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；
结束：
谢谢各位
§1.1 工程荷载与作用
作用（Effect）——使结构产生各种效应的各种原因的总称； 直接作用在结构上的各种荷载——重力(结构自重及人群和
家具重量、雪荷载等等）、土压力、水压力、风荷载等 。 直接作用（direct effect）
不是直接以力的某种集结形式出现，而是间接引起结构的
振动、外加变形或约束变形等—地震、基础沉降、温度变 化等。 间接作用（indirect effect）
水工结构
绪论
隧道
我们 的成 果
嘉陵帆影 455m
脆弱的建筑—地震
脆弱的建筑—台风
脆弱的建筑—雪灾
工程中的荷载 你可以学到的荷载有哪些？
这些荷载如何定义、取值的？ 工程设计中如何考虑的？
你认为这门课是否重要？
绪论
结构工程专业的知识体系
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结构分析 荷载与结构设计准则 结构设计基本原理 结构工程设计 结构试验与测试 结构工程施工。
值。用于荷载短期效应组合中。
§1.3 荷载代表值
二、荷载代表值的使用方法： 不同类别的荷载，在不同极限状态设计中，应采用不 同的代表值； 永久荷载的代表值为标准值； 可变荷载根据设计的不同要求，采用标准值、组合值、 频遇值和准永久值作为代表值； 偶然荷载效应根据试验资料，结合工程经验确定其代 表值；
2、自由作用（free action）
在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布，其作用位置与量值 都具有随机性。
【例如】工业与民用建筑楼面上的人群和家具荷载、吊车梁上的吊车
荷载、桥梁上的车辆荷载等。
§1.2 作用的分类
【注意】
由于自由作用可以任意分布，结构设计时应考虑它在结构上引起 最不利效应的分布情况。
§1.3 荷载代表值
我国设计规范正常使用极限状态设计中通常采用荷 载效应的标准值组合，过分偏于安全；
频遇组合意味着允许某些极限状态在一个短的持续时
间内被超过，随着人们对正常使用功能控制认识的深 化，会逐渐代替现行标准组合；
准永久组合相当于可变荷载在整个变化过程中的中间
值，它代表结构上长期作用的荷载；
§1.3 荷载代表值
荷载组合值：当有两种或两种以上的可变荷载同时作用在
结构上，所有可变荷载同时达到最大值的概率极小，这时产生 作用效应最大的荷载取标准值，其他可变荷载取小于其标准值 的组合值；
荷载准永久值：可变荷载在结构使用期间经常达到和超过
的值。用于考虑荷载对结构的持久作用影响；
荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现且量值较大的
§1.2 作用的分类
一、按随时间的变异分类—永久作用、可变作用和偶然作用。
1、永久作用（permanent action） 在结构设计基准期内，其作用值不随时间而变化， 或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。
【例如】结构自重，土压力、预加力、基础沉降、钢材焊接变 形、水的浮力、混凝土收缩及徐变作用等。
设计基准期：为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而 选用的时间参数。
§1.2 作用的分类
2、可变作用（variable action）
在结构设计基准期内，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、流水压力、冰压力、扬压力、温度作用等。
【例如】地震作用、风荷载、吊车荷载、大型设备振动及爆 炸和冲击荷载等
§1.2 作用的分类
【注意】 对于动态作用，必须考虑结构的动力效应，按 动力学方法进行结构分析，或按动态作用转换成等
效静态作用，再按静力学方法进行结构分析。
§1.3 荷载代表值
一、定义： 荷载代表值（representative value）：由于施加在结
第1章 绪论
§1.1 荷载与作用
§1.2 作用的分类
§1.3 荷载代表值ຫໍສະໝຸດ 绪论高层及高耸建筑
绪论
162层，828m
508m
高 层 及 高 耸 建 筑
420.5m 上海金茂大厦 492m 632m 上海中心大厦 上海环球金融中心
绪论 大跨度 建筑
绪论
桥梁
绪论
有特点的工程结构
绪论
古建筑
绪论
（如房屋结构要承受自身重量、人群和家具重量、风压力和雪重等作用。）
工程结构（房屋、桥梁、隧道等）最重要的一项 功能是承受其使用过程中可能出现的各种环境作用。
§1.1 工程荷载与作用
定义：
荷载（Load）——由各种环境因素产生的直接作用在结构上的
各种力。
例如：重力、水压力、风压力； 效应（Reaction）——由作用引起的结构或结构构件的反应， 称为作用效应，包括内力（弯矩、剪力、扭距、拉力、压力 等）、变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩等）、位移、应 力、应变、裂缝以及加速度等。
JCSS 组合规则
§1.2 作用的分类
三、按结构的反应分类—静态作用和动态作用
1、静态作用（static action）
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、雪荷载、 温度变化等。
2、动态作用（dynatic action） 使结构或结构构件产生不可忽略的加速度。