荷载组合例题(1)
温室结构设计的基本方法_三_典型温室结构计算
日光温室结构计算
〖例题2〗8m跨日光温室结构计算
跨度8m(外皮尺寸),脊高3.5m。骨架采用桁架式。上弦为
圆管φ26.8×2.75,下弦为圆管φ20×1.5,腹杆为φ8钢筋。试
进行校核。 基本雪压:0.4KN/m2 基本风压:0.35KN/m2
荷载计算:
★ 恒载 q1,q2 日光温室钢骨
架自重q1可由结 构计算软件自动计算。
荷载组合②
轴力 kN 弯矩 kNm
杆件编号
荷载组合①
轴力 kN 弯矩 kNm
荷载组合②
轴力 kN 弯矩 kNm
杆件编号
荷载组合①
轴力 kN 弯矩 kNm
荷载组合②
轴力 kN 弯矩 kNm
101 -5.41
-4.48 0.01 111 -3.17 0.02 -1.90 0.02 202 -3.60 0.01 -1.62
φAn 0.511×87.18
满足强度稳定性要求。
★ 腹杆
由表10可以看出,杆件325在荷载组合① 工况下的内力对杆
件最不利,以杆件325为代表分析腹杆。
横梁截面特性如下:
A=50.26mm2,ix=iy=2mm λx=0.3/(2×10-3)=150,查轴心受压构件稳定性系数 φ=0.308。
N
σ=
温室结构与设备
温室结构设计的基本方法(三)
——典型温室结构计算 ■ 程勤阳
塑料大棚结构计算
塑料大棚一般可按两铰
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
拱建立数学模型,见图8。
〖例题1〗8m跨圆弧塑
料大棚计算 大棚跨度8m,矢高
图 8 塑料大棚计算简图
3m。均匀布置三根纵向拉杆。拱间距0.5m,拱杆截面采用φ25×
第七章荷载组合例题
荷载效应组合计算算例【例1】条件:某工厂工作平台静重5.4kN/m2,活载2.0kN/m2。
要求:荷载组合设计值。
【例2】条件:对位于非地震区的某大楼横梁进行内力分析。
已求得载永久荷载标准值、楼面活荷载标准值、风荷载标准值的分别作用下,该梁梁端弯矩标准值分别为:M=10kN-m、M=12kN-m、M=4kN-m。
楼面活荷载的组合值系数为0.7,风荷Gk Q1kQ2k载的组合值系数为0.6。
要求:确定该横梁载按承载能力极限状态基本组合时的梁端弯矩设计值M。
【例3】条件:有一在非地震区的办公楼顶层柱。
经计算,已知在永久荷载标准值、屋面活荷载标准值、风荷载标准值及雪荷载标准值分别作用下引起的该柱轴向力标准值为:N二40kN、N二12kN、N二4kN、N二l kN。
屋面活荷载、风荷载和雪荷载的组GkQkwkSk合值系数分别为:0.7、0.6、0.7。
要求:确定该柱在按承载能力极限状态基本组合时的轴向压力设计值N。
【例4】悬臂外伸梁,跨度l=6m,伸臂的外挑长度a=2m,截面尺寸b x h=250mm x500mm,承受永久荷载标准值g二20kN/m,可变荷载标准值q二10kN/m,组合系数0.7。
kk求AB跨的最大弯矩。
1.解:(1)以永久荷载控制,静载分项系数取1.35,活载分项系数取1.4,荷载组合值系数0.7,1.35X5.4+1.4X0.7X2=9.25kN/m2(2)以可变荷载控制,荷载组合设计值为静载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4,1.2X5.4+1.4X2=9.28kN/m2本题关键在于荷载分项系数及组合值系数取值的问题,从直观看题,永久荷载大于可变荷载2.7倍,容易误解为当属永久荷载控制。
实则不然,经轮次试算比较,本题仍应由可变荷载控制。
2.解:(1)当可变荷载效应起控制作用时M=1.2X10+1.4X12+1.4X0.6X4=32.16kN•mM=1.2X10+1.4X0.7X12+1.4X4=29.36kN•m(2)当永久荷载效应起控制作用时M=1.35X10+1.4X0.7X12+1.4X0.6X4=28.62kN•m取大值M=32.16kN•m3.解:屋面活荷载不与雪荷载同时组合。
荷载和荷载组合
s —斜梁换算长度系数,见图1-9。当梁为等截面
时 =1。
22
在图1-9中,λ1和 λ分别为第一、二 楔形段的斜率。
23
图19楔形梁在刚架平 面内的换算长度系数
24
柱脚铰接楔形柱的计算长度系数 ,表1—2
K2/Kl
0.1
35
▪ 当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时,
除应按规范规定验算腹板上边缘正应力、剪应力 和局部压应力共同作用时的折算应力外,尚应满 足下列公式的要求:
F 15mtw2 f
tf 235 tw fy
m 1 .5 M W ef
36
▪ 隅撑设计
当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压 翼缘两侧布置隅撑(山墙处刚架仅布置在一侧)作、 为斜梁的侧向支承,隅撑的另一端连接在檩条上。
式中: —构件的楔率;
d 0 、d 1—分别为柱小头和大头的截面高度(图1.12)。
32
图1-12 变截面构件的楔率
33
➢ 变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算 应分段按公式计算:
