单元2建筑结构荷载计算知识课件
建筑力学(完整版)ppt课件
第一章 静力学基础
第一节 基本概念 一、力 1.力的定义 力是物体之间相互的机械作用。由于力的作用 ，物体的机械运动状态将发生改变，同时还引起物 体产生变形。前者称为力的运动效应（或外效应） ；后者称为力的变形效应（或内效应）。 在本课程中，主要讨论力对物体的变形效应。
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2.力的三要素 力的大小、方向（包括方位和指向） 和作用点，这三个因素称为力的三要素。 实际物体在相互作用时，力总是分布在 一定的面积或体积范围内，是分布力。如 果力作用的范围很小，可看成是作用在一 个点上，该点就是力的作用点，建筑上称 这种力为集中力。
作为施工技术及施工管理人员，也要求必须掌握建筑力学知识。知道 结构和构件的受力情况，什么位置是危险截面，各种力的传递途径以及 结构和构件在这些力的作用下会发生怎样的破坏等等，才能很好地理解 图纸设计的意图及要求，科学地组织施工，制定出合理的安全和质量保 证措施；在施工过程中，要将设计图纸变成实际建筑物，往往要搭设一 些临时设施和机具，确定施工方案、施工方法和施工技术组织措施。如 对一些重要的梁板结构施工，为了保证梁板的形状、尺寸和位置的正确 性，对安装的模板及其支架系统必须要进行设计或验算；进行深基坑（ 槽）开挖时，如采用土壁支撑的施工方法防止土壁坍落，对支撑特别是 大型支撑和特殊的支撑必须进行设计和计算，这些工作都是由施工技术 人员来完成的。因此，只有懂得力学知识才能很好地完成设计及施工任 务，避免发生质量和安全事故，确保建筑施工正常进行。
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构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力。其高低 与构件的材料性质、截面的几何形状及尺寸、受力性质、工 作条件及构造情况等因素有关。在结构设计中，如果把构件 截面设计得过小，构件会因刚度不足导致变形过大而影响正 常使用，或因强度不足而迅速破坏；如果构件截面设计得过 大，其能承受的荷载过分大于所受的荷载，则又会不经济， 造成人力、物力上的浪费。因此，结构和构件的安全性与经 济性是矛盾的。建筑力学的任务就在于力求合理地解决这种 矛盾。即：研究和分析作用在结构（或构件）上力与平衡的 关系，结构（或构件）的内力、应力、变形的计算方法以及 构件的强度、刚度和稳定条件，为保证结构（或构件）既安 全可靠又经济合理提供计算理论依据。
建筑专业知识13-荷载分析及计算
厚预制水磨石板，素水泥浆擦缝； 厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒厚素水泥； 素水泥浆结合层一道； 钢筋混凝土楼板 8～厚地砖，素水泥浆擦缝； 2～厚水泥胶结合层； 厚1：3水泥砂浆找平层； 素水泥浆结合层一道； 钢筋混凝土楼板
项次
类别
标准 值
① 住宅、宿舍、旅馆、办公室、医院病房、托儿所、
1
幼儿园
2.0
② 教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室
2.0
组合 值系 数
0.7
0.7
频遇 值 系数
0.5
0.6
准永 久值 系数
0.4
0.5
2
食堂、餐厅、一般资料档案室
3
礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台
2.5 0.7 0.6 0.5 3.0 0.7 0.5 0.3
参考指标
总厚度：12mm 单位重量：0.20kN/m2
总厚度：15mm 单位重量：0.30kN/m2
单位重量： 0.15～0.20kN/m2
单位重量： 0.1～0.15kN/m2
附注：商品房装修中，业主常常会在原来纸筋灰顶棚（或水泥砂浆顶棚）基础上设置新的吊顶，新设置 吊顶的重量属于二次装修荷载，如果甲方没有提出需要考虑二次装修引起的荷载增量，则设计不 予考虑。
钢筋混凝土楼板，用水加10%火碱清洗油腻； 厚1：1水泥砂浆抹底、打毛； 厚1：3：9水泥石灰砂浆层； 厚石灰纸筋面层； 喷石灰浆两道 钢筋混凝土楼板，用水加10%火碱清洗油腻； 厚1：1：4水泥石灰砂浆层； 厚1：2.5水泥砂浆； 喷石灰浆两道
钢筋混凝土楼板，50mm×70mm大龙骨中距1200mm； ×小龙骨中距； ×方木吊挂钉牢，再用8#铅丝绑牢； 面板钉牢； 涂料粉刷两道 轻钢龙骨支架； 轻质面板
