结合当前工程实际情况，引入一些新的知识点和案例分析，使课程更加贴近实际工程应用。
可以增加针对不同结构类型的荷载计算方法和结构设计原理，比如桥梁、高层建筑等，以便学生更好地理解课程知识。
还可以加强对于国家相关标准和规范的教学，让学生了解和掌握国家对于结构设计的要求，培养学生良好的工程素养和责任意识。
同样的，还可以通过案例分析，让学生对标准和规范有更深刻的理解和应用能力。
二、教学方法改进在教学方法方面，可以引入问题导向的教学，让学生在课堂上主动参与讨论和思考，增强他们的实际操作能力和问题解决能力。
可以采用案例教学的方式，让学生通过分析实际工程案例，加深对课程知识点的理解和掌握。
还可以结合信息技术手段，如多媒体教学、虚拟仿真等，增强教学效果，提升学生学习兴趣。
这样可以拓宽学生的知识渠道，增加课程的趣味性和实用性，提高学生学习的主动性和积极性。
三、实践环节完善在实践环节方面，可以加强实验教学，让学生亲自动手搭建结构模型，进行荷载实验和结构分析，加深对课程知识的理解和掌握。
可以开展结构设计竞赛和工程实践项目，让学生在实际项目中应用课程所学知识，锻炼学生的工程实践能力和团队协作能力。
还可以拓展实践教学的形式，如企业实习、工地参观等，让学生走出校园，接触真实的工程项目，增强学生的实际操作能力和专业素养。
荷载与结构设计原理课程的教学改革探讨是一个全方位的工作，需要在课程内容调整、教学方法改进和实践环节完善等方面进行综合考虑和推进。
通过这些改革措施，可以提高荷载与结构设计原理课程的实用性和针对性，增强学生的学习兴趣和学习效果，为学生今后的工程实践和学术研究打下坚实的基础。
工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版
2021/5/9
§2.3 雪荷载
漂积作用的影响： • 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； • 在高低跨屋面的情况下，在低屋面形成局部较大
其他几种水压力在结构物上的分布模式
§3.2 水压力及流水压力
二、动水压力
➢ 当水流过结构物表面时，会对结构物产生切应力 和正应力。
➢ 切应力只有在水高速流动时，才表现出来。
➢ 正应力=静水压力+动水压力。
即：
p p静 p动
p p静 p动 p'
p动 时段平均动压力（Pa）;
p'
2021/5/9
大汽车荷载的概率大小，对荷载效应进行折减。 车道数越多，折减率越大。
2021/5/9
§2.4 车辆荷载 车辆荷载布置图
2021/5/9
单位（m）
§2.4 车辆荷载 ➢ 列车荷载 • 列车荷载应采用中华人民共和国铁路标准活载， 及“中-活载”。
我国城市桥梁设计荷载标准规定的城-A级车道荷载
2021/5/9
hi
i
2021/5/9
第i层土的厚度（m）
第i层土的天然重度，若土层位
于地下水位以下，计算土的自
重应力时应取土的有效重度
' i
§2.1 结构自重
土的有效重度
' i
若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， 是土的有效密度与重力加速度的乘积
2021/5/9
桥梁工程中的荷载与结构关系分析
桥梁工程中的荷载与结构关系分析桥梁是人类工程学中的伟大成果，它们连接着大地和人们的生活，承载着巨大的荷载。
荷载与结构的关系是桥梁工程中重要的研究内容，对于建造安全耐用的桥梁至关重要。
一、荷载的种类及其特点荷载是指施加在桥梁结构上的力的作用。
在桥梁工程中，主要有静载荷和动载荷两种类型。
静载荷是桥梁底部受力的主要来源，包括自重荷载、活载荷载和附加荷载等。
自重荷载是因桥梁本身的质量而产生的，是静载荷中最基本的一种。
活载荷载是指由行驶的车辆、人以及其他外部载荷所产生的力。
附加荷载则主要指由自然环境和人为因素带来的额外荷载，如风、冰、雪等。
动载荷主要指桥梁结构受到的频繁变化的荷载，如行驶车辆的冲击和震动。
二、荷载与桥梁结构的关系荷载与桥梁结构的关系紧密相连，正确分析和评估荷载对桥梁结构的影响，是保证桥梁工程安全可靠的关键。
首先，荷载对桥梁结构产生的作用是不可忽视的。
荷载会直接或间接地作用于桥梁各构件上，通过构件的传力和承载机理，进一步传递到整个桥梁结构上。
桥梁结构的抗震性能、稳定性和安全性等都与荷载有着密切关系。
