荷载与结构设计方法-课堂讨论
荷载与结构设计方法
荷载与结构设计方法
荷载与结构设计方法是结构工程设计中必不可少的一部分，其作用是保证结构完整、稳定、安全可靠。
为此，设计者必须掌握荷载与结构设计方法的基础知识，并结合现场实际情况，进行科学设计。
首先，在进行荷载与结构设计之前，必须完成荷载的计算和校核，确定荷载体系下的荷载情况，并考虑其变化的规律。
可以根据设计要求分析荷载的类型和大小，确定结构受力的特点和状况，为结构设计提供可靠的依据。
其次，应该根据结构要求，准确地确定结构的实质性特征。
如等，梁柱杆的截面形状、材料性质、节点细节等要素的确定都非常重要，要根据荷载、结构的结构特性，结合现场实际情况，进行科学合理的设计。
此外，荷载与结构设计过程也包括结构的稳定性、安全性分析，以及抵抗外力的设计和实施。
这一部分主要是根据国家规范及相关技术文件，结合实际结构情况，分析结构在不同情况下的状态变化，实施合理有效的设计和实施步骤。
最后，在结构设计完成后，还需要对荷载和结构设计方法进行认真的校核和检验，以确保结构设计的合理性和稳定性。
在施工中，要定期对结构负载、抗震设施以及支撑系统等进行监测检测，以验证荷载与结构设计方法的正确性和可行性。
总之，荷载与结构设计方法是结构工程设计的核心内容，其重要性不言而喻。
在实施过程中，要充分考虑荷载、结构特点和状况，结
合现场实际情况，采取科学合理的设计方法，确保结构稳定安全可靠。
《荷载与结构设计方法》课后思考题答案
《荷载与结构设计方法》习题解答1 荷载与作用1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。
另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构，称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。
1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，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。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
2 重力作用2.1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。
2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。
土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。
07荷载与结构设计方法
07荷载与结构设计方法荷载与结构设计方法是指在工程设计过程中，对于结构承受的各种荷载以及结构的设计进行科学分析和合理设计的方法和原则。
荷载和结构设计是工程设计的重要环节，直接关系到结构的安全性、经济性和实用性。
下面将从荷载设计和结构设计两个方面对荷载与结构设计方法进行详细介绍。
一、荷载设计方法1.根据工程用途确定荷载类型：根据工程的适用范围和使用要求，确定适用的荷载类型。
常见的荷载类型包括静力荷载、动力荷载、温度荷载、地震荷载等。
2.确定荷载的大小和作用位置：根据荷载对结构产生的影响，确定荷载的大小和作用位置。
常见的荷载大小确定方法有规范、经验公式、推导公式等。
3.荷载组合与组合系数：根据工程特点和设计要求，对不同荷载进行组合，并根据不同荷载的统计特性确定相应的组合系数。
常见的组合系数有活载系数、重力系数、风力系数、地震系数等等。
4.荷载作用形式和荷载传递路径：根据荷载作用的性质和结构的组成，确定荷载的作用形式和传递路径。
不同荷载的作用形式和传递路径对结构的影响是不同的，需要根据具体情况进行分析和计算。
5.建立荷载模型和荷载计算：根据工程的实际情况和荷载设计要求，建立合理的荷载模型，并进行荷载计算。
荷载计算可以采用静力分析、动力分析、弹性分析等方法进行。
1.确定结构类型和布局：根据工程用途、荷载要求和设计要求，确定结构类型和布局。
结构类型包括框架结构、梁柱结构、板壳结构等，布局包括平面布局和立面布局等。
2.结构受力分析：根据荷载作用形式和传递路径，对结构的受力情况进行分析。
可以分别对结构的不同部位进行受力分析，也可以采用整体分析的方法进行。