建筑结构试验第2章_试验荷载与加载方法
电磁式激振器
磁系统（励磁线圈、铁心、磁极板）、动圈（工作线圈）、
弹簧、顶杆。
第二章荷载与加载
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2.7 电磁力加载法
❖ 2.7.2
电磁振动台
第二章荷载与加载
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2.8 人激振动加载法
❖ 利用人自身在结构上的有规律的活动与结构
自振周期同步运动，产生惯性力，形成共振
试验的振幅。
第二章荷载与加载
❖
第二章荷载与加载
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2.2 重力加载
包括重力直接加载法和杠杆加载法
❖ 直接加载法
❖ 应注意避免因荷
重块产生拱作用
而改变荷载分布。
❖ 杠杆加载法
结构变形后荷载
不改变，但无法
自行卸载。
❖
第二章荷载与加载
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2.2 重力加载
❖ 重力加载法
第二章荷载与加载
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2.2 重力加载
❖ 杠杆加载法
❖ ♦ 成对试验加载
❖ 2.10.3
第二章荷载与加载
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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
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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？
❖ 4、电液伺服加载系统的主要功能有哪些？
❖ ♦ 电液伺服液压系统；
❖ ♦ 地震模拟振动台。
第二章荷载与加载
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2.3 液压加载
❖ 2.3.1液压加载器
❖ 千斤顶
第二章荷载与加载
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2.3 液压加载
梁板结构——1.2、整体式单向板梁板结构（课件）
梁板结构——1.2、整体式单向板梁板结构（课件）1.2 整体式单向板梁板结构1.2.1 结构布置及梁、板基本尺⼨确定1、结构布置整体式单向板梁板结构是⽔平承重结构，由单向板、次梁和主梁等构件组成，其竖向⽀承结构由柱和墙组成，当楼盖⽀承在墙上时，板下可以设梁，也可以不设梁。
见图1.2.1。
结构布置的依据：●结构之间的⽀承关系●结构之间的荷载传递路线⽔平承重结构之间的⽀承关系及荷载传递路线，由结构的线刚度决定●⽀承关系：线刚度较弱的结构，⽀承于线刚度较强的结构上。
●荷载传递：由线刚度较弱的结构，向线刚度较强的结构传递。
因为，单向板的受弯线刚度弱于次梁的受弯线刚度，次梁的受弯线刚度弱于主梁的受弯线刚度，所以，对于整体式单向板梁板结构，●⽀承关系：弱线刚度结构⽀承于强线刚度结构上单向板⽀承于次梁上次梁⽀承于主梁上主梁⽀承于柱或墙上即，整体式单向板梁板结构的⽀承关系为：●荷载传递路线：由弱线刚度结构向强线刚度结构⽅向传递单向板上的结构荷载传递给次梁次梁的结构荷载传递给主梁主梁的结构荷载传递给柱或墙体即，荷载传递路线为：由图1.2.1可以看出，●次梁的间距为单向板的跨度●主梁的间距为次梁的跨度●柱或墙沿主梁⽅向的间距为主梁的跨度。
因此，整体式单向板梁板结构中，合理的结构布置，柱⽹、梁格划分，⼀般按下列原则进⾏：●在满⾜建筑物使⽤的前提下，柱⽹和梁格划分应尽可能规整，结构布置尽量简单、整齐、统⼀，以符合经济和美观的要求。
●梁、板结构应尽可能等跨度划分，以便于设计和施⼯。
●主梁跨度范围内，次梁根数宜为偶数，以使主梁受⼒合理。
2、梁、板基本尺⼨确定常⽤跨度：●单向板：1.7～2.7m，⼀般不宜超过3.0m；●次梁：4.0～6.0m；●主梁：5.0～8.0m 。
最⼩截⾯⾼度（厚度）与截⾯宽度：●单向板：111~3040h l ??=，应满⾜附录10的要求；●悬臂板：1112h l ≥，1l 为单向板的标志跨度，即，次梁间距。
建筑结构设计课件PPT
建筑结构设计是构思、设计和计算建筑物的结构组成部分，确保其安全、稳 定和耐久。
什么是建筑结构设计?
