第1章 荷载与作用

第1章 荷载与作用
作用分类—按作用方向分类
➢ 竖向作用 ➢ 水平作用
ຫໍສະໝຸດ Baidu 第1章 荷载与作用
荷载代表值 ➢ 准确地确定荷载需要用统计学方法 ➢ ①麻烦②数据不全③没必要 ➢ 规定一些具体的数：混凝土自重25kN/m3 ➢ 这些具体的数就是代表值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1
pk
o
Tt O
荷载-直接作用
➢ 防护 堤（防 浪墙）
第1章 荷载与作用
间接作用
➢ 间接作用：引起结构外加变形或约束变形的原 因称为间接作用。
间接作用
第1章 荷载与作用
➢ 温度 变化 的变 形作 用
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：永久作用
➢ （1）恒载（永久荷载）：指使用期间永久施加 在结构上，其值不随时间变化的荷载。
➢ 《荷载规范》规定： ➢ 对永久荷载应采用标准值作为代表值； ➢ 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合
值、频遇值或准永久值作为代表值；
➢ 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代 表值。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值
➢ 荷载标准值：荷载的基本代表值，为设计基准 期内最大荷载统计分布的特征值。
第1章 荷载与作用
第1章 荷载与作用
结构设计原理
➢独 木 桥 的 启 示
第1章 荷载与作用
结构设计原理
荷载效应S≤结构抗力R
各专业 课程学习
荷载
材料抗力
荷载分 项系数
可靠度设计法
材料分项系数
第1章 荷载与作用
结构设计过程
➢ 建立合理的力学计算模型（手算简化模型或者 有限元建模）
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：偶然作用 ➢ （3）偶然荷载：在使用期间不一定出现，一旦
出现，其值很大且持续时间很短的荷载。
➢ 包括：地震作用、 爆炸力、台风、 船只或漂流物等
➢ 美国世贸中心大 厦（撞击起火倒 塌）
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：偶然作用
➢ 佛山九 江大桥 被撞
➢ 百米桥 面坠入 江中
平均值
Qk
QT
第1章 荷载与作用
荷载代表值
➢ 每个数都不仅代表 它自己，背后都有 统计工作和复杂运 算
➢ 他不是一个人
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类
➢ 进行结构或构件设计时，要根据不同的设计目 的和要求，对荷载采用不同的代表值，以便更 准确地反映它在设计中的特点。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类
p
➢ QT：结构设计基 准期内荷载的最
fQT pk
大值，随机变量；
➢ fQT：QT的概率
分布函数；
O
平均值 Qk
QT
概率分布曲线
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 一般情况
p
➢ Qk ：某一（偏于
不利的）分位值；
pk
fQT
➢ pk ： Qk不被超 越的概率，即标
准值的保证率； O
平均值 Qk
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：可变作用
➢ 工业 厂房 的行 车
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：可变作用
➢ 公路 车辆 荷载
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：可变作用
➢ ③风载：风是由大气压力不等引起的空气运动。 ➢ 由风的运动而施加在墙面或结构上的压力称为
风载。
第1章 荷载与作用
QT
概率分布曲线
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值
➢ ②重现期Tk取值法: ➢ 荷载值保证率 pk （重现期50年）
p
年最大雪压的 概率分布曲线
➢ 概率分布曲线（阴影面积为保证率） ➢ 一般取95%保证率的荷载值为标准值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1
pk
o
Tt O
平均值
Qk
QT
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 取值方法 ➢ ①分位值取值法：标准值为设计基准期内最大
作用概率分布的某一分位值。
➢ 荷载标准值是通过两个步骤得到的： ➢ ①根据设计基准期内的最大荷载给出概率分布
结构设计过程 ➢ 合理准确地确定计算模型上的荷载 ➢ 计算荷载效应（如内力、变形、裂缝等） ➢ 根据具体情况对所计算的内力进行组合和调整
（如强柱弱梁） ➢ 进行承载力计算并采取适当的构造措施 ➢ 绘制施工图
第1章 荷载与作用
荷载与作用
➢ 施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起 结构外加变形或约束变形的原因，统称为结构 上的作用。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：可变作用 ➢ （2）活载（可变荷载）：指在使用期间施加在
结构上，其值可随时间变化或移动的荷载。 ➢ ①使用活载：包括楼面活载、屋面活载。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：可变作用
➢ ②车辆活载：主要是铁路或公路车辆的荷载， 包括工业厂房的行车（俗称天车）。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：偶然作用
➢ 台北101 大楼
➢ 竹节结构
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异：偶然作用
➢ 新加坡 华侨银行
➢ 巨型 框架结构
第1章 荷载与作用
作用分类—按空间位置变异分类
➢ 固定作用 ➢ 自由作用
第1章 荷载与作用
作用分类—按结构动力反应分类 ➢ 静态作用：自重、土压力、雪荷载 ➢ 动态作用：以一定速度通过桥梁的汽车、地震
函数； ➢ ②在这个函数上取一个分位值。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 样本（每年一个最大雪荷载）
F
50个样本
p 年最大雪压的
概率分布曲线
设计基准期内最大 雪压的概率分布曲线
pk
O
TO
年最大雪压的 平均值
基本雪压
设计基准期内最 大雪压的平均值
最大雪压
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 一般情况
作用、爆炸力
➢ 两点说明： ➢ 动态作用更不利，设计时×动力系数 ➢ 划分静态作用和动态作用的原则，不在于作用 本身是否具有动力特征，而主要在于它是否使 结构产生不可忽略的加速度。
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判断下列作用属于动态的还是静态的 ➢ 停在桥中间的汽车 ➢ 在桥梁上呼啸而过的火车 ➢ 吹在砖混结构上的风 ➢ 吹在高耸结构上的风
第1章 荷载与作用
荷载与作用
➢ 从定义来看，作用包括两类：一个是力（集中 力或分布力），另一个是引起结构变形的原因 （外加变形或约束变形）。
第1章 荷载与作用
荷载-直接作用
➢ 直接作用：直接施加在结构上的集中力和分布 力。
第1章 荷载与作用
荷载-直接作用
➢ 车辆 荷载
第1章 荷载与作用