3.结构材料的选择和设计：根据结构的受力情况和设计要求，选择合适的结构材料，并进行结构设计。
结构设计包括截面尺寸的确定、材料强度的使用等。
4.结构稳定性和抗震设计：对于长跨结构和高层建筑等，需要考虑结构的稳定性和抗震性能。
在设计过程中，要进行相关的稳定性分析和抗震设计。
荷载结构设计与方法课后思考题答案(白国良)
第一章1.工程结构的基本功能是什么？①能为人类生活和生产提供良好的服务，满足人类使用要求，审美要求的结构空间和实体②承受和低于结构服役过程中可能出现的各种环境作用2.说明直接作用和间接作用的区别①直接作用直接以力的不同集结形式作用于结构，包括结构的自重，行人及车辆的自重，各种物品及设备的紫红，风压力，土压力，雪压力，水压力，冻胀力，积灰荷载德不孤，这一类作用通常也称为荷载②间接作用不直接以力的某种集结形式出现，而是引起结构的振动，约束变形或外加变形，但也能使结构产生内力或变形等效应，包括温度变化，材料的收缩和膨胀变形。
地基不均匀沉降、地震、焊接等。
3.什么是作用效应？作用在结构上产生的内力和变形称为作用效应4.作用有哪些类型？①按随时间变化分类：永久作用、可变作用、偶然作用②按随空间变化分类：固定作用、自由作用③按结构的反应特点分类：静态作用、动态作用5.永久作用、可变作用主要是指哪些荷载永久作用指在设计基准期内作用随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。
如结构自重、土压力、水位不变的水压力、预加压力、地基变形、钢材焊接、混凝土收缩变形等。
可变作用指在设计基准期内作用随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
如结构施工过程中的人员和物体重力、车辆重力、吊车荷载、服役结构中的人越和设备重力、风荷载、雪荷载、冰荷载、波浪荷载、水位变化的水压力、温度变化等。
6.我国结构设计方法是怎样演变的？容许应力法，破损阶段法，极限状态设计法和概率极限状态设计四个阶段。
7.何为概率极限状态设计法？是以概率论为基础，视作用效应和影响结构拉力的主要因素为随机变量，根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计法。
第二章自重：指组成结构的材料自身重量产生的重力，属于永久作用。
土的自重应力：颗粒间压力在土体中引起的应力。
雪压：是指单位面积上的积雪重量。
基本雪压：是指当地空旷平坦地面上根据气象资料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。
浅谈建筑结构荷载及设计方法
２ 荷载
２１ 荷 载 作 用 ． 结构 ｆ的作用虽然 分为 自接作用 和问接作 用 ，但它仃】 产生
的结果是 一样 的 ：使结构 或构件产生效应 （ 构或构件产生的 结 内力 、 力、 廊 位移 、 应变 、 裂缝等 ） 因此 ，也可以这样定 义 “ 作 用” ：使结构或构件』 生效应 的各种原因 ，称为结构 Ｉ的作用 。 “ 载”和 “ ｝ ”对实际 Ｔ程设计来说 ，主要 是一 个概 荷 作ＪＩ 手 念 问题 ， 一般并不影响作用效应 的计算 和结构本身。在 际 Ｉ， 目前也有 不少Ｉ 家对 “ 载”和 “ ｆ Ｊ 荷 作用”未加严格 区分。存我 Ｈ，一般情 况下 ，“ 荷载” 专指直接作用 ，“ 作Ⅲ ”有 时指 直接 作用和 间接 作用 ，有时专指 “ 荷载”或专指间接作用 ；在 Ｔ ： 程 中，为 ｒ 用和交流的方便 ，常常将 使 卣接作用 和间接作用均称 为 “ 荷载” 。 ２２ 建筑 结构 荷 载 ． 建筑结构在使用 和施 Ｉ 过程 中所 受到的各种 直接作川称为 荷载 。另外 ，还 有一 些能使结构产 生内力和变形 的间接作用 ， 如地基变形 、混 凝土收缩 、焊接变 形 、温度变化或地震等引起 的作用 。 结构设 汁人 员在进行 建筑结构 的设 计时 ，首先Ｊ 进行荷载 、 的计算 ，取其代 表值 ，荷载确定后 ，才能根据其大小和作用彤 式 汁算结构 的内力 ，然后 再进行构件 汁算 。也就是说建筑物某 部分的构件 ，是承重还 是 承重 ，承 受多大的荷载 ，都有其 最大值或极限值 ，超过这个极 限值 ，结构就 会变形 ，就会遭到
一
