01 荷载与作用

自重、固
自重、楼
压力、预应力、地基变形（基 础沉降）、混凝土收缩、钢材 焊接变形、引起结构外加变形
定设备荷
载

面活荷载、 动态作
无界作 用
自由作
用
或约束变形的各种施工因素。 可变作用（持久性、临时性）
用 吊车、人
地震、吊 车荷载、
人员、物件荷载、安装荷载、
员、车辆
设备振动
楼面活荷载、风、雪、冰、吊
表 值
应概率趋于一致的荷载值;或使组合后的结构具有统一规定的可靠 指标的荷载值。
• 荷载准永久值：可变荷载在结构使用期内经常和超过的值
（考虑荷载持久性的影响）。对可变荷载，在设计基准期内，其
• 荷超越载的频总遇时间值约•：为设 时设可计 间计变基荷基 参准载准 数期在值 。一结：半构为的上确荷频定载繁可值出变。现且荷量载值代较表大值的而值选用的
《荷载与结构设计方法》
1 荷载与作用
土木工程学院
基本概念 BASIC CONCEPT
•是什么？
WHAT ？
wenku.baidu.com
恒载 DEAD LOAD 楼面活荷载 LIVE LOAD 积灰荷载 ASH LOAD
•特点（属性）？ CHARACTERISTIC？
•受什么影响？ INFLUNCED BY？
吊车荷载 CRANE LOAD
•有哪些荷载？ •荷载有什么特点？ •怎么求？ •对结构的影响? •多种荷载该如何考虑？— —组合？设计？
开设目的 学习进程：衔接前后 知识结构：缺少两个重要环节（荷载、方法）
土木工程学院
《荷载与结构设计方法》
引言
土木工程学院
¾ 本门课程的特点：内容繁杂、对教与学都是考验；
¾ 课程沿革：2000年被国家高等土木工程专业指导委员会列 为土木工程专业必修基础课程。
《荷载与结构设计方法》
1.2 作用分类
时间变异
土木工程学院
永久作用（变化与平均值相比可忽略）
自重、土压力、水位不变的水压力、预应力、地基变形（基础沉降）、混凝土收 缩、钢材焊接变形、引起结构外加变形或约束变形的各种施工因素。
可变作用（持久性、临时性） 人员、物件荷载、安装荷载、楼面活荷载、风、雪、冰、吊车荷载、温度变化、 动水压力、车辆、场压力
2016年3月15日
《荷载与结构设计方法》
土木工程学院
荷载与结构设计方法
Loads and Design Method of Structure
郑妮娜
503748755@qq.com
《荷载与结构设计方法》
引言
问题的引出——回顾所学课程 力学类：已知荷载求内力 ——内力分析 结构类：已知内力校核截面——截面设计 问题在于
1
2016年3月15日
《荷载与结构设计方法》
第1章 荷载与作用
1.1 概念
土木工程学院
工程结构（房屋、道路、桥梁、隧道、堤坝、塔架等）要满足功能要 求，要能承受使用过程中的各种作用。
工程结构设计的目的是要保证结构具有足够的承载能力以抵抗各种作 用，并使结构变形控制在满足正常使用的范围内。
工程结构设计的第一步是确定结构上的作用。
¾ 教学要求：
9 应掌握（或了解）结构设计时需考虑的各种荷载；
9 掌握结构设计的主要概念；
9 了解荷载及抗力的统计分析方法；
9 掌握可靠指标的计算方法；
9 熟悉实用设计表达式及其分项系数的确定原则。
《荷载与结构设计方法》
引言
土木工程学院
¾ 学习方法：课堂与自学相结合；
¾ 已修课程：概率与统计 （是本课程第2部分基于概率的结 构设计方法的理论基础）；
结构上的作用：能使结构产生效应的各种原因的总称。
作用 效应
• 直接作用(荷载)：施加在结构上的力(集中、分布) • 间接作用：施加于结构上的外加变形或约束
• 内力：拉、压、弯、剪、扭
• 变形：轴向拉伸压缩、位移、裂缝、转角
直接作用：自重、家具、设备、 人群、车辆、风压力、水压力、土压力等； 间接作用：地震惯性力、温度变化、基础不均匀沉降、材料收缩和徐变、焊接等
思考题
土木工程学院
1.1 什么是结构上的作用？荷载与作用有什么 区别？
1.2 工程结构设计中，如何对结构上的作用进 行分类？
3