其次，荷载对桥梁结构设计的影响很大。
合理的荷载设计可以降低荷载对桥梁结构的不利影响，提高桥梁的承载能力和使用寿命。
荷载设计要充分考虑实际使用环境和预测未来的荷载，合理选择设计参数和结构形式，确保桥梁在不同荷载下的安全可靠性。
最后，荷载分析对于桥梁结构的监测和维护也非常重要。
通过监测荷载，可以及时发现桥梁结构的异常变化，采取相应的措施进行维护和修复。
合理维护和保养桥梁结构，能够延长其使用寿命，保证交通安全。
三、荷载与结构关系分析的方法在荷载与结构关系分析中，常用的方法有理论分析和实验验证两种。
理论分析通过建立数学模型，利用力学原理和结构力学理论，推导出结构的应力、变形等参数。
通过这些参数的计算和分析，可以获得结构在荷载作用下的响应情况。
实验验证则是通过搭建物理模型、进行试验加载或采集实测数据，验证理论分析的正确性。
工程荷载与结构设计方法知识点汇总
工程荷载与结构设计方法知识点汇总1.荷载的类型与特点：-静荷载：指在结构上作用的重力、永久荷载等。
-动荷载：指风荷载、地震荷载等变动的荷载。
-临时荷载：指施工过程中的荷载。
-特点：不确定性大、变化复杂、荷载组合多、空间非均匀性。
2.荷载标准与规范：-国家标准：《建筑抗震设计规范》，《建筑荷载标准》等。
-行业标准：《公路桥涵设计规范》，《港口工程设计规范》等。
3.结构设计的基本原理：-强度理论：根据结构构件的承载能力，确保结构在工作荷载下强度不超过规定值。
-刚度理论：保证结构不会因荷载引起过大的变形和挠度。
-稳定性理论：保证结构在荷载作用下的整体稳定。
4.结构设计方法的步骤：-了解结构受力情况，进行结构分析。
-根据荷载标准确定设计荷载。
-选择合适的结构形式和材料。
-进行结构设计计算，满足强度、刚度和稳定性的要求。
-进行结构施工方案设计。
5.荷载分析方法：-静力分析：结构在静止状态下进行受力分析。
-动力分析：结构在动态荷载下的受力分析。
-三维有限元分析：利用有限元法对结构进行仿真分析。
-变形监测：通过监测结构变形情况来判断结构受力情况。
6.荷载计算方法：-均布荷载法：将荷载均匀分布到结构上进行计算。
-点载荷载法：将荷载集中在不同点上进行计算。
-面载荷载法：将荷载分布在一个或多个面上进行计算。
7.结构设计的一些注意事项：-结构的总体稳定：确保结构在静力和动力荷载下保持稳定。
-结构的变形：考虑结构变形对周围环境的影响。
-施工过程中的安全：以施工阶段的特殊荷载为基础进行设计。
-材料的选择：根据设计荷载和使用环境选择合适的材料。
8.结构设计的软件工具：-SAP2000：用于结构分析和设计的通用有限元分析软件。
-ETABS：适用于建筑物结构分析和设计的软件。
-ANSYS：用于结构、流体和电磁场分析的通用有限元软件。
总之，工程荷载与结构设计方法是土木工程学中的重要内容，对于保证工程安全和可靠性具有重要意义。
通过熟悉其基本原理和方法，设计师可以选择合适的结构形式和材料，并进行合理的荷载分析和计算，从而保证工程的稳定性和安全性。
结构构件上的荷载及结构的计算简图PPT
2 静力学的基本知识
2 静力学的基本知识
2 静力学的基本知识
2.1 静力学回顾
静力学（Statics）就是研究物体在力系作用 下平衡规律的科学。静力学是力学的一个分支。
静力学的基本物理量有三个：力、力偶、力矩。 力的三个要素：力的大小，力的方向和力的作 用点。
• （1) 永久荷载标准值（gk或Gk），是永久荷 载的唯一代表值。对于结构自重可以根据结 构的设计尺寸和材料的重力密度确定。
1 结构上的荷载
• 【例3.1】矩形截面钢筋混凝土梁L2，计算跨度为
5.1 m，截面尺寸为b=250 mm，h=500 mm，求该 梁自重(即永久荷载)标准值。
计算过程中应注意物理量单位的换算。
（1） 力的分解与合成 • 在工程实际问题中，常把一个力F沿直角坐标轴方
向分解为两个互相垂直的两个分力Fx、Fy，如下图 所示。Fx、Fy的大小可由三角公式求得:
Fx F cos
Fy F sin
力的合成方法与之类同
• 【例4】试分别求出下图中各力在x轴和y轴 上的投影，已知F1=80 N，F2=120 N，
第三讲 结构构件上的荷载及结构的计算简图
目录
1 结构上的荷载 2 静力学基本知识 3 结构计算简图