建筑结构设计指的是在建筑设计中，对建筑物内力、应力、变形特征等进行 计算、分析以及设计的过程。
建筑结构设计的目的和意义
建筑结构设计的目的是确保建筑物的结构安全、稳定和经济合理。它的意义 在于为建筑物提供承重、抵抗外力和气候变化的能力。
荷载计算是建筑结构设计中的关键步骤，它确定了建筑物所需的结构支撑能力，以保证建筑物的安全和稳定。
基础的设计与检验
基础设计包括地基承载力计算和基础结构设计，确保建筑物在地基上稳固地 承载荷载。
承重墙设计原则
承重墙设计应考虑墙体厚度、墙体高度、墙体位置等因素，以确保墙体能有效承担建筑物的垂直荷载。
钢结构设计考虑因素
绿色建筑对结构设计的要求
绿色建筑要求结构设计要兼顾节能、环保和可持续发展，减少对自然资源的 消耗和环境污染。
常见的建筑结构体系
1 框架结构
采用柱、梁、墙板等构件形成的空间结构， 如钢结构和混凝土框架结构。
2 承重墙结构
通过墙体来承担建筑物的垂直荷载，如砖墙 和预制混凝土墙。
3 索结构
通过索（如钢缆）来支撑建筑物的荷载，如 悬索桥。
4 拱结构
通过拱体来实现力的传递和分布，如拱门和 拱桥。
荷载计算与建筑结构的关系
钢结构设计要考虑荷载特征、结构强度、材料选型、焊接与连接等因素，确 保钢结构的安全可靠。
预应力混凝土设计原则
预应力混凝土设计通过施加预先的压应力，提高混凝土结构的承载能力和抗裂能力，确保结构的可靠性。
框架结构设计方法与步骤
1
草图初步设计
根据建筑物规模和用途，进行草图初步
土木工程知识点-关于建筑施工模板的荷载讲解
土木工程知识点-关于建筑施工模板的荷载讲解（1）、恒荷载模板及其支架自重G1，新浇筑混凝土自重G2，钢筋自重G3，新浇筑混凝土作用于模板侧压力G4。
（2）、活荷载施工人员及设备荷载Q1振捣混凝土时产生的荷载Q2倾倒混凝土时，对垂直面模板产生的水平荷载Q3（3）、活荷载取值当计算模板和直接支承模板的小梁时，均布活荷载可取2.5kN/m2，再用集中荷载2.5kN进行验算，比较两者所得的弯矩值取其大值；当计算直接支承小梁的主梁时，均布活荷载标准值可取1.5kN/m2；当计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载标准值可取1.0kN/m2。
对大型浇筑设备，如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算；采用布料机上料进行浇筑混凝土时，活荷载标准值取4kN/m2。
（4）、风荷载风荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）中的规定计算，其中基本风压值应按该规范附表D.4中n=10年的规定采用，并取风振系数。
（5）、荷载设计值1）、计算模板及支架结构或构件的强度、稳定性和连接强度时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）。
2）、计算正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。
3）、钢面板及支架作用荷载设计值可乘以系数0.95进行折减。
当采用冷弯薄壁型钢时，其荷载设计值不应折减。
有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路，并且能用建筑技术加以成功地控制．而我的观点不同，我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长．我认为着才是真正建筑风格的唯一目标．如果阻碍朝这一方向发展，建筑就会枯萎和死亡．要使建筑结构适合于环境，要注意到气候，地位和四周的自然风光，在结合目的来考虑的一切因素中，创造出一个自由的统一的整体，这就是建筑的普遍课题，建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。
风荷载计算方法与步骤
欢迎共阅1 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。
1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（KN/m2）按下式计算：1.1.1基本风压按当地空旷平坦地面上50年一遇按公式 其中的单位为，kN/m 2。
也可以用公式1.1.2 风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。
规范以粗糙度类别场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式：1.1.3风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面（5）未述事项详见相应规范。
23檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于1.1.4米且高宽比的房屋，以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。
且可忽略扭转的结构在高度处的风振系数○1g为○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下：为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；为地面粗糙修正系数，取值如下：为结构第一阶自振频率（Hz）；高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用），B为房屋宽度（m）。