计值。基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值 （如均值、众值、中值或某个分位值）。
荷 载
• 荷载组合值：两种或以上的可变荷载同时作用于结构上时，
同时达到最大的概率极小，将产生最大效应的荷载取标准值，其 它伴随荷载取小于其标准值的组合值。组合值是指使组合后的荷
代
载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相
风荷载？
《荷载与结构设计方法》
1.2 作用分类
有无限值
土木工程学院
有界作用 无界作用
2
2016年3月15日
《荷载与结构设计方法》
土木工程学院
时间变异
1.2 作用分类
位置变异 结构反应
有无限值
永久作用（变化与平均值相 固定作 静态作 有界作
比可忽略）
用
用
用
自重、土压力、水位不变的水
李国强/中国建筑工业出版社
GB50068-2001
建筑结构荷载规范 GB50009-2012
建筑抗震设计规范 GB50011-2010
公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004
城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77-98
《荷载与结构设计方法》
目 录（24学时）
土木工程学院
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章
等
车荷载、温度变化、动水压力、 车辆、场压力
风荷载？
偶然作用
地震、爆炸、撞击、龙卷风、
火灾、极严重的侵蚀、洪水作 用
《荷载与结构设计方法》
土木工程学院
1.3 荷载代表值
作用如 何取值？
在设计时考虑荷载的统计特征赋予一个规定的量值，称为荷载代表值。 （长期观察、实际调查、统计分析）
• 荷载标准值：荷载在结构使用期内可能出现的最大值，为统
偶然作用 地震、爆炸、撞击、龙卷风、火灾、极严重的侵蚀、洪水作用
《荷载与结构设计方法》
1.2 作用分类
位置变异
土木工程学院
固定作用 自重、固定设备荷载
自由作用 吊车、人员、车辆等
《荷载与结构设计方法》
1.2 作用分类
结构反应
土木工程学院
静态作用 自重、楼面活荷载
动态作用 地震、吊车荷载、设备振动
•对结构有什么影响？INDUCE
雪荷载 SNOW LOAD 裹冰荷载 ICE LOAD
WHAT？
•怎么计算？ HOW TO CALCULATE？
施工、安装荷载 CONSTRUCTION LOAD
特种结构荷载 SPECIAL STRUCTURE LOAD
风荷载 WIND LOAD
地震作用 SEISMIC ACTION
（的考总虑时荷间载为短规期定• 效的设 需应较计 进）小。比使 行率对用 大或可年 修超变限 即越荷： 可频载设 按率，计 其为在规 预规设定 定定计频基的 目率准结 的的期构 使荷内或 用载，结 的值其构 时。超构 期越件 。不
《荷载与结构设计方法》
土木工程学院
交流与互动——sakai平台
《荷载与结构设计方法》
荷载与作用（1学时） 重力作用 （3学时） （恒载、活载、吊车、汽车、人群、雪） 水作用 （2学时） （静水、流水、波浪、冰压力、撞击力、浮力） 风荷载（顺风向、横风向）（4学时） 地震作用（《结构抗震设计》讲） 其他作用 （2学时） （温度、变形、冻胀力、裹冰、爆炸、行车、预加力） 工程结构荷载的统计分析（3学时） 结构构件抗力的统计分析（3学时） 结构概率可靠度设计法（6学时）
¾ 考核方式：期末闭卷考试；
¾ 最终成绩：平时考勤10%+ 作业10%+期中测试10%+期末 考试70% 。
《荷载与结构设计方法》
参考资料
土木工程学院
《荷载与结构设计方法》（第2版）《荷载与结构设计方法》（第2版） 工程结构荷载与可靠度设计原理 建筑结构可靠度设计统一标准
柳炳康/武汉理工大学出版社
白国良/高等教育出版社