荷载与作用
作用(或荷载)与作用(或荷载)效应组合
表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级
三级公路公路 — II级
注： 本表编号1中 ， 当钢桥采用钢桥面板时 ， 永久作用效应分 项系数取1. 1； 当采用混凝土桥面板时 ， 取1.2。
表4. 1.6 永久作用效应的分项系数
混凝土和圬工结构重力（包括附加重力）
对结构的承载能力 有利时
对结构的承载能力 不利时
混凝土和圬工结 构
钢结构重力（包括结构附加重力）
混凝土的收缩及徐变作用
关于公式（4. 1.6- 1） 、（4. 1.6-2） 中的作用效应组合系数ψc， 在多数情况下 ， 桥涵结构上往往同时作用多个 荷载 ， 但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标 ， 是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的 ， 当结 构上作用着多于上述荷载时 ， 综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化 ， 从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值 。 因此 ， 在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下 ， 对多个可变荷载参与效应组合时 ， 引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数ψc对荷载标准值效应作等值折 减 。组合系数γc是针对可变荷载效应的不同比值 ， 通过 优化方法确定的 ， 它随参与组合的可变荷载的增加而 减小 ， 本规范给出的ψc值是经优化计算后适当提高的 数值。
汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用 ， 在设计表达式中与永久作用一样单独列出。在桥梁设计中 ， 汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用 。 当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响（在同类效应中其值超过汽车效应） ， 则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数 。对于专为承受某作用而设置的结构或装置 ， 如钢 桥的风构 ， 设计时风荷载可被视为主导作用 ， 其分项 系数取与汽车荷载同值 。但当风荷载参与与其他荷载 组合时 ， 以往将该组合作为“ 附加组合 ”考虑 ， 同时， 风荷载计入瞬时脉动风压的影响 ， 比原规范有较大增 加 ， 其分项系数只能取1. 1。
建筑结构上的荷载与作用
高湿度环境会加速建筑材料的腐蚀，如木材腐朽、金属锈蚀等。
腐蚀环境对结构影响
化学腐蚀
01
建筑物处于腐蚀性环境中，如酸雨、盐碱地等，会导致建筑材
料的化学腐蚀。
电化学腐蚀
02
不同金属间存在电位差，会导致电化学腐蚀的发生，如钢筋在
混凝土中的锈蚀。
生物腐蚀
03
微生物、昆虫等生物活动会对建筑材料造成破坏，如木材被白
智能化技术是当前科技发展的热点之 一，其在建筑结构工程领域的应用前 景广阔。通过引入智能化技术，可以 实现建筑结构的自适应、自修复和智 能化管理，提高结构的安全性和可靠 性。
随着环保意识的不断提高，绿色环保 理念将在建筑结构工程中得到更广泛 的推广和应用。在未来的发展中，应 注重环保材料的选择、节能减排措施 的实施以及建筑废弃物的回收利用等 方面，推动建筑结构工程向更加环保 、可持续的方向发展。
荷载分类
根据荷载的性质和变化规律，可分为 静力荷载和动力荷载；根据荷载的作 用时间和变化特点，可分为永久荷载 、可变荷载和偶然荷载。
作用在建筑结构上的力
风力
风对建筑结构产生的压力或吸 力，是可变荷载的一种。
雪荷载
积雪对建筑结构产生的压力， 是可变荷载的一种。
重力
建筑结构自身重量产生的重力 ，是永久荷载的主要来源。
影响
风荷载会对建筑物的稳定性和安全性 产生影响，特别是在高层建筑、大跨 度桥梁等结构中，风荷载的作用更加 显著。
雪荷载
定义
雪荷载是指降雪在建筑物顶部或屋面上堆积 产生的荷载。
影响
雪荷载会对建筑物的屋顶结构和承重墙等产生压力 ，可能导致结构变形或破坏。
计算方法
雪荷载的计算需要考虑降雪量、雪的密度、 建筑物的形状和坡度等因素，通常采用规范 规定的公式进行计算。
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。
工程荷载习题答案
《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1．作用是施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。
2．作用是使结构或构件产生效应的各种原因。
3．结构上的作用可分为直接作用和间接作用，荷载是直接作用。
4．施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用，该作用的大小与结构自身的性质有关.5．土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。
6．土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系，是土木工程的骨架，也是它们赖以存在的基础。