○3对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑，、为系数，按下表取值：为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。
为脉动风荷载水平、竖直方向相关系数，分别按下式计算:B。
建筑结构知识点总结
建筑结构知识点总结建筑结构是指建筑物中承受和传递荷载的构件系统，它直接关系到建筑物的稳定性、安全性以及承载能力。
在建筑设计和施工中，掌握一定的建筑结构知识是必不可少的。
本文将对建筑结构的一些重要知识点进行总结，以帮助读者更好地理解和应用于实践。
一、荷载与力学基础知识1. 荷载类型：静载和动载是建筑结构所受荷载的基本类型。
静载包括常设荷载和变动荷载，动载包括地震荷载和风荷载，不同荷载对结构产生的作用方式也会不同。
2. 荷载计算：根据荷载的特点和设计要求，通过相关的计算方法和规范，确定结构所需承受的荷载大小和作用位置。
3. 结构静力学：静力学是研究受力物体在平衡状态下的力学规律，包括平衡条件、受力分析和力的平衡等内容。
建筑结构的设计需满足结构的力平衡条件和力的传递原理。
二、材料力学及其应用1. 混凝土材料：混凝土是一种常用的建筑结构材料，其强度、抗压性能以及抗拉性能对于结构的承载能力至关重要。
2. 钢材料：钢材是另一种常用的建筑结构材料，其高强度、韧性和可塑性使其在大跨度和高层建筑中得到广泛应用。
3. 木材材料：木材是一种天然的结构材料，具有较好的可加工性和低的成本，但其强度和稳定性相对较差，需要合理选择和使用，以确保结构的安全性。
三、结构体系与构件1. 结构体系：不同类型的建筑物采用不同的结构体系，如框架结构、桁架结构、拱结构等，每种结构体系都有其独特的特点和适用范围。
2. 结构构件：建筑结构中的构件包括柱、梁、板、墙等，它们根据承受的荷载和力学要求进行设计和布置，以保证整体结构的强度和稳定性。
四、结构分析方法1. 静力弹性分析：在结构满足弹性行为的假设下，采用静力平衡方程和材料力学等原理，通过数学模型进行结构分析，以计算结构的内力和变形。
2. 有限元分析：有限元方法是一种数值分析方法，可用于模拟和计算复杂结构的力学行为和响应，其主要思想是将结构分割成有限个单元，通过求解方程组得到结构的力学特性。
“建筑力学课件-建筑物的受力分析与结构设计”
钢结构设计和分析
钢结构是一种常见的建筑结构形式，将介绍钢结构的设计原理、构件连接和 稳定性分析，以及钢结构在不同应用领域的案例。
基础设计与计算
建筑的基础是支撑整个结构的重要组成部分，将讲解基础设计原理、荷载计算和基础结构的稳定性分析等内容。
混凝土结构设计与分析
混凝土结构是常见的建筑结构形式之一，将探讨混凝土的性质、混凝土构件设计和混凝土结构的受力分析。
建筑力学课件——建筑物 的受力分析与结构设计
建筑力学课件将深入介绍建筑结构和力学基础知识，从弹性力学到静力分析、 动力分析原理、钢结构设计和分析等多个方面，帮助听众全面了解建筑物的 受力分析与结构设计。
建筑结构和力学基础介绍
建筑结构的基础介绍包括不同结构类型的特点和应用，力学基础则涵盖受力 和变形、受力条件和受力分析等内容。
弹性力学基础知识
弹性力学是建筑力学的核心，将讲解材料的弹性行为、弹性力学原理和应力分析，帮助理解建筑物在受力下的 变形和应力分布。
静力分析原理
静力分析是研究建筑物在静止状态下的力学行为，包括平衡条件、力的合成 和分解、静力平衡、静力矩和静力矩平衡等内容。
动力分析原理
动力分析涉及建筑物在运动状态下的力学行为，包括质点运动、力、加速度、 动力学方程、动力平衡和动力分析方法等。
结构材料选用与应用技术
选择合适的结构材料对于建筑物的性能至关重要，将介绍结构材料的性质、 选用原则和应用技术。
建筑结构模拟与计算技术应用介绍
建筑结构模拟和计算技术可以辅助建筑结构的设计和分析，将演示相关软件和方法的应用案例。
预应力混凝土结构设计与ห้องสมุดไป่ตู้析
预应力混凝土结构是一种使用预应力钢束预先施加应力的结构形式，将介绍预应力混凝土的设计原理和分析方 法。
框架结构计算简图及荷载
（1）当横梁为斜梁，其坡度≤1/8时，可简化为水平直杆； （2）不等跨框架，当各跨跨差≤10% ，可简化为等跨框架，跨度取平均值。
二、构件截面尺寸
1、梁 ：h = (1/8~1/12) l b = (1/2~1/3) h
2、柱： h一般取 （1/15~1/20)层高
同时满足轴压比
{ N/fcbh
一级 0.7 二级 0.8 三级 0.9
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
3、框架结构截面抗弯刚度 P.158
现浇楼盖： 中框架取 I = 2 I0 边框架取 I =1.5 I0 装配楼盖： 中框架取 I = I0 装配整体式：中框架取 I =1.5 I0 边框架取 I =1. 2 I0
三、框架结构的荷载
{ { 竖向荷载
永久荷载 （恒载） 可变荷载 （活荷载）
风荷载 水平荷载 地震作用
1、楼（屋）面活荷载（活荷载折减，表13-1，P.158） 2、风荷载 3、地震作用 4、荷载图式的简化
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
楼面竖向荷 载 P.157 例24-1 图24-6，框架梁上荷载未按双向板荷载传递原则确定
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
风荷载 P.139
w z z w0 si Bi cosi
i
风力应为压(吸)力投影的代数和
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结荷载
1、计算单元