（ 经常召开质量专题会议 ，对近期发生的质量事故和质 ４） 量通病提 ｍ警示 ，并督促 承建单位 提 防范措施 ， 并加 以实施 。 （ 当重大质量事故和隐患发生时， ５） 应辽即下达停 ＿令 ， Ｉ 经有 关单位共同分析提｝处理和补救措施 ，督促承建单位认真实施。 ｝ ｛ ３３ 事 后 质 量 控 制措 施 ． （１ 对 整 个 施 ｆ 段 的 『 质 量 进 行 验 收 ，如 发 现 问 题 及 ） ： 阶 程 时进行修复 ，必要时进行返 绝对不 ＿ 以疏忽 。 ｆ （） ２ 审核提交的质最柃验报告及技术性文件 ，如有缺损则 要重新 检测 或整 理 ，直到补齐为止。 （ ） ３ 审核提交的竣 Ｉ图，如 与原设 计的施 图不符 （ ： 有设 计 单 位 提 供 的 变 更 图 者 除 外 ） 须说 明 原 因 ， 否则 需 按 照施 Ｉ 必
“荷载与结构设计方法”课程教学方法研究
一、“荷载与结构设计方法”课程特点及重要性“荷载与结构设计方法”课程的教学对象是土木工程专业三年级本科学生，这是一门土木工程专业的专业基础课程，其先修课程是“概率论”、“数理统计”、“结构力学”等，学习了这门课程之后将为后续的“钢筋混凝土结构”、“结构设计原理”、“钢结构”等课程打下基础。
荷载与结构设计方法是结构理论与概率论、数理统计等数学理论相结合的一门新兴学科，重点介绍常用的结构可靠度计算和设计方法以及结构可靠度设计统一标准与现行设计规范的联系。
[1]20世纪70年代以来，结构可靠度理论在工程结构领域进入实用阶段，许多国家都致力于建立结构可靠性理论为基础的结构设计规范体系。
我国工程技术界非常重视结构可靠性问题，先后编制了《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-92）等多个统一标准。
教学主要目的是使学生掌握结构可靠度理论及加深理解并运用好这些统一标准及相应的设计规范体系。
该门课程的教学重点包括：可靠性理论的一次二阶矩方法即近似概率法（水准Ⅱ），主要学习中心点法、验算点法；荷载及抗力的统计分析；结构可靠性设计，包括我国“统一标准”采用的设计可靠指标，实用设计表达式以及表达式中各分项系数（荷载分项系数、荷载组合系数、结构抗力分项系数、结构重要性系数）的确定原则方法；结构体系可靠度。
全课程教学学时为16课时，教学安排如表1所示。
可见，课时少、难度大而内容重要是这门课的特点，也是这门课程教学的最大突出矛盾。
二、“荷载与结构设计方法”教学存在的突出问题1.重视程度不够由于各种原因，有些高校在土木工程专业的课程设置上对“荷载与结构设计方法”这门课程的重视不够，教学课时曾一再被压缩。
同时教学内容除了结构可靠度理论外，还增加了“荷载”这一块的内容，包括重力荷载、风荷载、地震荷载、土压力等，这使得可用于教授结构可靠度理论的学时更为减少。
[2]另一方面，学生本身也对课程的重要性认识不够，普遍认为结构可靠度知识对今后工作的帮助不大，在工程实践中不需要用到“如此高深”的理论。
荷载与结构设计方法课程设计
荷载与结构设计方法课程设计1. 课程设计背景荷载与结构设计方法是土木工程专业的重要课程之一，旨在通过理论和实践学习，使学生熟悉荷载和结构设计方法的基本原理和实际应用。
本课程涉及荷载的类型、大小和作用、结构设计方法、结构工程优化和分析等内容。
在工程实践中，荷载与结构设计方法的正确应用和运用为保证工程质量和工程安全至关重要。
2. 课程设计要求根据课程的教学要求和实践要求，进行如下课程设计：1.掌握不同类型荷载对结构承载能力的影响；2.学习并掌握结构设计方法；3.能够进行结构优化设计和分析。
3. 课程设计内容3.1 荷载计算荷载计算是结构设计的第一步，本设计将分别使用荷载标准进行相应的荷载计算。
使用不同的荷载标准对设计结果的影响进行比较分析。
3.2 结构设计结构设计是本课程设计的核心内容，包括结构尺寸计算、结构外形设计、构件连接设计以及各种载荷下的强度校核等。
本设计将基于一定的需求和性能指标，进行结构的综合设计和校核。
3.3 结构优化设计和分析在结构设计中，优化设计和分析是不可或缺的一部分。
本设计将通过合理的参数设置，进行结构优化设计，以达到结构性能最优化的目的。
同时，基于优化结构的特点，进行结构力学分析，验证结构的合理性。
4. 课程设计步骤1.完成课程设计的前期准备工作，包括确定项目的类型和性质，选择相关的荷载标准等；2.进行荷载计算，分析荷载对结构承载性能的影响；3.进行结构初步设计，包括结构尺寸计算、结构外形设计、构件连接设计等；4.进行强度校核和合理性验证；5.进行结构优化设计和分析，对结构进行改进和优化；6.根据设计结果，总结经验并撰写课程设计报告。
