第二章 重力-课件

(1)对于求弯矩和剪力分别加不同的均布荷载。 (2)均布荷载和集中荷载随荷载等级而异。 (3)对于连续梁，求最大负弯矩时，除在最大影响线值所 在跨上布置上述荷载外，在其他产生相同符号弯矩的各跨上 还要布置量值相同的集中荷载；求最大正弯矩时，影响线最 大值所在跨上布置上述荷载，并要在其他产生相同符号弯矩 的跨上布置相同数值的均布荷载。
在实际设计应用时，应根据实际情况确定。附录给出了常 用材料和构件的自重。对于自重变化较大的材料根据对结 构不利或有利取上限或下限。
各种荷载的简化计算
在进行建筑结构方案设计时，为了工程上应用力便，有时 把建筑物看成一个整体，将结构自重转化为平均楼面恒裁。 作为近似估算，对一般的木结构建筑。其平均楼面恒载可 取为1.98—2.48kN／m2；对钢结构建筑，平均恒载大约为 2.48—3.96kN／m2，对钢筋混凝土结构的建筑，其值在 4.95—7.43kN／m2之间；而对预应力混凝土建筑，建议可
图2-5 各级汽车车队的纵向排列
图2-6 各级汽车的平面尺寸和横向尺寸
图2-7 各级验算车的纵向排列和横向布置
车道荷载： 即一集中力加一均布荷载的汽车重力荷载形式，车道
荷载在结构构件上产生的内力与车列荷载在结构构件上产生 的内力等效，它的优点是便于构件内力加载计算。图2—13 所亦为我国城市桥梁设计荷载标推规定的城—A级。 车道荷载具有以下特点；
2.汽车、平板挂车和履带车荷载
我国在对现有车型、车辆行车规律等方面进行大量实地观 测和调查研究的基础上，根据汽车工业发展和国防建设的需 要，制定了适用于公路桥涵和其它受车辆重力影响的构筑物 设计的车辆重力荷载标准。
车辆荷载：把大量经常出现的汽车荷载排列成车队形式作为 设计荷载（车辆荷载）；
验算荷载：把偶然出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。 汽车车列荷载分为四个等级；汽车—l0级、汽车—15级、汽 车—20级、汽车—超20级。
基本雪压：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。我国基本雪压 是按50年一遇重现期确定的最大雪压，见图2-2，表2-2 。 无雪压记录时，可按下式间接计算: Ｓ＝hρg 式中：h—积雪深度；ρ—积雪密度（变化较大）；g—重力加 速度。
2. 屋面的雪压 基本雪压是针对地面而言，屋面的雪荷载由于风向、屋面
第二章 重力
精品
2.1重力 重力荷载包括：结构自重、土的自重、雪荷载、车辆
重力荷载、楼面和屋面活荷载。 2.1.1结构自重
根据结构材料的种类、体积和材料的重度可得结构自重。
当结构有多种材料组成时按下式计算。
n
G iVi i 1
式中：γi——第i种材料的重力密度; Vi——第i种材料的体积。
2.1.5 楼、屋面活荷载
1.楼面活荷载
楼面活荷载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。量值随时间变化，且位置 也是可移动的。一般当作均布活荷载考虑。民用建筑楼 面均布活荷载见表2-4。
楼面活荷载：分为持久性和临时性两部分。
作用在楼面上的活荷载，不可能以统计的最大荷载 同时布满在所有的楼面上，因此在设计梁、墙、柱和基 础时，还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数。我国按 从属面积确定折减系数。
形式及屋面散热等各种因素的影响，要考虑屋面积雪分布系 数。
屋面雪压的计算
Sk=μrS0 式中：Sk——屋面雪荷载标准值，kN／m2
μr ——屋面积雪分布系数，取决于屋面的结构形式．取值根 据荷载规范而定，见表2-3。
So——基本雪压，kN／m2。 μr的影响因素 风对积雪的影响 屋面坡度对积雪的影响 屋面温度对积雪的影响
作用于该水平面上任一单位面积的土柱体自重(见
下图). 即：
σcz=γz
有多层土组成时:σcz=Σγihi
容重；式中：γi:土的容重，在地下水位以下取土的浮
hi:土层厚度.
2.1.3 雪荷载
雪荷载是房屋屋面结构的主要荷载之一。在我国寒冷地 区及其他大雪地区，因雪荷载导致屋面结构、以致整个结构破 坏的事例常有发生。尤其是一些大跨度结构及轻型结构，对雪 荷载更为敏感。是否合理确定雪荷载的大小及其在屋面的分布 将直接影响这类结构的安全性、适用性和经济性。 1、基本雪压 雪压：单位水平面积上的积雪重量。
车列的纵向排列及其横向尺寸以及主要技术指标规定
如图2—5和图2—6。荷载级别的数字表示一列车中标准车 的重量，单位为kN 。图中所示的重力均为单个车轴重。除 了辆数不限的标准车以一定的间距排列以外，每一车列中 均规定有一辆加重车。通常加重车车重为高一级车列标准 中的一辆标准车的车量。
验算荷载：验算荷载分为800kN，l 000kN和1200kN的 平板挂车(简称挂车—80，挂车—100和挂车—120)以及 500kN的履带车(简称履带—50)，计算车辆重力引起的结 构内力时，验算荷载在全桥只考虑一辆，其荷载型式及主 要技术指标规定如图2—7。用验算荷载验算时，不计冲击 力、人群荷载和其他非经常作用在桥涵上的各种外力。
取普通钢筋混凝土建筑恒载的70％一80％。
2.1.2 土的自重应力
土是由土颗粒、水和气所组成三相非连续介
质。若把土体简化为连续体，在计算土中自重平面上均无剪应力存在。如果地面
下土质均匀，土层的天然重度为r，则在天然地面
下任意深度：处a-a水平面上的竖直白重应力可取
2.1.4 车辆荷载
在桥梁结构的设计荷载中，各种不同型号和重力 等级的车辆荷载属于基本可变荷载，包括列车活载 （铁路）、汽车或平板挂车或履带车（公路）等。
1.列车荷载
根据中华人民共和国铁路标准荷载图式（中－活载） 确定。
特殊活载 普通活载
250
220
92kn/m 80kn/m
图2-4 中－活载图式
关于汽车荷载的折减：
对于多车道桥涵，以上两种形式的车辆重 力荷载标准都根据多个车道上同时出现最大汽 车重力的概率大小，规定计算所得内力可根据 车道数作折减。例如，我国《公路桥涵设计通 用规范》JTJ 021—89规定：在设计四车道桥涵 时，计算结果可折减30％，但折减后不得小于 用两行车列计算的结果。