N0 tM1 f yAe0 bWe1
公式不同于规范中压弯构件在弯矩作用平面外的 稳定计算公式之处有两点:
▪ 截面几何特性按有效截面计算; ▪ 考虑楔形柱的受力特点,轴力取小头截面,弯矩
11a) 当柱脚铰接时 当柱脚刚接时
▪ 中间为非摇摆柱的多跨刚架(图1--11b)
当柱脚铰接时
当柱脚刚接时
30
图1-11 一阶分析时的柱顶位移
31
➢二阶分析法
▪ 当采用计入竖向荷载一侧移效应(即P-u效应)的
二阶分析程序计算内力时,如果是等截面柱, 取μ=1,即计算长度等于几何长度。对于楔形 柱,其计算长度系数可由下列公式计算:
基本荷载组合
(4)基本荷载组合(单位:KN/m2)左端盾构井断面1-1 (1轴~3轴线)根据地质勘察资料,此部分断面顶板按按0.8m厚道路面层+0.7m厚覆土,活载按每个车轮70KN的车辆荷载施加,考虑冲击系数1.3,冲击荷载为91KN,地面超载按20kpa,楼板施工荷载按10KPa考虑,抗浮水位为标高为13.0m,底板位于④3层粉细砂上,基床系数垂直Kv为35MPa/m,水平Kx为40MPa/m;侧墙位于粘土②2层和粉细砂④3层,静止侧压力系数K0分别为0.43和0.38,其分界点在中板板处。
a.恒载+活载(近期使用阶段)顶板恒荷载:q顶恒=0.8*22+0.7*20=31.6顶板活荷载:单个车轮考虑冲击荷载按91KN计算侧墙荷载:恒载q侧顶恒=8.35*20*0.43=75.15q侧中上恒=14.4*20*0.43=123.84q侧中下恒=14.4*20*0.38=109.44q侧底恒=23.4*20*0.38=177.84活载(地面超载)q侧顶活=20*0.43=8.6q侧中上活=20*0.43=8.6q侧中下活=20*0.38=7.6q侧底活=20*0.38=7.6中板荷载活载按施工荷载10KPa考虑恒载q中=0.15*25=3.75b.恒载+活载+水(长期使用阶段)顶板恒荷载:q顶恒=0.8*22+0.7*20=31.6顶板活荷载:单个车轮考虑冲击荷载按91KN计算侧墙荷载:恒载q侧顶恒=(1.8*20+6.55*10)*0.43=43.65q侧中上恒=(1.8*20+12.6*10)*0.43=69.66q侧中下恒=(1.8*20+12.6*10)*0.38=61.56q侧底恒=(1.8*20+21.6*10)*0.38=95.76侧墙水压力:q水侧上= 6.55*10=65.5q水侧下= 21.6*10=216活载(地面超载)q侧顶活=20*0.43=8.6q侧中上活=20*0.43=8.6q侧中下活=20*0.38=7.6q侧底活=20*0.38=7.6中板荷载活载按设备荷载8KPa考虑恒载q中=0.15*25=3.75底板荷载底板水浮力荷载q水=21.6*10=216底板回填混凝土荷载:1.35*25=33.758.2 计算过程或采用的计算程序采用SAP84 6.0进行平面有限元计算。
荷载组合例题(1)
【例题1】某办公楼面板,计算跨度为3.18m ,沿板长每米永久荷载标准值为3.1kN/m ,可变荷载只有一种,标准值为1.35Kn/m ,该可变荷载组合系数为0.7,准永久值系数为0.4,结构安全等级为二级。
求:用于计算承载能力极限状态和正常使用极限状态所需的荷载组合。
解:1、承载能力极限状态可变荷载控制的组合()221 1.2 3.1 3.18/8 1.4 1.35 3.18/87.07M kN m =⨯⨯⨯+⨯⨯=永久荷载控制的组合()221 1.35 3.1 3.18/8 1.40.7 1.35 3.18/8 6.96M kN m =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=取 6.96M kN m =。
2、正常使用极限状态按标准组合计算223.1 3.18/8 1.35 3.18/8 5.63M kN m =⨯+⨯=按准永久组合计算223.1 3.18/80.4 1.35 3.18/8 4.60M kN m =⨯+⨯⨯=【例题2】某矩形截面外伸梁如图,截面尺寸为250mm ×500mm ,承受永久荷载标准值20kN/m ,可变荷载标准值10kN/m ,组合系数ψc =0.7。
求:跨中最大弯矩设计值。
解:对跨中弯矩计算,跨中梁段荷载为不利荷载,其设计值应乘以放大系数:1.35×20+0.7×1.4×10=36.8kN/m (永久荷载控制)1.2×20+1.4×10=38kN/m (可变荷载控制)外伸梁段的荷载为有利荷载,所以永久荷载分项系数为1.0,可变荷载分项系数为0,其设计值为:1×20+0×10=20kN/m 。
所以跨中最大弯矩设计值为:38×62/8-0.5×20×22/2=151kN-m 。
对外伸段梁,跨中弯矩数值不影响支座处负弯矩,但是影响弯矩包络图范围,从而影响负筋配置,当然外伸段梁荷载为不利荷载。
二级注册结构工程师-混凝土结构(六)-1
二级注册结构工程师- 混凝土结构( 六)-1( 总分:100.03 ,做题时间:90 分钟)一、{{B}} 单项选择题{{/B}}( 总题数:11,分数:100.00)某跨度为6m的钢筋混凝土简支起重机梁,安全等级为二级,环境类别为一类,计算跨度为5.8m。