5. 课程设计报告要求1.课程设计报告应当详细记录课程设计的内容、步骤和结果；2.报告应当包含设计的结果和分析，包括设计方案、校核结果、优化设计数据等；3.课程设计报告应当结构合理、层次分明、文字准确、逻辑严密；4.报告应当按照学校的要求，标明设计者的姓名、学号等相关信息。
荷载与结构设计方法
荷载与结构设计方法
荷载是指施加在结构上的外力、外载和自重等作用力。
结构设计方法是根据荷载的特点和要求，综合考虑结构的强度、刚度、稳定性等因素，确定结构的几何形状、材料和连接方式等。
荷载与结构设计方法的关系是，荷载是结构设计的起点和基础，结构设计方法是根据荷载的作用特点和要求，通过分析、计算和优化等手段确定结构的设计方案和参数。
常用的荷载包括活荷载、恒荷载、雪荷载、风荷载、地震荷载等。
结构设计方法包括力学方法、弹性力学方法、极限平衡法、试验方法等。
力学方法是根据结构的受力特点，采用受力平衡、材料强度和变形等基本原理，对结构进行静力和动力分析，确定结构内力、刚度和变形等参数，进而进行结构设计。
弹性力学方法是在力学方法的基础上，考虑结构的材料弹性特性，采用应力应变关系和变形能原理，对结构进行静力和动力分析，确定结构的应力、应变和变形等参数。
极限平衡法是一种经验方法，适用于一些复杂结构的设计，通过对结构的破坏机理和强度要求进行分析，确定结构的安全系数和极限荷载。
试验方法是通过设计和进行承载性能试验，直接观测和测量结构在荷载作用下的受力、变形和破坏等情况，从而验证和修正设计。
综合运用这些荷载和结构设计方法，可以实现结构的合理、安全和经济设计。
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一、 目的
（1）锻炼学生的文献查阅、归类及阅读能力，提高研究性学习能力，并培养小组协作能力；
（2）通过课外独立完成作业，加深对《荷载与结构设计方法》课程内容的理解；
二、 具体要求
（1）每位同学至少完成1篇课外文献的阅读，并整理阅读体会或心得，与同组其他同学分享；
（2）实践调查组的同学还需要完成对现场的取样调查，并分析调查结果；（3）每组将各组员的成果汇总成一份研究报告，并制作PPT文件由1位代表进行集中汇报（汇报时间5-15分钟）；
三、 实施方法
（1）指定主题：根据课程内容提供参考主题和关键词（可自行拓展范围，但应与课程主题相关）；
（2）分组完成：每组人数6人，自由分组，选定组长及汇报人各1人，组长负责人员分工，并在研究报告中排序注明成员分工；
四、 考核成果
按组提交如下成果：
（1）研究报告1份（A4打印，统一封面，页边距默认，字体小四，行距20磅，）；（2）汇报材料1份（电子）；
（3）参考文献1份（电子）。
第一部分基本荷载计算
2重力、侧压力
2.1 大跨度；雪荷载
2.2 轻钢；雪荷载
2.3 车辆荷载（列车，汽车等）
2.4 活荷载（等效活荷载、活荷载折减、屋顶花园、施工活荷载等）
2.5 土压力（计算理论、挡土墙、深基坑、土拱效应等）
3风荷载
3.1 大跨度；风荷载
3.2 风灾害及荷载（桥梁、玻璃幕墙、雨篷、输电塔等）
3.3 风洞试验
3.4 分析风荷载随各因素的变化规律（建筑高度、地面粗糙度等）
4地震作用
4.1 地震灾害调查及评价
4.2 混凝土抗震性能（节点、基本构件、结构体系等）
4.3 钢结构抗震性能（节点、基本构件、结构体系等）
4.4 其他结构抗震性能（钢-混凝土组合结构、木结构）
4.5 特殊结构抗震（大跨度、高耸等）
4.6 分析地震作用底部剪力随各因素的变化规律（自振周期、场地类别、阻尼比等）4.7 减小地震作用的措施（主动、被动、半主动等）
5其他作用
5.1 温度作用（火灾、温度等）
5.2 变形作用（地表沉陷、采动变形等）
5.3 突发事故作用（爆炸、撞击）
第二部分结构设计方法
6. 荷载统计分析
6.1 学生宿舍的荷载统计分析（现场调查，分析数据）
6.2 公共教学楼的荷载统计分析（现场调查，分析数据）
6.3 图书馆的荷载统计分析（现场调查，分析数据）
6.4 食堂的荷载统计分析（现场调查，分析数据）
7. 结构抗力统计分析
7.1 抗力统计（混凝土、钢筋、钢绞线、轻钢）
8. 可靠度计算
8.1 中心点法和验算点法计算可靠度（思路及示例）。