14.2框架结构计算简图
第二节 框架结构计算简图及荷载 一、计算简图
2、节点简化
刚接节点
铰接节点
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
建筑结构的类型和计算简图
FC′ FD
FC
FE′
YF FH
37
P/2
P
P
简单桁架：由基础 或一个基本铰接三 角形开始逐次增加 二杆结点，组成的 桁架。
P ⅠP
P
P/2
A
B
Ⅰ
思考：作Ⅰ-Ⅰ截面以左部分的受力图？
38
例2-1 起吊架由杆件AB和CD组成，起吊重物的 重量为Q。不计杆件自重，作杆件AB的受力图。
A
B XA A
二、结构计算简图的简化原则
1、反映实际结构的主要受力和变形特点：计算 结果安全可靠；
２、便于计算：简化程度与计算手段以及对结果 的要求相一致。
三、结构计算简图的简化过程
1、建筑物所受荷载的抽象和简化； 2、约束的抽象和简化； 3、结构构件的抽象和简化。
12
1、建筑物所受荷载的抽象和简化
+ 荷载：所有作用在结构上的外力（建筑自重、用
户重量、自然风力、雪的压力）。
+ 响应（反应）：结构在荷载作用下产生的内力
和位移。
+ 广义荷载：导致结构产生响应的非力外因（温
度变化、基础沉降、材料收缩等）。
+ 结构分析：求结构系统的特定输入（外部作用）
下的输出（响应）。
荷载或广义荷载
结构系统
内力、位移
13
荷载的抽象和简化
（1）建筑荷载的分类
a.按照荷载的性质： + 永久荷载（恒载）：长期作用在结构上的不变
21
约束的简化和约束力
（2）节点：刚节点、铰接点和组合节点 + 刚节点：汇交于一点的杆端是用一个完全不变形
的刚性结点连结，形成一个整体。刚结点所连各 杆端相互之间的夹角不能改变。
荷载计算及计算公式小知识
荷载计算及计算公式小知识荷载计算是指根据设计要求和规范，在工程设计中确定建筑或结构所需要承受的各种荷载和力的大小，以及对于荷载和力的分布情况进行分析和计算的过程。
荷载计算在工程设计中具有至关重要的作用，它直接影响到结构的安全性和稳定性。
荷载计算需要考虑的荷载类型可以分为常见荷载和不规则荷载两大类。
常见荷载包括恒载、活载和风载等，而不规则荷载主要包括地震荷载、温度荷载和雨水荷载等。
在荷载计算中，常见荷载的计算公式如下：1.恒载计算：恒载是指在结构使用过程中始终存在的负荷，如自重荷载、设备荷载等。
其计算公式为：G=γ*A其中，G为恒载的大小，γ为荷载系数，A为恒载的影响面积。
2.活载计算：活载是指在结构使用过程中会变化的荷载，如人员活动荷载、移动设备荷载等。
其计算公式为：Q=q*A其中，Q为活载的大小，q为荷载系数，A为活载的影响面积。
3.风载计算：风载是指结构在受风作用下所产生的荷载。
其计算公式为：F=0.5*C*ρ*V^2*A其中，F为风载的大小，C为风压系数，ρ为空气密度，V为风速，A 为受风面积。
不规则荷载的计算公式则需要根据具体情况进行确定。
在荷载计算中，需要结合设计要求和规范对各种荷载进行合理的分析和计算。
对于结构的安全性和稳定性，需要同时考虑各个方向上的不同荷载，并采用合适的结构计算方法进行结构强度、稳定性和刚度的分析。
需要指出的是，荷载计算是结构工程设计的重要环节之一，为确保结构的安全性，荷载计算需要严格按照规范和要求进行，同时结构设计人员需要具备良好的专业知识和经验，以确保荷载计算的准确性和可靠性。
1.2-单向板ppt课件
2.连续梁、板的塑性内力重分布
超静定结构存在多余联 系，其内力是按刚度分 配的。
材料进入弹塑性阶段，产 生塑性铰，改变结构的刚 度，引起结构计算简图变 化。
混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰，引起结构计 算简图变化，从而使结构内力不再服从弹性理论的内力分布 规律的现象，称为塑性内力重分布或内力重分布
内力重分布过程(从裂缝产生到结构破坏的整个过程)：
I. 开裂到出现第一个塑性铰； II. 第一个塑性铰到结构破坏。
第一阶段内力重分布:由裂缝的形成与开展导致截面
刚度比变化而引起；
第二阶段内力重分布:主要是塑性铰的转动所引起。 ➢ 连续梁板考虑内力重分布的内力计算：对承载力计算
是指第二阶段；对裂缝验算是指第一阶段。
研究方法:依据结构的弹性变形曲线
19
20
荷载不同布置时连续梁的剪力图
活荷载的最不利布置规律： (a)支座截面最大负弯矩，在左右二跨布置，然后隔跨布置； (b)跨内截面最大正弯矩时，在该跨布置，然后隔跨布置； (c)跨内最大负弯矩时，该跨不布置，在邻跨布置，然后隔跨 布置； (d)中间跨支座最大剪力时，活荷载布置与(a)相同； (e)边跨支座截面最大建立，活载布置与(b)相同。
➢ 折算荷载：是为了减少由于支承条件的假定所产生的与
实际条件的偏差，而对恒、活载进行调整后所采用的楼 面荷载。
12
恒载在整个楼面和次梁上满布，使连续板或连续梁在 支坐处产生的转角为零或者很小可以不计。因此，板 或次梁在支承处的转动主要是由活荷载的不均匀布置 产生。
可以通过减小活荷载来减小板和次梁的转角；同时为 保证连续板和连续梁的弯矩不减小，将减小的活荷载 加到恒载中。
11
折减荷载：
在确定单向板肋梁楼盖梁、板的计算简图时，曾假定其 支座为铰支座。如果板或梁支承在墙上时，这种假定是 正确的。但是，当板与次梁、次梁与主梁整浇在一起时， 为了考虑次梁对板、主梁对次梁的约束对其内力的影响， 就要考虑折算荷载。
建筑结构结构上荷载
w0——单位面积上的风压力(kN/m2)； ρ——空气密度(kg/m3)； v0——风速(m/s)。 γ——空气单位体积重力(kN/m3)； g——重力加速度(m/s2)；
（二）可变荷载（活载）
2. 风荷载 ❖ 风速与风压的关系 在标准大气压情况下，γ=0.012018kN/m3，g =9.80m/s2：