1 结构上的荷载
1 结构上的荷载
1 结构上的荷载
1.1 荷载的分类
(1) 按作用时间的长短和性质分 • 按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类：永
久荷载、可变荷载和偶然荷载。 • ① 永久荷载是指在结构设计使用期间，其值不随
根据《荷载规范》查得案例一中教学楼教室的楼 面活荷载标准值为2 kN/m2；楼梯上的楼面活荷载标 准值为2.5 kN/m2。
工程荷载与可靠度设计原理教学设计
工程荷载与可靠度设计原理教学设计课程简介
本课程主要介绍工程荷载与可靠度设计原理。
工程荷载是指对工程结构产生作用的力和荷载。
正确的工程荷载设计是确保工程结构稳定性、安全性以及符合设计要求的重要因素。
可靠性设计是指在规定使用寿命下，设计结构能在安全、可靠、经济、合理的基础上，满足使用要求，并具有预定的可靠程度。
教学目标
1.理解工程荷载的作用原理及其设计方法
2.掌握可靠性设计的基础原理和方法
3.能够应用所学知识进行实际工程设计
教学内容
第一章工程荷载与荷载标准
1.工程荷载的概念和分类
2.工程荷载设计的基本原则
3.荷载标准及其适用范围
4.设计荷载的计算方法
第二章结构可靠性基础理论
1.结构可靠性基础概念
2.故障模式和可靠性设计理论
3.极限状态设计原理和最小可靠指数
4.可靠度变量和参数的确定方法
1。
关于土木工程荷载与结构设计的分析
关于土木工程荷载与结构设计的分析土木工程中的荷载和结构设计是非常重要的组成部分。
荷载是指作用于结构上的力，而结构设计则是考虑荷载后设计合适的结构以承受荷载。
本文将深入分析土木工程荷载和结构设计的重要性以及一些常见的荷载和结构设计方法。
荷载分析荷载是土木工程中考虑的最基本因素之一。
它是指作用于结构上的力，通常包括静载和动载。
静载是指对结构造成稳定的力，如建筑物本身的重量和地面反力等。
动载则是指不稳定的力，如风、地震和车辆经过等。
荷载分析的过程通常包括以下步骤：1.确定可能作用于结构上的所有荷载类型，如自重荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等。
2.确定每种荷载的作用方向和大小。
3.计算每种荷载的作用力矩和受力点。
4.考虑不同荷载的叠加作用，计算荷载作用在结构上的总力。
5.通过数学模型计算结构的应力和变形，并验证结构的合理性。
结构设计分析当荷载已经确定后，接下来的任务就是为结构选择合适的设计。
结构设计分析是指确定结构的各种参数以满足荷载的作用和结构的可靠性和经济性。
在设计结构时，需要考虑以下几个方面：1.力学设计：确保结构的受力状态和应力分布。
2.建筑物设计：确保建筑物的稳定性、安全性和舒适性。
4.钢结构设计：确保钢结构的质量、安全以及竣工后的维护。
5.混凝土结构设计：确保混凝土结构的质量、安全、耐久性等。
荷载和结构设计方法荷载和结构设计有许多方法，其中一些最常用的方法包括：等效静力荷载法、线性弹性法、非线性弹塑性法、有限元法和空间结构法等。
1.等效静力荷载法：这种方法用于计算建筑物的静止力和动态力。
它假设所有荷载均作用在结构上的单个点上，然后计算等效静力荷载的大小和方向。
2.线性弹性法：这种方法用于计算结构的应力和变形。
它将荷载作为固定施加的边界条件，并假设材料具有线性弹性。
4.有限元法：这种方法在计算结构的应力和变形时使用了三维数字模型。
它通常用于分析复杂结构。
5.空间结构法：这种方法用于设计桥梁和支架等结构，它考虑结构的叠加效应和空间几何形状。
毕业设计指导书(框架结构设计)-结构选型及荷载计算
第一章结构选型与布置结构设计的主要内容包括：结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计（计算、构造）、绘施工图。
1.1结构选型结构选型是一个综合性问题，应选择合理的结构形式。
根据结构受力特点，常用的建筑结构形式有：混合结构、框架结构、框架－剪力墙结构、剪力墙结构（一般剪力墙结构、筒体剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构）等。
混和结构主要是墙体承重，由于取材方便，造价低，施工方便，我国广泛地应用于多层民用建筑中，但砌体结构强度低、自重大、抗震性能较差，一般用于7层及7层以下的建筑。