承受两台A5 级起重量均为10t 的电动软钩桥式起重机,起重机的主要技术参数见表。
{{B}} 起重机主要技术参数{{/B}}2提示:取计算。
(分数:12.00 )(1) . 当进行承载力计算时,在起重机竖向荷载作用下,起重机梁的绝对最大弯矩设计值(kN·m),应与下列何项数值最为接近?A. 279B. 293C. 310D. 326(分数:2.00 )A.B.C.D. √解析:[解析] 根据结构力学知识,当最大轮压按照图布置时,得到梁的绝对最大弯矩。
a=B-W=5.94-4=1.92m [*] 绝对最大弯矩发生在图中的C点,大小为:[*] 上式中,[*] 。
依据《建筑结构荷载规范》GB5 0009—2012 的3.2.4 条.可变荷载分项系数为1.4 ;依据6.3.1 条,动力系数为1.05 ,从而绝对最大弯矩设计值为221.7×1.4 ×1.05=325.9kN·m,选择D。
(2) . 在大车的每个车轮处作用于起重机梁上的横向水平荷载标准值T k(kN) ,应与下列何项数值最为接近?A. 8.5B. 11.8C. 14.1D. 4.23(分数:2.00 )A.B.C.D. √解析:[解析] 依据《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012的6.1.2 条,可得[*] 选择D。
(3) . 当仅在起重机竖向荷载作用下进行疲劳验算时,起重机梁上的跨中最大弯矩标准值 何项数值最为接近 ?A. 159B. 167C. 222D. 233(分数: 2.00 )A. B. √C. D.解析:[ 解析] 疲劳计算时,只取一台吊车计算,并按标准值,考虑动力系数。
荷载作业
M = γ G SGK + γ Q SQK 1 1 2 = 1.2× × 5× 6 + 1.4× × 8× 62 = 27+ 50.4 = 77.4kN • m 8 8
故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(65.7,77.4) 故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(65.7,77.4) =77.4 kN·m
故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(26.8,28)= 故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(26.8,28)=28 kN·m )=28
要求: 要求:
1、作业一定要独立完成; 作业一定要独立完成; 独立完成 先看明白例题 明白例题, 2、先看明白例题,严禁边看例题边做 作业; 作业; 必须工整写明姓名、班级、学号, 工整写明姓名 3、必须工整写明姓名、班级、学号, 否则不予批改。 否则不予批改。
故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(26.8,28)= 故跨中D点处正弯矩的基本组合是max(26.8,28)=28 kN·m )=28
(1)当永久荷载效应起控制作 用时: 用时:
M = γ
G
S GK +
n
∑
γ
i=1
Qi
ψ
ci
S QiK 1 × q k ( 2l )2 8 × 5× 42
1 1 1 × g k ( 2 l ) 2 − 1 .0 × × × g k × l 2 + 1 .4 × 0 .7 × 8 2 2 1 1 1 1 = 1 . 35 × × 10 × 4 2 − 1 . 0 × × × 10 × 2 2 + 1 . 4 × 0 . 7 × 8 2 2 8 = 27 − 10 + 9 . 8 = 26 . 8 kN • m = 1 . 35 ×
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题摘要:1.荷载效应组合的定义与分类2.无地震作用组合的表达式3.有地震作用组合的表达式4.荷载效应组合在结构构件设计中的应用5.结构构件的荷载效应S 和抗力R 的表达正文:一、荷载效应组合的定义与分类荷载效应组合是指在建筑结构设计中,结构或结构构件在使用期间可能同时承受两种或两种以上的活荷载,这些荷载同时作用时产生的效应。
荷载效应组合主要分为两类:无地震作用组合和有地震作用组合。
二、无地震作用组合的表达式无地震作用组合时,荷载效应组合的设计值可以通过以下表达式计算:s = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))式中,s 为荷载效应组合的设计值;q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
三、有地震作用组合的表达式有地震作用组合时,需要将地震作用考虑在内。
地震作用的荷载代表值的效应可以通过以下表达式计算:R = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))式中,R 为地震作用的荷载代表值的效应;q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