❖ 在不同的地理位置，大气条件是不同的，γ和 g值也不相同。 ❖ 重力加速度 g随高度变化，也与纬度有关； ❖ 空气重度 γ是气压、气温和湿度的函数，因此，各地的γ/ g的值均不相同。 ❖ 为了比较不同地区风压的大小，必须对地貌、测量高度进行统一规定。
2. 风荷载
❖ 基本风压reference wind pressure ❖ 风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平
例如：结构构件自重，工业与民用建筑楼面上的固定设 备荷载等。
❖ 可动荷载——在结构空间位置上的一定范围内可以任意分 布的荷载。 例如：工业与民用建筑楼面上的人群荷载、吊车荷载等。
二、荷载的分类
3. 按结构的反应分类 ❖ 静态荷载——对结构或构件不产生加速度，或其加速度可以
忽略不计的荷载。也称为静态作用，估算时无需考虑动态系 数。
（二）可变荷载（活载）
2. 风荷载 ❖ 风流动模式的改变所产生的荷载与建筑物的表面明显成直
角。 （物体的形状）
2. 风荷载
❖ 风荷载体型系数μs ——风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）
与来流风压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压作用 下的静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关， 也与周围环境和地面粗糙度有关。
部分和它的结构可能会承受土压力。
建筑力学的基本知识
➢ 子情境二 结构计算简图
一、常见约束和支座
1、约束和约束反力
约束：限制非自由物体运动的物体称为约束物体， 简称约束。
约束反力：由于约束限制了被约束物体的运动，在 被约束物体沿着约束所限制的方向有运动或者运动 趋势时，约束必然对被约束物体有力的作用，以阻 碍被约束物体的运动或运动趋势。这种力称为约束 反力，简称反力。
又不能相对转动。
2）支座的简化 根据实际构造和约束情况，参照上述介绍的支座内容 进行恰当的简化。
3）荷载的简化 将实际结构构件上所受到的各种荷载简化为作业在构 件纵轴上的线荷载、集中荷载或力偶。在简化时注意 力的大小、方向、作用点。
几种常见的约束及其反力
1）柔体约束 用柔软的皮带、绳索、
链条阻碍物体运动而构 成的约束叫柔体约束。 柔体约束只能受拉力， 不能受压力，所以约束 反力一定通过接触点， 沿着柔体中心线背离被 约束物体的方向，且恒 为拉力。
T
P
P
S1 S'1
S2 S'2
2）光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不
建筑结构的支座通常分为固定铰支座，活动铰支 座，和固定(端)支座三类。
1．固定铰支座
图1.18(a)是固定铰支座的示意图。构件与支座用光滑的圆柱 铰链联接，构件不能产生沿任何方向的移动，但可以绕销钉转 动，可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同，即约束 反力一定作用于接触点，通过销钉中心，方向未定。固定铰支 座的简图如图1.18(b)所示。约束反力如图1.18(c)所示，可以用 FRA和一未知方向角α表示，也可以用一个水平力FXA和垂直力FYA 表示。
计时，其中一个物体就是另一个物体的光滑 接触面约束。光滑接触面的约束反力过接触 点，沿着接触面的公法线指向被约束的物体， 只能是压力。
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风荷载 水平荷载 地震作用
1、楼（屋）面活荷载（活荷载折减） 2、风荷载 3、地震作用 4、荷载图式的简化
Thank You!
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3、框架结构截面抗弯刚度
现浇楼盖： 中框架取 I = 2 I0 边框架取 I =1.5 I0 装配楼盖： 中框架取 I = I0 装配整体式：中框架取 I =1.5 I0 边框架取 I =1. 2 I0
三、框架结构的荷载
{ { 竖向荷载
永久荷载 （恒载） 可变荷载 （活荷载）
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表2.2 楼面活荷载折减系数
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表2.3 活荷载按楼层数的折减系数
墙、柱、基础计算 截面以上的层数
1
2~3
4~5 6~8
9~2 0
＞20
计算截面以上各楼 层活荷载总和的折
1.0 0
0.85
0.70
0.65
0.60
0.55
减系数
(0.
90
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② 屋架可分别按积雪全跨和半跨均匀分布的情况 考虑；
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③ 框架和柱可按积雪全跨均匀分布 情况考虑。
雪荷载的组合值系数可取0.7；频遇 值系数可取0.6；准永久值系数应按雪荷 载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取0.5、 0.2、0；雪荷载分区应按规范中的规定采 用。
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组合值 系数ψc
频遇值 系数ψf
准永久 值系数
ψq