它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。
7．现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。
8．土木工程设计包括功能设计和结构设计 . 功能设计是实现工程建造的目的、用途；结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来，怎样抵御和传递作用力，各部分尺寸如何，用什么材料制造等等。
9．工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构满足预定的各项功能要求 .10．工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性 ,统称为可靠性。
11．荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。
二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E ）A．自重 B．土压力 C．混凝土收缩徐变 D．焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D ）A．地基变形B．水压力C．温度变化D．地震作用E．水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指（A、C、D、E ）A．内力B．温度C．位移D．裂缝E．应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求"(或“可靠性”）是指工程结构的( B ）A．可靠、经济、适用、美观B．安全性、适用性和耐用性C．安全性、经济、适用D．可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响( C )的计算A．结构抗力B．结构可靠度C．荷载效应D．结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。
荷载与作用
荷载与结构设计(前六章)知识点熊茂翔(哈尔滨工业大学威海) 摘要：荷载与结构设计课程主要讨论工程荷载特性和研究结构可靠度、稳定性问题。
课程讲解过程主要强调后者，导致学生明白了结构可靠度的问题，却不甚了解工程荷载的种类及其特点的尴尬现状。
此篇论文，以清晰、准确的方式集中归纳了各荷载章节的知识点，补充了老师教学过程中的非主观短板，也可以让同学从基本理论、基本概念、基本模式上理解知识点，打好三基，将认识和理解深入贯彻。
关键词：荷载与结构设计；知识点归纳；地震；风荷载；Load and structural design (the first six chapters) knowledgegeneralizations (Xiongmaoxiang)Abstract: Load and structure design course mainly discuss engineering load characteristics and research structure reliability and stability problem. Course interpretation process, resulting in the latter basically emphasize students understand the structure reliability problems, but does not understand very engineering load species and characteristics of embarrassing situation. This paper, based on clear and accurate manner concentrated summarizes the knowledge of various load chapters, added the teacher in the teaching process of the subjective short board, also can let students from the basic theories, basic concept, the basic mode of knowledge, understanding, will play good sanki deep-going understanding and the understanding.1. 荷载与作用1.1工程结构工程建筑物中以各种工程材料建成的能承受荷载或其他作用的构件的组合体。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答1 荷载与作用1、1 什么就是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用就是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用与间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种,一种就是施加于结构上的集中力与分布力,例如结构自重,楼面的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等,它们都就是直接施加于结构,称为直接作用。
另一种就是施加于结构上的外加变形与约束变形,例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应,温度变化引起结构约束变形产生的内力效应,由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都就是间接作用于结构,称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用;而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
1、2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用与偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用与自由作用;按结构反应性质可分为静态作用与动态作用。
1、3 什么就是荷载的代表值？它们就是如何确定的？荷载代表值就是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值,工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值:标准值,组合值,频遇值与准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值就是荷载的基本代表值,其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
2 重 力 作 用2、1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z 处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力,对于均匀土自重应力与深度成正比,对于成层土可通过各层土的自重应力求与得到。
2、2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？根据挡土墙的移动情况与墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力与被动土压力三种类别。
土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。
第一章 荷载与作用
3、偶然作用（accidental action）
在结构设计基准期内，不一定出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间 较短的作用。
【例如】 地震作用、爆炸、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用等。
§1.2 作用的分类 【注意】
由于可变作用的变异性比永久作用的变异性大， 可变作用的相对取值应比永久作用的相对取值大；
构上的集中力和分布力引起的直接作用有明显的变异性，在 设计时为了便于取值，通常是考虑荷载的统计特征赋予一个 规定的量值，这个量值称为荷载代表值。工程建设相关的国 家标准给出了荷载四种代表值：标准值、组合值、频遇值和 准永久值；
荷载标准值（standard value） ：荷载在结构使用期间
可能出现的最大值，是荷载的基本代表值。
另外由于偶然作用的出现概率较小，结构抵抗偶然
作用的可靠度要求可比抵抗永久作用和可变作用的
可靠度低。
§1.2 作用的分类
二、按随空间位置的变异分类—固定作用、自由作用
1、固定作用（fixation action）
在结构空间位置上具有固定的分布，其值可能具有随机性。
【例如】工业与民用建筑楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等。
} }
结构工程基础知识
结构工程专门知识
§1.1 工程荷载与作用
工程结构（Engineering Structures）:采用建筑材料（混 凝土、钢、木等）建造的能够承受各种作用的结构体系 （房屋、道路、桥梁、隧道、堤坝等工程设施）。
首先应满足自身功能要求; 其次工程结构需要形成一个坚实的骨架，承受使用过程中可能出 现的各种环境作用。
§1.3 荷载代表值
对一些可以放松正常使用功能控制要求的，例
如二级裂缝控制等级的预应力构件，可采用荷 载效应准永久组合；在控制钢筋混凝土受弯构 件挠度时，也要考虑荷载效应准永久组合对刚 度有降低的影响，此时可以通过荷载效应标准 组合和准永久组合弯矩设计值的比值确定刚度 的折减系数；
荷载和作用的区别
"荷载"和“作用”的区别《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第1.0.4条规定：建筑结构设计中涉及的作用应包括直接作用(荷载)和间接作用。
本规范仅对荷载和温度作用作出规定，有关可变荷载的规定同样适用于温度作用。
这里涉及到“作用”的概念，很多人并未深究过上述条款"荷载"和“作用”的含义，土木君今天就和大家一起聊聊这个问题。
什么是“作用”呢？结构或构件上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称。
引起结构产生作用效应的原因有两种：（1）施加于结构上的集中力和分布力，常见的有结构自重，作用于楼面的人群、家具、设备，屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载、水压力、土压力以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。
它们都是直接施加于结构，我们一般用“荷载”一词来表达。
（2）施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降等导致结构外加变形引起的内力效应，材料收缩和徐变或温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构，作用效应常与结构本身特征和所处环境有关。
也就是说施加于结构上的直接作用，直接以力的形式作用于结构的效应才称之为荷载，不是直接以力的形式而是通过外加变形和约束变形施加于结构上，同样对结构产生内力的间接作用，其实不叫荷载，只是我们私下里还习惯的说“温度荷载”、“地震荷载”。
这一点在各规范里均有体现，如《建筑结构荷载规范》第3.1.1条：建筑结构....包括楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度作用等。
并未出现温度荷载的称谓。
同样在《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第2.1.4条规定：地震作用是由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。
也未出现地震荷载的称谓。
荷载和作用
1.2
作
图1-13地面运动时建筑物
用
的相应运动
图1-14 荷载和作用分类
1.2 作 用
谢谢观看！
1.2
作
图1-11 温差作用
用
2.外加变形作用
外加变形作用以地基的沉陷作用最为典型。土木工程的结构 是构筑在土层上的，土层受力后总会产生不均匀沉陷，但过 大的不均匀沉陷会引起结构产生不小的内力，甚至可使结构 开裂或倒塌。
1.2
作
图1-12 沉陷作用
用
3.惯性作用
惯性作用以地震作用最为典型。地震引起的地面运动会使土 木工程结构在水平和竖向产生加速度反应，这种加速度反应 值与土木工程设施本身质量的乘积就形成了地震施加给结构 的力，即地震作用。
荷载和作用
1.永久荷载 永久荷载也称恒载，指在使用期间永久施加在结构上上的荷载
荷
1—风载（压力，+）；2—承重结构自重；3—墙面、屋面、地面
载
（含顶棚）恒载；4—雪载；5—楼面活载；6—风载（吸力，-）
2.可变荷载
1.1 荷 载
图1-10 桥梁上的汽车荷载
T1、T2、T3、T4—汽车轴重；b1、b2、c—不同规范规定的车轴间距离
1.1
荷
载
3.偶然荷载 偶然荷载是指在使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大 且持续时间很短的荷载，如撞击荷载、爆炸荷载等。
1.1 荷 载
1.约束变形作用 约束变形作用以温差作用为典型。土木工程中的结构构件因 昼夜和季节温差，每时每刻都在改变着形状和尺寸。当这种 改变受到约束时会使结构受到内力，这就是温差作用。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题
《工程荷载与可靠度设计原理》习题1荷载与作用1.1什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？1.2结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？1.3什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？2重力作用2.1成层土的自重应力如何确定？2.2土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？2.3试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件？比较三者数值的大小？2.4如何由朗金土压力理论导出土的侧压力计算方法？2.5试述填土表面有连续均布荷载或局部均布荷载时土压力的计算？2.6试述民用建筑楼面活荷载的取值方法？2.7当楼面面积较大时，楼面均布活荷载为什么要折减？2.8工业建筑楼面均布活荷载是如何确定的？2.9如何将楼面局部荷载换算为楼面等效均布活荷载？2.10屋面活荷载有哪些种类？如何取值？2.11什么情况下会产生屋面积灰荷载？影响屋面积灰荷载取值有哪些因素？2.12计算挑檐、雨蓬承载力时，如何考虑施工、检修荷载？2.13试述公路桥梁汽车荷载的等级和组成？车道荷载的计算图式和标准值？2.14车道荷载为什么要沿横向和纵向折减？2.15城市桥梁在设计中如何考虑作用于桥面的车辆荷载取值？2.16桥梁设计时，人行道上的人群荷载如何考虑？2.17厂房吊车纵向和横向水平荷载如何产生？其取值如何确定？2.18厂房内设有多台吊车时，如何考虑吊车荷载组合？2.19什么叫基本雪压？它是如何确定的？2.20我国的基本雪压分布有哪些特点？2.21试述风对屋面积雪的漂移作用及其对屋面雪荷载取值的影响？3水作用3.1静水压强具有哪些特征？如何确定静水压强？3.2试述等速平面流场中，流体受阻时边界层分离现象及绕流阻力的产生？3.3实际工程中为什么常将桥墩、闸墩设计成流线型？3.4试述波浪传播特征及推进过程？3.5如何对直立式防波堤进行立波波压力、远破波波压力和近破波波压力的计算？3.6冰压力有哪些类型？3.7冰堆整体推移静压力计算公式是如何导出的？3.8冰盖层受到温度影响产生的静压力与哪些因素有关？3.9如何根据能量原理导出船只撞击力近似计算公式？3.10试述浮托力产生的原因及考虑的方法？4风荷载4.1基本风压是如何定义的？影响风压的主要因素有哪些？4.2试述风速和风压之间的关系？4.3山区及海洋风速各有什么特点？应当如何考虑？4.4试述我国基本风压分布的特点？4.5什么叫梯度风？什么叫梯度风高度？4.6影响大气边界层以下气流流动的因素有哪些？4.7《荷载规范》是如何划分和度量地面粗糙度的？4.8试述风压高度变化系数的导出方法？4.9简述矩形平面的单体建筑物风流走向和风压分布？4.10什么是风载体型系数？它是如何确定的？4.11高层建筑为什么要考虑群体间风压相互干扰？如何考虑？4.12计算顺风向风效应时，为什么要区分平均风和脉动风？4.13工程设计中如何考虑脉动风对结构的影响？4.14结构横向风振产生的原因是什么？4.15什么叫锁定现象？4.16什么情况下要考虑结构横风向风振效应？如何进行横风向风振验算？4.17什么是桥梁静力风荷载的三分力系数？4.18桥梁风振有哪些振动形式？对结构会产生怎样的影响?4.19《桥梁抗风规范》中是如何考虑桥梁横桥向风力作用的？5地震作用5.1试述构造地震成因的局部机制和宏观背景？5.2什么地震波？地震波包含了哪几种波？它们的传播特点是什么？对地面运动影响如何？5.3什么是里氏震级？什么是矩震级？5.4什么是地震烈度？震级与烈度两者有何关联？5.5什么是地震作用？怎样可以确定地震作用？5.6地震系数和动力系数的物理意义是什么？5.7影响地震反应谱的因素有哪些？设计用反应谱是如何反映这些因素的影响的？5.8简述确定结构地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法的基本原理和步骤？5.9什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？5.10什么叫结构的刚心和质心？结构的扭转地震效应是如何产生的？5.11哪些结构需要考虑竖向地震作用？如何确定竖向地震作用？5.12抗震设计中如何考虑结构的地震作用，依据的原则是什么？5.13试述公路桥梁抗震设防目标？5.14什么是桥梁的延性抗震设计？什么是能力保护构件和延性构件？5.15梁桥墩台顺桥向和横桥向水平地震作用是如何确定的？5.16地震时桥墩上的动水压力如何计算？5.17梁桥桥台水平地震作用是如何考虑的？5.18桥梁支座顺桥向水平地震作用和横桥向水平地震作用如何确定？6其它荷载与作用6.1试述温度应力产生的原因及产生的条件？6.2超长排架结构中，温度变形是如何分布的？温度应力又是如何分布的？6.3地基不均匀沉降对结构产生什么样的影响？举例说明。
《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。
其他荷载与作用
冻胀 60~80 20~30
强冻胀 80~120 40~80
特强冻胀 120~150 90~200
第六章 其他荷载与作用 第三节 冻胀力
总的切向冻胀力为： T A
式中 T——总的切向冻胀力（kN）；
t——单位切向冻胀力（kPa）；
A——与冻土接触的基础侧面积（m2）。
（2） 法向冻胀力
式中
no E
荷载与结构设计方法
第六章 其他荷载与作用
第六章 其他荷载与作用
本章内容 第一节 温度作用 第二节 变形作用 第三节 冻胀力 第四节 爆炸作用 第五节 行车动态作用 第六节 预加力
第六章 其他荷载与作用 第一节 温度作用
一、温度作用基本概念及原理
温度作用——因温度变化引起的结构变形和附加力。
具体表现： 当结构或构件的温度发生变化时，体内任一点（单元体） 热变形（膨胀或收缩）由于受到周围相邻单元体的约束 （内约束）或边界受到其他结构或构件的约束（外约 束），使体内该点产生温度应力。
第六章 其他荷载与作用 第二节 变形作用
徐变系数： 徐变值在工作应力范围内随应力比值的增加而增
加，常用徐变系数反映这种变形增大现象，徐变系数 为极限徐变应变与初始弹性应变的比值，与受荷时混 凝土龄期、混凝土构件厚度、暴露于大气的表面积有 关，可按表6.2取用。
第六章 其他荷载与作用 第三节 冻胀力
混凝土结构：当梁高H小于 400mm时，图中A=H-100(mm)； 梁高H等于或大于 400mm时， A=300mm。
带混凝土桥面板的钢结构： A=300mm，图中的t为混凝土桥 面板的厚度(mm)。
第六章 其他荷载与作用 第一节 温度作用
竖向日照正温差计算的温度基数
第一章荷载及其作用
【例如】结构自重，土压力、预加力、基础沉降、焊接、水的浮力、 混凝土收缩及徐变作用等
可变作用 在结构使用期间，其值随时间而变化，且其变化值与平均值相比不
可以忽略不计的作用
【 例如】 安装荷载、楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽 车荷载、汽车离心力、汽车制动力、流水压力、冰压力、温度作用 等
【例如】工业与民用建筑楼面上的人员荷载、吊车荷载等
按结构的反应分类 静态作用 不使结构或结构构件产生加速度，或产生的加速度可以忽略不计
【例如】结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载等 动态作用 使结构或结构构件产生不可忽略的加速度
【例如】地震、吊车荷载、设备振动、作用于高耸结构上的风荷载等
二、荷载分类ຫໍສະໝຸດ 永久荷载（恒载） 【例如】
结构自重，土压力、预应力等 可变荷载（活载） 【例如】
楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等 偶然荷载 【例如】
爆炸力、撞击力等
一、结构上的作用及其分类
1、“结构上的作用”的定义 施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变
形（地震、基础沉降、温度变化、焊接等）的原因的总称
施加在结构上的集中或分布荷载 直接作用
引起结构外加变形或约束变形的原因 间接作用
2、“结构上的作用”的分类 按随时间的变异分类 永久作用 在结构使用期间，其值不随时间而变化，或其变化值与平均值相比
按作用时间的长短和性质 永久荷载 在结构使用期间 ，其值不随时间而变化，或虽有变化，但变化不大，
且其变化值与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋 于限值的荷载。 恒载 可变荷载 在结构使用期间 ，其值随时间而变化，且其变化值与平均值相比不 可以忽略不计的荷载。 活载 偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，但一旦出现，其值很大，作用时间则 较短的荷载。
荷载
震源深度——震源至地面的垂直距离称之。
震中距——地面某处至震中的距离。
地震序列：在一定时间内（几时天至数月）相继发生在相
近地区的一系列大小地震称为地震序列。
主震：在某一地震序列中，最大的一次地震叫做主震；
前震：主震之前发生的地震叫做前震；
余震：主震之后发生的地震叫做余震。
4、根据震源深度不同分
装饰物和玻璃幕墙因较大的局部风压而破坏； 高层建筑的顶部大幅度摆动，使居住者感到不适和不安。
k z s z 0
式中：
s 为风荷载体型系数；
z
为高度z处的风振系数；
z 为风压高度变化系数，与高度、地形有关；
0 为基本风压，单位为
KN m2
四、地震作用
1、地震和地震作用
浅源地震（震源深度小于60km）
中源地震（震源深度介于60km至300km）
深源地震（震源深度大于300km） 震源越浅，破坏性越大，但波及范围越小；反之，震源越 深，破坏性越小，但波及范围却越大。
5、震级和地震烈度
震级——表明地震本身强度的大小和释放能量的多少的等级， 以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。
4、按荷载作用方向分： 1）竖向荷载：由重力作用引起的； 2）侧向荷载（水平荷载）：由风荷载、地震力以及土 压力、水压力引起。 在进行结构设计时，需要分别考虑抵抗水平荷载和竖 向荷载的受力体系。
第二节 建筑结构荷载的种类
一、永久荷载
指建筑结构构件的自重，在设计建筑结构的地下部分时，
有时要计算土的自重。
缝等。
荷载标准值——结构设计时采用的荷载的基本代表值。 荷载设计值=荷载标准值×荷载分项系数，用于承载能力 计算。
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢ 施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形 或约束变形的原因，统称为结构上的作用。
7
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢ 从定义来看，作用包括两类：一个是力（集中力或分布力）， 另一个是引起结构变形的原因（外加变形或约束变形）。
作用
直接作用 间接作用
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 3、作用分类—按结构动力反应分类
判断下列作用属于动态的还是静态的
➢ 停在桥中间的汽车 ➢ 在桥梁上呼啸而过的火车 ➢ 吹在砖混结构上的风 ➢ 吹在高耸结构上的风
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
4、作用分类—按作用方向分类
竖向作用
水平作用
➢ 竖向作用 ➢ 水平作用
三、荷载代表值
➢ 每个数都不仅代表 它自己，背后都有 统计工作和复杂运 算
➢ 他不是一个人
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第1章 荷载与作用
三、荷载代表值
荷载代表值的分类
➢ 进行结构或构件设计时，要根据不同的设计目的和要 求，对荷载采用不同的代表值，以便更准确地反映它 在设计中的特点。
标准值
荷载代表值
频遇值 组合值
准永久值
➢ ②车辆活载：主要是铁路或公路车辆的荷载，包括工业厂房的 行车（俗称天车）。
16
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：可变作用
➢ 工业 厂房 的行 车
17
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：可变作用
➢ 公路 车 辆
荷载
18
第1章 荷载与作用
11
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢ 间接作用：引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。
混凝土 收缩
温度 变化
地震
地基
间接
焊接
变形
作用
变形
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢ 温度 变化 的变 形作 用
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
1、作用分类—按时间变异：永久作用 ➢ （1）恒载（永久荷载）：指使用期间永久施加在结构上，其值
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：可变作用 ➢ ③风载：风是由大气压力不等引起的空气运动。 ➢ 由风的运动而施加在墙面或结构上的压力称为风载。