框架结构是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙体起维护作用，其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型，但随着层数和高度的增加，构件截面面积和钢筋用量增多，侧向刚度越来越难以满足设计要求，一般不宜用于过高的建筑，现浇框架结构适用最大高度见表1-1。
框架－剪力墙结构是在框架中设置一些剪力墙，既能满足平面布置灵活，又能满足结构抗侧力要求，一般常用于10～25层的建筑中。
剪力墙结构是依靠剪力墙承受竖向及水平荷载，整体性好、刚度大、抗震性能好，常用于20～50层的高层建筑。
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m) 表1-1结构选型时需充分了解各类结构型式的优缺点、应用范围、结构布置原则和大致的构造尺寸等，根据建筑物高度及使用要求，结合具体建设条件，进行综合分析，从而做出最终的决定。
结构设计中，选择合理科学的建筑结构体系非常重要，是达到既安全可靠又经济合理的重要前提。
实际工程中，多层与小高层常采用框架结构体系。
在我国，由于经济水平及其它条件的限制，混凝土框架结构比钢框架结构应用要广，因此本书以现浇钢筋混凝土框架结构作为分析实例。
1.2结构布置进行混凝土框架结构布置的主要工作是合理地确定梁、柱的位置及跨度。
荷载与结构设计方法课程设计
荷载与结构设计方法课程设计1. 课程设计背景荷载与结构设计方法是土木工程专业的重要课程之一，旨在通过理论和实践学习，使学生熟悉荷载和结构设计方法的基本原理和实际应用。
本课程涉及荷载的类型、大小和作用、结构设计方法、结构工程优化和分析等内容。
在工程实践中，荷载与结构设计方法的正确应用和运用为保证工程质量和工程安全至关重要。
2. 课程设计要求根据课程的教学要求和实践要求，进行如下课程设计：1.掌握不同类型荷载对结构承载能力的影响；2.学习并掌握结构设计方法；3.能够进行结构优化设计和分析。
3. 课程设计内容3.1 荷载计算荷载计算是结构设计的第一步，本设计将分别使用荷载标准进行相应的荷载计算。
使用不同的荷载标准对设计结果的影响进行比较分析。
3.2 结构设计结构设计是本课程设计的核心内容，包括结构尺寸计算、结构外形设计、构件连接设计以及各种载荷下的强度校核等。
本设计将基于一定的需求和性能指标，进行结构的综合设计和校核。
3.3 结构优化设计和分析在结构设计中，优化设计和分析是不可或缺的一部分。
本设计将通过合理的参数设置，进行结构优化设计，以达到结构性能最优化的目的。
同时，基于优化结构的特点，进行结构力学分析，验证结构的合理性。
4. 课程设计步骤1.完成课程设计的前期准备工作，包括确定项目的类型和性质，选择相关的荷载标准等；2.进行荷载计算，分析荷载对结构承载性能的影响；3.进行结构初步设计，包括结构尺寸计算、结构外形设计、构件连接设计等；4.进行强度校核和合理性验证；5.进行结构优化设计和分析，对结构进行改进和优化；6.根据设计结果，总结经验并撰写课程设计报告。
5. 课程设计报告要求1.课程设计报告应当详细记录课程设计的内容、步骤和结果；2.报告应当包含设计的结果和分析，包括设计方案、校核结果、优化设计数据等；3.课程设计报告应当结构合理、层次分明、文字准确、逻辑严密；4.报告应当按照学校的要求，标明设计者的姓名、学号等相关信息。
工程结构荷载与设计方法
工程结构荷载与设计方法工程结构荷载是指施加在建筑物、桥梁、输电线路等工程结构上的外部力，它是工程设计的基础之一。
合理的工程结构荷载设计方法可以保证工程结构的安全可靠性。
首先，工程结构荷载的设计方法包括确定荷载类型、计算荷载强度、确定荷载组合、以及荷载在结构中的作用分析等。
荷载类型主要包括：永久荷载、可变荷载、风荷载、地震荷载、温差荷载等。
永久荷载是指在整个使用寿命中保持不变的荷载，例如自重荷载、固定设备荷载等；可变荷载是指在使用寿命中可能发生变化的荷载，例如活载、雪荷载、车辆荷载等；风荷载是指建筑物在受到风力作用时所承受的荷载；地震荷载是指地震作用下建筑物所受到的惯性力；温差荷载是由于温度变化引起的结构变形所产生的荷载。