1 不上人的屋面 0.5 0.7 0.5
0
2 上人的屋面
2.0 0.7 0.5
0.4
3
屋顶花园
3.0 0.7 0.6
0.5
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2.4.3 施工和检修荷载及栏杆水平荷载
设计屋面板、檩条，钢筋混凝土挑檐、雨篷和预 制小梁时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重 ）应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算。
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屋面上的雪荷载标准值不等于基本雪压，而应将 基本雪压乘以屋面积雪分布系数μr。屋面积雪分布系数 μr的意义是基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载 的换算系数。具体数值见表2.5。
设计建筑结构及屋面的承重构件时，可按下列规 定考虑积雪的分布情况：
① 屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况
QC CQk
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2.2.3 可变荷载频遇值
在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小 比率或超越频率为规定频率的荷载值。它相当于在结 构上时而或多次出现的较大荷载，但总是小于荷载的 标准值。
其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载频遇值系
Qf f Qk
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表2.6 常见建筑物的风荷载体型系数μs
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2.6.4 风振系数
《荷载规范》规定，以风振系数βz来描述动力反 应的影响。
规定对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结 构，以及基本自振周期T1大于0.25s的塔架、桅杆、烟 囱等高耸结构，应采用风振系数来描述风压脉动的影 响，具体计算方法见规范。
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2.8 框架结构计算简图
1、计算单元
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2、节点简化
刚接节点
铰接节点
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3、计算模型
梁柱以截面几何轴线来确定：框架跨度——柱子轴线之间距离； 框架层高——相应于建筑层高，底层取基础 顶面到二层楼板顶面的距离。
实际工程中对计算模型可作修正：
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学习目标
1、具有判别荷载类别的能力 2、能利用《建筑结构荷载规范》求荷载代表值 3、能进行简支梁、单向板楼盖、框架结构的荷载标准值计算
知识点
荷载的分类及荷载代表值、永久荷载标准值、楼面和屋面活荷 载、雪荷载、风荷载、建筑结构荷载标准值计算
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2.6.3 风荷载体型系数
风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引 起的实际压力（或吸力）与来流风压的比值，它描述 的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布 规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环 境和地面粗糙度有关。
几种常见体型建筑物的风荷载体型系数见表2.6。
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表2.5 屋面积雪分布系数μr
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2.6 风荷载
风荷载的大小与基本风压、风压高度变化系数、 风荷载体型系数和风振系数有关。《荷载规范》规定 ，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公
（1） 当计算主要承重结构时
永久荷载不随时间变化，长期作用在结构上，在结构 上的作用位置也不变。
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2.1.2 可变荷载
在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平 均值相比不可以忽略不计的荷载。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
可变荷载的大小随时间而变，作用位置可变，且 像风荷载、吊车荷载等能引起结构振动，使结构产生 加速度。
k gzsz0
（2） 当计算围护结构时
k zsz0
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2.6.1 基本风压