四、荷载效应组合在结构构件设计中的应用结构构件的承载能力设计应根据荷载效应的基本组合值为设计值。
设计值是通过将所有可能的荷载效应组合并考虑其最不利组合得到的。
这样可以保证结构构件在使用期间能够承受各种可能的荷载组合,从而确保结构的安全性和稳定性。
五、结构构件的荷载效应S 和抗力R 的表达结构构件的荷载效应S 和抗力R 可以通过以下表达式来表示:S = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))R = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))其中,q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
结构设计方法 荷载组合例题
例题
例5:一简支梁,梁跨计算长度为8m,荷载的标准值:永久 荷载(包括梁自重)gk=1.1kN/m,可变荷载qk=2.5kN/m,结 构设计使用年限为50年,试求简支梁跨中截面的荷载效应设 计值M,标准组合值Mk ,频遇值Mf以及准永久值Mq 。已知 频遇值系数为0.6,准永久值系数0.5。
做法1
其中屋面可变荷载的ψc=0.7 , ψf=0.5 ,ψq=0.4 雪荷载 的ψc=0.7 , ψf=0.6, ψq=0.2 ,求在承载能力极限状态 下的弯矩设计值内力值。
例题
1
2
M 1 G jS G jkQ 1L 1 S Q 1 k S Q i L i c i Q ik
例题
1
2
M 1 G jS G jkQ 1L 1 S Q 1 k S Q i L i c i Q ik
j 1
i 2
可变荷载效应控制的组合为
M1=1.2×2.0+ 1.4 × 1.0 × 1.1+1.4× 0.9 ×0.5 =
4.57kN•m
1
2
M 2
G jSGjk
S Q i L i ci Q ik
j 1
i 1
永久荷载效应控制的组合为
M2=1.35×2.0+ 1.4 × 1.0 × 0.7 × 1.1 + 1.4 × 0.9 ×0.5 = 4.408kN•m 由于M1>M2,故而是由可变荷载效应控制的,设计时以M1 为准。
例题计算心得:
当出现不上人屋面可变荷载时,该荷载通常不与雪 荷载同时考虑。计算时以不上人屋面可变荷载标准 值与雪荷载标准值中较大者代入计算荷载组合效应。 如题目中给出积灰荷载,积灰荷载与不上人屋面可 变荷载或雪荷载中的较大者同时考虑。
承载力计算方法例题
承载力计算方法例题承载力计算是工程领域中的一项重要工作,涉及到建筑结构设计、岩土工程等多个方面。
本文将通过具体的例题,详细讲解承载力计算的方法,帮助读者更好地理解和掌握这一技术。
例题:某建筑的柱子需要承受以下荷载:永久荷载为200kN,可变荷载为100kN,求该柱子的承载力。
一、确定荷载组合在进行承载力计算之前,首先要确定荷载组合。
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)的规定,荷载组合有以下几种:1.永久荷载与可变荷载同时作用;2.永久荷载与一种可变荷载作用;3.永久荷载单独作用。
本例题中,永久荷载为200kN,可变荷载为100kN,因此采用第一种荷载组合。
二、计算柱子的承载力1.按照荷载组合,计算总荷载:总荷载= 永久荷载+ 可变荷载= 200kN + 100kN= 300kN2.确定柱子的截面尺寸和材料强度假设柱子的截面尺寸为400mm×400mm,材料为C30混凝土,其抗压强度为30MPa。
3.计算柱子的抗压承载力:抗压承载力= 截面积× 材料抗压强度= 0.4m × 0.4m × 30MPa= 4.8kN4.判断柱子的安全性:安全系数= 抗压承载力/ 总荷载= 4.8kN / 300kN≈ 0.016安全系数小于1,说明柱子的承载力不足,需要重新设计。
三、调整柱子设计1.增大截面尺寸:将柱子的截面尺寸增大为500mm×500mm。
2.重新计算抗压承载力:抗压承载力= 截面积× 材料抗压强度= 0.5m × 0.5m × 30MPa= 7.5kN3.重新计算安全系数:安全系数= 抗压承载力/ 总荷载= 7.5kN / 300kN≈ 0.025安全系数大于1,说明调整后的柱子设计满足承载力要求。
通过以上步骤,我们完成了一个简单的承载力计算例题。
在实际工程中,承载力计算需要考虑更多的因素,如荷载组合、材料性能、结构稳定性等,但基本原理和方法是类似的。
第三章公式解释及例题
第三章:荷载组合计算公式如下:1、 由可变荷载控制组合时:112nG Gk Q Q k Qi ci Qik i S S S S γγγψ==++∑其中,S 可以带入荷载效应(或荷载设计值)(所谓的荷载效应是指弯矩、剪力、轴力等),G γ为永久荷载分项系数为1.2,Gk S 为永久荷载效应(或永久荷载)标准值,1Q k S 为第一可变荷载效应(或荷载)标准值(所谓的第一可变荷载是指所有可变荷载中,贡献最大的或者最不利的可变荷载,当可变荷载很多,无法判断时。
轮流取各可变荷载为第一可变荷载,并计算荷载效应S ,然后取大值),1Q γ为第一可变荷载的荷载分项系数为1.4(只有地震荷载时,Q γ为1.3,其余时候基本都为1.4),Qi γ为第i 个可变荷载的荷载分项系数,一般题目不告诉取1.4,ci ψ为第i 个可变荷载的荷载组合值,一般为0.7,如果有变化题目会告诉,Qik S 为第i 个可变荷载的标准值。
2、 有永久荷载控制组合时1nG Gk Qi ci Qik i S S S γγψ==+∑其中,G γ为永久荷载分项系数为1.35,其它系数同上面介绍例题:解题:1、 以可变荷载控制组合()1211221212141407122025140375140705253543G GK K KQ Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψ=++=++⨯=⨯+⨯+⨯⨯=............/()12212212121414091220251405251409037536375G GK K K Q Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψ=++=++⨯=⨯+⨯+⨯⨯=............/2、 以永久荷载控制组合()1231122121351407140913520251407052514090375372G GK K K Q C Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψψ=++=+⨯+⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=............../ 比较三种情况取3372q kN m =./跨中弯矩为231160228M q l kN m ==..。
荷载习题
例题:某厂房采用1.5m ×6m 的大型屋面板,卷材防水保温屋面,永久荷载标准值为2.7kN/m 2,屋面活荷载为0.7kN/m 2,屋面积灰荷载0.5kN/m 2,雪荷载0.4kN/m 2,已知纵肋的计算跨度l =5.87m 。
求纵肋跨中弯矩的基本组合设计值。
解:(1)荷载标准值① 永久荷载为m kN m kN G k /025.2/)2/5.17.2(=⨯=② 可变荷载为屋面活荷载m kN m kN Q k /525.0/)2/5.17.0(1=⨯=积灰荷载m kN m kN Q k /375.0/)2/5.15.0(2=⨯=雪荷载m kN m kN Q k /3.0/)2/5.14.0(3=⨯=(2)荷载效应设计值按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2006)的规定,屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。
故采用以下几种组合方式进行荷载组合,并取其最大值作为设计值。
① 由永久荷载控制的组合纵肋跨中弯矩设计值m kN m kN l Q l Q l G M M M M k k k kc Q k c Q Gk G ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯=++=03.1687.5375.0819.04.187.5525.0817.04.187.5025.28135.1819.04.1817.04.18135.1222222121222111ψγψγγ ② 由可变荷载效应控制的组合∑=++=n i ik ci Qi k Q Gk G S S S S 211ψγγγ分别采用屋面活荷载与积灰荷载作为第一可变荷载进行组合。
a. 屋面活荷载作为第一可变荷载m kN l Q l Q l G M M M M k k k kc Q k Q Gk G ⋅=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯=++=67.1587.5375.0819.04.187.5525.0814.187.5025.2812.1819.04.1814.1812.122222212122211ψγγγb. 屋面积灰荷载作为第一可变荷载mkN l Q l Q l G M k k k ⋅=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯=94.1487.5525.0817.04.187.5375.0814.187.5025.2812.1817.04.1814.1812.1222212221 对以上结果比较可知,由永久荷载控制的组合弯矩计算结果最大,故将其作为荷载效应的设计值。
桥梁的设计荷载及荷载组合
桥梁的设计荷载及荷载组合(1)如图:一、桥梁的设计荷载选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。
因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。
近年来,由于交通量的不断增加,大型超重车辆的不断出现,风载、地震荷载的重要性愈显突出等,导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂,这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难,常因初始设计荷载选定的滞后,而造成桥梁早期破坏或加固。
我国现行的公路桥涵设计通用规范(JTJ021-85)中,将作用在桥梁上的荷载分为三大类:1.永久荷载(恒载)在设计使用期内,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
它包括结构重力、预加应力、土的重力及侧压力、混凝土收缩及徐变影响力,基础变位影响力和水的浮力。
2.可变荷载(活载)在设计使用期内,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度,又分为基本可变荷载和其他可变荷载。
基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力,平板挂车(或履带车)荷载,人群荷载,离心力,以及所有车辆所引起的土侧压力。
其他可变荷载包括汽车制动力,风力,流水压力,冰压力,温度影响力和支座摩阻力。
3.偶然荷载在设计使用期内,不一定出现,但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载,它包括船只或漂浮物撞击力,地震作用。
下面具体讲述各种荷载的意义:(一)永久荷载结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力,可按照结构的实际体积或设计时所假定的体积与材料密度计算。
作用在墩台上的土重力,土侧压力可参照《公路桥涵通用规范》(JTJ021-85)附录一、二和《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)附录二中规定计算。
对于预应力混凝土结构,预加应力在结构使用阶段设计时,应作为永久荷载计算其效应,计算时应考虑相应阶段的预应力损失;在结构承载能力极限状态设计时,预应力不作为荷载,而将预应力筋作为普通钢筋计入结构抗力。
荷载效应组合例题及作业[1]
荷载效应组合例题及作业[1]本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March例题:某厂房采用1.5m ×6m 的大型屋面板,卷材防水保温屋面,永久荷载标准值为2.7kN/m 2,屋面活荷载为0.7kN/m 2,屋面积灰荷载0.5kN/m 2,雪荷载0.4kN/m 2,已知纵肋的计算跨度l =5.87m 。
求纵肋跨中弯矩的基本组合设计值。
解:(1)荷载标准值① 永久荷载为m kN m kN G k /025.2/)2/5.17.2(=⨯=② 可变荷载为屋面活荷载m kN m kN Q k /525.0/)2/5.17.0(1=⨯=积灰荷载m kN m kN Q k /375.0/)2/5.15.0(2=⨯=雪荷载m kN m kN Q k /3.0/)2/5.14.0(3=⨯=(2)荷载效应设计值按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2006)的规定,屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。
故采用以下几种组合方式进行荷载组合,并取其最大值作为设计值。
① 由永久荷载控制的组合纵肋跨中弯矩设计值m kN m kN l Q l Q l G M M M M k k k kc Q k c Q Gk G ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯=++=03.1687.5375.0819.04.187.5525.0817.04.187.5025.28135.1819.04.1817.04.18135.1222222121222111ψγψγγ ② 由可变荷载效应控制的组合∑=++=ni ik ci Qi k Q Gk G S S S S 211ψγγγ分别采用屋面活荷载与积灰荷载作为第一可变荷载进行组合。
a. 屋面活荷载作为第一可变荷载 mkN l Q l Q l G M M M M k k k kc Q k Q Gk G ⋅=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯=++=67.1587.5375.0819.04.187.5525.0814.187.5025.2812.1819.04.1814.1812.122222212122211ψγγγb. 屋面积灰荷载作为第一可变荷载mkN l Q l Q l G M k k k ⋅=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯=94.1487.5525.0817.04.187.5375.0814.187.5025.2812.1817.04.1814.1812.1222212221 对以上结果比较可知,由永久荷载控制的组合弯矩计算结果最大,故将其作为荷载效应的设计值。
永久荷载与活荷载效应组合
效应组合作用效应组合总体原则:可能与最不利!!!可能1・1 :无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且:2Q=1.0 ; 2 W=0.6/ YL=1.0 (YG=1.2 , Y Q=1.4 , Y W=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(1.0; 0.6) S= Y GSGK+ 丫L2 Q Y QSQK+ 2 W 丫WSWK =1.2SGK+1.0 X 1.4X SQK+0.6 X 1.4X SWK可能1 -2 :无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且: 2 Q=0.7 ; 2 W=1.0/ Y L=1.0 (YG=1.2, Y Q=1.4 , Y W=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(0.7; 1.0)S= Y GSGK+ YL2Q Y QSQK+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGK+0.7 X 1.4X SQK+1 .OX 1.4 X SWK可能2 :无地震时,由永久荷载效应控制的组合,且:丫G=1.35 ; 2 Q=0.7/ Y L=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合)(Y G=1.35 , Y Q=1.4)永久荷载+楼面可变荷载S= Y GSGK+ Y L2Q Y QSQK=1.35 X SGK+0.7 X 1.4X SQK可能3:有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合(YG=1.2 , Y Eh=1.3)重力荷载+水平地震作用S= Y GSGE+ Y EhSEhk=1.2XSGE+1.3XSEhk可能4 :有地震时,即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑,且 2 W=0.2)(Y G=1.2 , Y Eh=1.3, Y W=1.4)重力荷载+水平地震作用+风荷载S= Y GSGE+ Y EhSEhk+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk+0.2 X 1.4X SWK可能5:有地震时,即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑,大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)(Y G=1.2 , Y Ev=1.3)重力荷载+竖向地震作用S= Y GSGE+ Y EvSEvk=1.2XSGE+1.3XSEvk可能6:有地震时,即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、& 9度抗震设计时考虑)(Y G=1.2 , Y Eh=1.3, Y Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ Y EhSEhk+ 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk可能7 :有地震时,即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑,9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑,且2W=0.2)(Y G=1.2 , 丫Eh=1.3 , Y Ev=o.5 , 丫W=1.4)重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWK可能6:新高规5.6.4(Y G=1.2 , 丫Eh=1.3, 丫Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ Y EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk可能6:新抗规5.4.1(Y G=1.2 , Y Eh=1.3, Y Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ Y EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvkS= Y GSGE+ Y EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk可能7:新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= Y GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWKS= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk+0.2 X 1.4SWK可能7:新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W Y WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWK特别的:水平长悬臂结构和大跨度结构,7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合!S= Y GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 0 W 丫WSWK=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk+0.2 X 1.4SWK注:(1)进行承载力计算时,各分项系数按上述说明取值;但当重力荷载效应对结构构件有利时,丫Gw1.0o(2 )进行位移计算时,各分项系数均取 1.0o(3)实际组合时,风荷载应考虑左右,水平地震作用应考虑左右,竖向地震作用应考虑上下;因此,取值存在正负之分。
可变荷载控制组合
可变荷载控制组合:1.(恒+活):1.2恒+1.4活;(基本组合)1.0恒+1.4活;(基本组合)1.0恒+1.0活;(基本组合)1.0恒+0.5活;(基本组合)2.(恒+风):1.2恒±1.4风;(基本组合)1.0恒±1.4风;(基本组合)3.(恒+活+风):1.2恒+1.4活+1.4×0.6风;(基本组合)1.2恒+1.4活-1.4×0.6风;(基本组合)1.2恒+1.4风+1.4×0.7活;(基本组合)1.2恒-1.4风+1.4×0.7活;(基本组合)4.(恒+吊):1.2恒+1.4吊;(基本组合)5.(恒+活+地震):1.2(恒+0.5活)±1.3水平地震;(抗震基本组合)1.0(恒+0.5活)±1.3水平地震;(抗震基本组合)1.2(恒+0.5活)±1.3竖向地震;(考虑竖向抗震组合)1.2(恒+0.5活)±1.3水平地震+0.5竖向地震;(考虑竖向抗震组合)6.(恒+活+地震+风):(风荷载控制的高层情况考虑组合)1.2(恒+0.5活)±1.3水平地震±1.4×0.2风;1.2(恒+0.5活)±1.3水平地震+0.5竖向地震±1.4×0.2风;永久荷载控制组合(仅限于竖向荷载):1.35恒+1.4×0.7活;(基本组合)标准组合:1.0恒+1.0活;1.0恒+1.0活±0.6风1.0恒+0.7活±1.0风准永久组合:1.0恒+0.5活;(非基本组合:准永久组合)所有的基本组合由程序在分析后自动加入到荷载组合工况中,如无特殊情况,用户可以不必再另行加入。
如果基本荷载工况情况发生变化,用户可以在后处理删除所有已定义的荷载组合(只保留承载力验算的第一项),重新计算(或重新读入结果文件),程序将分析后按上面的原则,自动加入荷载组合工况。
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【例题1】某办公楼面板,计算跨度为3.18m ,沿板长每米永久荷载标准值为3.1kN/m ,可变荷载只有一种,标准值为1.35Kn/m ,该可变荷载组合系数为0.7,准永久值系数为0.4,结构安全等级为二级。
求:用于计算承载能力极限状态和正常使用极限状态所需的荷载组合。
解:
1、承载能力极限状态
可变荷载控制的组合
()221 1.2 3.1 3.18/8 1.4 1.35 3.18/87.07M kN m =⨯⨯⨯+⨯⨯=
永久荷载控制的组合
()221 1.35 3.1 3.18/8 1.40.7 1.35 3.18/8 6.96M kN m =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
取 6.96M kN m =。
2、正常使用极限状态
按标准组合计算
223.1 3.18/8 1.35 3.18/8 5.63M kN m =⨯+⨯=
按准永久组合计算
223.1 3.18/80.4 1.35 3.18/8 4.60M kN m =⨯+⨯⨯=
【例题2】某矩形截面外伸梁如图,截面尺寸为250mm ×500mm ,承受永久荷载标准值20kN/m ,可变荷载标准值10kN/m ,组合系数ψc =0.7。
求:跨中最大弯矩设计值。
解:对跨中弯矩计算,跨中梁段荷载为不利荷载,其设计值应乘以放大系数:
1.35×20+0.7×1.4×10=36.8kN/m (永久荷载控制)
1.2×20+1.4×10=38kN/m (可变荷载控制)
外伸梁段的荷载为有利荷载,所以永久荷载分项系数为1.0,可变荷载分项系数为0,其设计值为:1×20+0×10=20kN/m 。
所以跨中最大弯矩设计值为:
38×62/8-0.5×20×22/2=151kN-m 。
对外伸段梁,跨中弯矩数值不影响支座处负弯矩,但是影响弯矩包络图范围,从而影响负筋配置,当然外伸段梁荷载为不利荷载。
跨中梁段q=38kN/m,外伸梁段q=20kN/m
跨中梁段q=20kN/m,外伸梁段q=38kN/m,需要更长的负筋跨中梁段q=38kN/m,外伸梁段q=38kN/m。