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：偶然作用
➢ （3）偶然荷载：在使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大 且持续时间很短的荷载。
不随时间变化的荷载。
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
1、作用分类—按时间变异：可变作用 ➢ （2）活载（可变荷载）：指在使用期间施加在结构上，其值可
随时间变化或移动的荷载。 ➢ ①使用活载：包括楼面活载、屋面活载。
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：可变作用
➢ 固定作用 ➢ 自由作用
结构自重
车辆荷载
固定设备
吊车荷载
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 3、作用分类—按结构动力反应分类
➢ 静态作用：自重、土压力、雪荷载 ➢ 动态作用：以一定速度通过桥梁的汽车、地震
作用、爆炸力
➢ 两点说明： ➢ 动态作用更不利，设计时×动力系数 ➢ 划分静态作用和动态作用的原则，不在于作用本身是否具有 动力特征，而主要在于它是否使结构产生不可忽略的加速度。
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荷载
荷载分 项系数
材料抗力
可靠度设计法
材料分项系数
4
第1章 荷载与作用
一、结构设计过程
➢ 1、建立合理的力学计算模型（手算简化模型或者有限元建模）
5
第1章 荷载与作用
一、结构设计过程
➢ 2、合理准确地确定计算模型上的荷载 ➢ 3、计算荷载效应（如内力、变形、裂缝等） ➢ 4、根据具体情况对所计算的内力进行组合和调整（如强柱弱梁） ➢ 5、进行承载力计算并采取适当的构造措施 ➢ 6、绘制施工图
➢ 荷载标准值：荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统 计分布的特征值。
➢ 概率分布曲线（阴影面积为保证率） ➢ 一般取95%保证率的荷载值为标准值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1 pk
o
O
平均值
Qk
QT
Tt
30
第1章 荷载与作用
三、荷载代表值 1、标准值
➢ 取值方法 ➢ ①分位值取值法：标准值为设计基准期内最大作用概率分布的
某一分位值。
➢ 荷载标准值是通过两个步骤得到的： ➢ ①根据设计基准期内的最大荷载给出概率分布函数； ➢ ②在这个函数上取一个分位值。
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第1章 荷载与作用
三、荷载代表值
荷载代表值的分类 ➢ 《荷载规范》规定： ➢ 对永久荷载应采用标准值作为代表值； ➢ 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准
永久值作为代表值； ➢ 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
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第1章 荷载与作用
三、荷载代表值
1、标准值
考核方式
考查课
成绩组成： 1、由平时表现成绩（出勤、课堂讨论、笔记等）占20%； 2、平时小测验成绩占10%； 3、作业成绩占20%； 4、综合测试成绩占50%。
第1章 荷载与作用
2
第1章 荷载与作用
一、结构设计原理
➢独 木 桥 的 启 示
3
第1章 荷载与作用
一、结构设计原理
荷载效应S≤结构抗力R
结构自重 雪荷载
风荷载
水平地震作 用
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第1章 荷载与作用
三、荷载代表值
➢ 准确地确定荷载需要用统计学方法 ➢ ①麻烦②数据不全③没必要 ➢ 规定一些具体的数：混凝土自重25kN/m3 ➢ 这些具体的数就是代表值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1
o
Tt O
pk
平均值
Qk
QTLeabharlann 26第1章 荷载与作用
有外力
和结构本身 特性无关
没有外力
和结构本身 特性有关
8
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢ 直接作用：直接施加在结构上的集中力和分布力。
水压力 土压力
车辆 风或浪
自重
直接 作用
浮冰撞 击
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第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢车 辆 荷 载
10
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
➢防 护 堤 的 防 浪 墙
➢ 包括：地震作用、爆炸力、 台风、船只或漂流物等
➢ 美国世贸中心大厦 （撞击起火倒塌）
20
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用 1、作用分类—按时间变异：偶然作用
➢ 佛山九江 大桥被撞
➢ 百米墙面 坠入江中
21
第1章 荷载与作用
二、荷载与作用
2、作用分类—按空间位置变异分类
固定作用
自由作用