其次，计算荷载强度是确定荷载的数值大小，它是工程结构荷载设计方法的关键之一。
计算荷载强度需要考虑荷载的各种因素，如设计寿命、设计安全系数、荷载统计特性等。
其中，设计寿命是指工程结构的设计使用寿命，一般根据工程的具体要求确定；设计安全系数是指荷载与结构的耐力之间的比值，它是保证工程结构安全可靠的重要指标；荷载统计特性是指荷载的大小、分布、变化等统计规律，它是根据历史资料和统计方法得出的。
确定荷载组合是指将各种类型的荷载按一定的组合方式计算得到结构的设计荷载。
一般情况下，工程结构的设计荷载是由多个荷载组合而成的。
荷载组合的确定需要考虑不同荷载之间的相互影响和作用规律，以及与结构的耐力之间的安全储备。
最后，荷载在结构中的作用分析是指将荷载作用在结构上时，结构的应力、变形等参数的计算和分析。
荷载作用分析是确定结构是否满足强度、刚度、稳定和耐久等要求的重要依据。
荷载作用分析需要使用适当的力学理论和计算方法，如有限元法、弹性力学、结构力学等。
综上所述，工程结构荷载设计方法是通过确定荷载类型、计算荷载强度、确定荷载组合、以及荷载在结构中的作用分析等步骤，来保证工程结构安全可靠的一种技术方法。
合理的荷载设计方法可以保证工程结构在设计使用寿命内具有足够的强度和稳定性，能够承受各种外部力的作用。
工程结构荷载与可靠度设计原理第五版
工程结构荷载与可靠度设计原理第五版工程结构荷载与可靠度设计原理是结构工程领域的重要课题，其设
计原理是建立在对荷载和可靠度分析的基础上的。
本书第五版详细介
绍了工程结构荷载和可靠度的设计原理，涵盖了以下内容：
一、荷载设计原理
1. 荷载的种类和类型：本书对静力荷载和动力荷载进行了详尽的阐述，如静力荷载包括自重荷载、活荷载和附加荷载，动力荷载包括风荷载、地震荷载和水荷载等。
2. 荷载参数的计算方法：包括荷载的作用点、作用方向、强度等参数
的计算方法，以保证对荷载的准确描述。
3. 荷载的组合：本书介绍了不同荷载的组合方式，如极限状态荷载组
合和现行规范荷载组合等，以满足不同设计要求的需要。
二、可靠度设计原理
1. 可靠度基础知识：本书阐述了可靠度的基础知识，包括可靠度的定义、评估方法、可靠度指标和可靠度设计的概念等。
2. 可靠度分析方法：针对不同的结构，本书介绍了可靠度分析方法，
如试验数据法、统计数据法、分析法等，以分析结构可靠度。
3. 可靠性指标的确定：介绍了确定可靠性指标的方法，包括可靠指标的计算、核定方法以及对极限状态下的可靠性指标的分析等。
4. 可靠度优化设计：在满足结构安全性的前提下，本书介绍了如何通过可靠度优化设计，使结构更为经济、合理。
其中包括对可靠性指标的优化和对结构参数的优化等。
综上所述，工程结构荷载与可靠度设计原理第五版是一本详尽阐述工程结构荷载和可靠度设计原理的专业书籍，对于结构工程领域的专业人士和学生具有重要的参考价值。
荷载与结构设计课程教学问题及解决对策——以JCSS组合规则为例
荷载与结构设计课程教学问题及解决对策——以JCSS组合规则为例贾传果;李英民;夏洪流;杨溥;刘立平【摘要】荷载与结构设计方法作为土木工程专业平台课程,主要介绍工程结构所承受的各类荷载和结构设计的基本概念、结构可靠度理论以及满足可靠度要求的结构设计方法.文章以JCSS组合规则为例,归纳了教学中存在的实际问题,并对此阐述了教学改革的必要性,提出了教学改革的具体方法.【期刊名称】《高等建筑教育》【年(卷),期】2014(023)004【总页数】4页(P92-95)【关键词】荷载与结构设计方法;可靠度理论;JCSS组合规则;教学改革【作者】贾传果;李英民;夏洪流;杨溥;刘立平【作者单位】重庆大学土木工程学院;山地城镇建设与技术教育部重点试验室,重庆400045;重庆大学土木工程学院;山地城镇建设与技术教育部重点试验室,重庆400045;重庆大学土木工程学院;山地城镇建设与技术教育部重点试验室,重庆400045;重庆大学土木工程学院;山地城镇建设与技术教育部重点试验室,重庆400045;重庆大学土木工程学院;山地城镇建设与技术教育部重点试验室,重庆400045【正文语种】中文【中图分类】TU3121998年全国高等教育本科专业调整后，原建筑工程、交通土建、地下工程及矿山建设等专业合并为土木工程专业，在此背景下课程体系设置也作了相应调整，增设了荷载与结构设计方法这门专业基础课。
荷载与结构设计方法侧重介绍基本原理与方法，从课程内容上分为两个部分[1]：一是介绍工程结构承受的各种荷载及其相应的计算方法；二是介绍结构设计的主要概念、结构可靠度原理以及满足可靠度要求的设计方法。
作为一门开设时间不长、教学经验尚且不足的课程，荷载与结构设计方法在教学实践和教材内容上还存在一些问题，主要表现在：(1)对课程重视程度不足。
荷载与结构设计方法是土木专业结构分析类课程的基础，掌握好结构与荷载设计原理，明白可靠度、分项系数的意义，才能正确进行结构设计。
《荷载与结构设计方法》课程思政元素及融入点
《荷载与结构设计方法》课程思政元素及融入点《荷载与结构设计方法》这门课程的核心思想是以实践为导向，增强学生的工程实践，理论为主，实践为辅。
该课程要注重强化实践教学，将理论与实践有机结合起来，运用“联系范式、直接实践、统筹实训、工作项目”等多种形式来全面提升学生的应用能力。
这门课程作为建筑专业的必修课之一，在融入思政元素方面占有较大的作用。
首先，要加强思想政治理论教育，增强课堂学习上的思政教育。
通过讲课课件或精选背景文献，结合实践课程，让学生融入社会主义核心价值观，轻松理解和认同共产党的方向，从而使学生在实践中更好地掌握思想政治理论，增强社会主义意识和学习责任意识。
其次，要贯彻以人为本的原则，领会和深入学习国家规划，引导学生的学习与实践。
正确把握规划思想，着重提高学生综合应用能力，培养学生尊重发展规律，科学分析问题，从中得出合理的结论的能力。
同时，引导学生做到认识自身，明白发展路径，建立良好的学习态度，树立正确的学习观念，加强专业职业意识，增加自我修养，为未来职业发展打下良好基础。
此外，还要把注意力投向推动全面贯彻“人文社会科学技术双一流”、加强创新创业教育等素质教育历史使命。
要鼓励学生进行“双学位创新创业”，即通过本专业知识的学习，实现全面创新性创业能力的提升，以实现建筑结构设计的效果和能力的提升，为未来的创造性发展和自我超越奠定良好的基础。
总之，《荷载与结构设计方法》课程在融入思政元素上，主要侧重于传播思想政治理论、贯彻以人为本的原则以及鼓励学生学习双一流和创新创业教育，从而提高学生的社会主义意识和责任意识，提升自身的应用能力和创新能力，为未来的职业发展打下良好的基础。
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ln R s
1
2 S
1
2 R
ln
结构抗力R 的参数R
1
2 R
1
2 S
重要工程结构采用直接设计法; 大量一般性的结构构件采用间接设计法
School of Architectural and Civil Engineering Anhui University of Technology
结构概率可靠度设计的实用表达式
一、单一系数设计表达式
R S
2 R
2 S
R 1 S
R2
2 R
S2
2 S
2 S
令k0
R S
~ 可靠性中心安全系数
k0 1
k02
2 R
2 S
1
k0 R k0S
2 R
2 S
1
2
2 R
1
2
2 R
Rk kSk
R 1 kR R kS 1 kSS 安Βιβλιοθήκη 系数k1 kR R 1 kSS
破坏类型（延性破坏、脆性破坏）
破坏类型
延性破坏 脆性破坏
结构构件承载力极限状态的可靠指标[]
一级 3.7 4.2
安全等级 二级 3.2 3.7
三级 2.7 3.2
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结构设计目标
《规范》GB50068以建筑结构安全等级为二级时延性破坏的[]
值作为基准，其他情况下相应增减0.5
可靠指标与失效概率运算值pf的关系
2.7
3.2
3.7
4.2
pf
3.510-3
6.910-4
1.110-4
1.310--5
结构构件正常使用极限状态的可靠度指标，根据其作用效应的可逆程度宜 取0-1.5，可逆程度较高的结构构件取较低值，可逆程度较低的结构构件取 较高值。
结构设计目标
一、建筑结构的安全等级 -- 结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的
严重性 一级、二级、三级 建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。 对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级。
安全等级 一级 二级 三级
建筑结构的安全等级
破坏后果 很严重
严重 不严重
建筑物类型 重要的房屋 一般的房屋 次要的房屋
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结构设计目标
二、结构设计可靠指标 []
结构可靠——— 最佳平—衡—点— 经济
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结构设计目标
GB50068-2001 规定[]值 现有结构构件的可靠度分析（采用“校准法”），并考虑使用经验和经济因
素等确定。 ~ 安全等级（一级、二级、三级）
结构概率可靠度设计的实用表达式
三、规范设计表达式 （一）承载能力设计表达式
↓结构重要性系数 0 S R ←结构构件抗力设计值
↑作用效应组合设计值 结构重要性系数 0 对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1，即0
1.1 对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0，即0 1.0 对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9，即0 0.9 考虑不同投资主体对建筑结构可靠度的要求可能不同，允许0 1.1 、 1.0、 0.9
R S R R S S R S RR R S SS
1 R R R 1 SS S
0RR 0SS
0
R
1
Rk
kR
R
0S
Sk
1 kss
1 R R 1 kR R
Rk
1 SS 1 kss
Sk
Rk
R
SSk
R
1 kR R 1 R R
S
1 S S 1 ks s
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结构概率可靠度的直接设计法
目标可靠指标[]
荷载效应S i (i=1~n)的统计参数（Si、Si ）及分布类型 结构抗力R的统计参数，服从对数正态分布
极限状态方程g(SQ1，SQ2，SQ3，。。。，SQn，R)=0
验算点法迭代计算
当 R、S 服从正态分布时
R S
2 R
2 S
当R、S服从对数正态分布时
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结构概率可靠度设计的实用表达式
结构抗力设计值R
R =R（ R ，f k，ak，….）= Rk / R
荷载效应组合设计值S
（1）基本组合
由可变荷载效应控制的组合
确定[]考虑的因素： ① 公众心理→ =2.5-4.0
对工程结构，在设计基准期内，p f <510-3 结构较安全 p f <510-4 结构安全 p f <510-5 结构很安全
② 结构重要性--结构的安全等级（一级、二级、三级） ③ 结构破坏性质--脆性结构的[]应高于延性结构的[]
延性破坏--结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆 脆性破坏--结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆 ④ 社会经济承受力
n
S GS Gk Q1SQ1k Qi Ci SQik
i2
由永久荷载效应控制的组合
n
S GS Gk Qi Ci SQik
k0
~ R,S
~
不利于结构设计
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结构概率可靠度设计的实用表达式
二、分项系数设计表达式
R S
2 R
2 S
引入分离系数R、 S （当R/S[1/3,3]时， R= S =0.75）
不逆可极限状态 ~ 产生超越状态的作用被移掉后，仍将永久保持超越状态的 一种极限状态
可逆极限状态 ~ 产生超越状态的作用被移掉后，将不再保持超越状态的一 种极限状态
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