基本风压是风荷载的基准压力，一般按当地空旷平 坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据，经概 率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的 空气密度，按公式w0=1/2pv02确定的风压值。
地面粗糙度是指风在到达结构物以前吹越过2km 范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状 况的等级。规范将地面粗糙度分为A、B、C、D四类 。
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A类——指近海海面和海岛、海岸、湖岸
B类——指田野、乡村、丛林、丘陵以及
C类—— D类——指有密集建筑群且房屋较高的城 市市区。
（1）当横梁为斜梁，其坡度≤1/8时，可简化为水平直杆； （2）不等跨框架，当各跨跨差≤10% ，可简化为等跨框架，跨度取平均值。
二、构件截面尺寸
1、梁 ：h = (1/8~1/12) l b = (1/2~1/3) h
{ 2、柱： h一般取 （1/15~1/20)层高
同时满足轴压比
N/fcbh
一级 0.7 二级 0.8 三级 0.9
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2.2.2 可变荷载组合值
当结构同时承受两种或两种以上的可变荷载时， 考虑到荷载同时达到最大值的可能性较小，因此除主 导荷载（产生最大荷载效应的荷载）仍以其标准值为 代表值外， 对其它伴随荷载，可以将它们的标准值乘 以一个小于或等于1的荷载组合系数作为代表值，称为 可变荷载组合值
对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温 材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结 构的不利状态，取上限值或下限值。
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2.4 楼面和屋面活荷载
2.4.1 民用建筑楼面均布活荷载
楼面活荷载是指作用在楼面上的人员、家具、设备 等荷载。按楼面等效均布活荷载的确定方法，将实际荷 载换算成为等效均布活荷载，再经统计分析后，确定活 荷载的标准值。
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2.4.2 屋面均布活荷载
屋面上的活荷载因“上人”和“不上人” 而不同。上人的屋面承受人群和施工检修等荷 载；不上人的屋面只承受施工检修时施工、检 修人员以及堆料等重力。
屋面均布活荷载见表2.4。
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表2.4 屋面均布活荷载
项 次
类别
标准值 (kN/m2
)
搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车时的动力系 数，可采用表1.1~1.3，其动力荷载只传至楼板和梁。
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2.5 雪荷载
雪荷载 雪荷载是作用在屋面上的。《荷载规范》规定， 屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：
Sk rS0
基本雪压是雪荷载的基准压力，一般按当地空旷 平坦地面上积雪自重的观测数据，经概率统计得出50 年一遇最大值确定。
② 学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展 览馆或体育场，应取1.0kN/m
当采用荷载准永久组合时，可不考虑施工和检修 荷载及栏杆水平荷载。
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2.4.4 荷载动力系数
结构受动力作用时，应将荷载增大，这个增大系 数就叫荷载动力系数
建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可 将重物或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算进
民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频 遇值和准永久值系数见表2.1。
设计墙、柱及基础时应对各层楼面的楼面活荷载标 准值进行折减。楼面活荷载折减系数见表2.2、表2.3。
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表2.1 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、 频遇载计算
（1） 对于轻型构件或较宽构件，当施工荷载超过 上述值时，应按实际情况验算，或采用加垫板、支撑
（2） 当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔 1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨篷倾覆时，应 沿板宽每隔2.5~3.0m
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（3） 楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆顶部