01-绪论+荷载类型
1-4 荷载分类
§4 荷载的分类
1.荷载的定义
⑴ 荷载定义：荷载是作用在结构上的主动力。
“荷载‛是指直接作用在结构上的力，如自重、 风雪和活荷载（人群、车辆、吊车）等。 广义荷载：引起结构变形和内力的外加因素 作用。如：温度变化、混凝土收缩、徐变、 焊接变形、地基沉降、地震作用等。
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§4 荷载的分类
1.荷载的定义
⑵ 常见荷载
2015年8月12日 23:30左右，位于天 津滨海新区塘沽开发 区的天津东疆保税港 区瑞海国际物流有限 公司所属危险品仓库 发生爆炸。
爆炸
天津港‚8·12”爆炸造成约170人遇难，事故受损住 宅超过9420户。直接经济损失约730亿。
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§4 荷载的分类
1.荷载的定义
⑵ 常见荷载
• 自重 • 楼面活荷载 • 温度 • 雪载 • 风载 • 车辆 • 地震 • 爆炸
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§4 荷载的分类
1.荷载的定义
⑵ 常见荷载
雪
yluo@
2010年12月14日，明 尼苏达降大雪，全城 平均厚度43.4厘米， 位于明尼阿波利斯市 的橄榄球场顶棚被压 塌。球场可容纳观众 ６.４万人，装有聚 四氟乙烯充气顶棚。
•固定荷载：恒载及某些活载(如风、雪 等)在结构 上的作用位臵可以认为是不变动的荷载; •移动荷载：而有些活载如列车、汽车、吊 车等是 可以在结构上移动的荷载。
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§4 荷载的分类
2.荷载的分类
⑶按产生的动力效应大小为静力荷载与 动力荷载。
•静力荷载是指其大小、方向和位臵不随时间变化或 变化很缓慢的荷载，它不致使结构产生显著的加速 度，因可以略去惯性力的影响。结构的自重及其他 恒载即属于静力荷载。
荷载的名词解释
荷载的名词解释荷载（Load）是一个广泛应用于工程学和科学领域的概念，指的是对物体施加的外部力或负荷。
荷载可以由各种因素引起，如重力、风压、振动、温度变化等。
在不同的领域中，荷载的概念和计算方法可能存在一些差异。
本文将解释荷载的一般概念，以及在工程学和结构设计中的应用。
1.荷载的定义和分类荷载是指施加在物体上的外部力或负荷，可以是静态的或动态的，作用时间可以是短暂的或长期的。
荷载可以分为几种不同的分类，常见的有以下几种：1.1 死荷载（Dead Load）：也被称为永久荷载，是指物体本身的重力或其他固定在物体上的重量。
例如建筑物的自重、固定设施的重量等都属于死荷载。
1.2 活荷载（Live Load）：也被称为可变荷载，是指施加在物体上的可变力或负荷，通常由人、车辆、设备等因素引起。
例如桥梁上行驶的车辆、人群在建筑物上的活动等都属于活荷载。
1.3 风荷载（Wind Load）：是指由风对物体施加的力量，风的速度和方向会对结构物产生不同的荷载。
风荷载在建筑物、桥梁以及高大结构物的设计中十分重要。
1.4 地震荷载（Seismic Load）：是指地震引起的力量，地震荷载的大小取决于地震的震级、距离和土地条件等因素。
地震荷载在抗震设计中必须被考虑。
2.荷载在工程设计中的应用荷载在工程设计中起着至关重要的作用，工程师需要根据不同的荷载情况来设计和计算结构的强度和稳定性。
以下是一些应用示例：2.1 建筑结构设计：在建筑设计中，工程师需要考虑到各种荷载，如死荷载、活荷载、风荷载等。
通过计算这些荷载对建筑物的影响，工程师能够确定建筑物的结构材料和尺寸，确保其在正常使用和极端情况下的安全性和稳定性。
2.2 桥梁设计：桥梁是承载车辆和行人的重要交通设施，因此桥梁设计中的荷载计算尤为重要。
工程师需要考虑到车辆荷载、行人荷载、风荷载等因素，并根据不同的设计要求和标准进行合理的荷载分析，以确保桥梁的稳定性和耐久性。
2.3 机械设计：在机械工程领域，荷载的计算和应用对于机械设备的设计和性能评估有重要影响。
,荷载分类和荷载组合
3 荷载分类和荷载组合荷载分类和荷载代表值结构的荷载可分为以下三类：1，永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。
2，可变荷载，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、温度作用等。
3，偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时，对不同荷载应采纳不同的代表值。
对永久荷载应采纳标准值作为代表值。
对可变荷载应依照设计要求采纳标准值、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利用的特点确信其代表值。
确信可变荷载代表值时应采纳50年设计基准期。
荷载的标准值，应按本标准各章的规定采纳。
承载能力极限状态设计或正常利用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按规定的荷载组合采纳荷载的组合值或标准值作为其荷载代表值。
可变荷载的组合值，应为可变荷载的标准值乘以荷载组合值系数。
正常利用极限状态按频遇组合设计时，应采纳可变荷载的频遇值或准永久值作为其荷载代表值；按准永久组合设计时，应采纳可变荷载的准永久值作为其荷载代表值。
可变荷载的频遇值，应为可变荷载标准值乘以频遇值系数。
可变荷载准永久值，应为可变荷载标准值柔以准永久值系数。
荷载组合建筑结构设计应依照利用进程中在结构上可能同时显现的荷载，按承载能力极限状态和正常利用极限状态别离进行荷载组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。
关于承载能力极限状态，应按荷载的大体组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采纳以下设计表达式进行设计：d d R S ≤0γ 式中：γ0——结构重要性系数，应按各有关结构设计标准的规定采纳；S d ——荷载组合的效应设计值；R d ——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计标准的规定确信。
荷载大体组合的效应设计值S d ，应从以下荷载组合值中取用最不利的效应设计值确信：1，由可变荷载操纵的效应设计值，应按下式进行计算：∑∑==++=mjniQik ci Li Qi k Q L Q Gjk Gj d S S S S 12111ψγγγγγ 式中：γGj——第j 个永久荷载的分项系数，应按本标准第条采纳；γQi ——第i 个可变荷载的分项系数，其中γQ1为主导可变荷载Q 1的分项系数，应按本标准第条采纳；γLi ——第i 个可变荷载考虑设计利用年限的调整系数，其中γL1为主导可变荷载Q 1考虑设计利用年限的调整系数；S Gjk ——按第j 个永久荷载标准值G jk 计算的荷载效应值；S qik ——按第i 个可变荷载标准值Q ik 计算的荷载效应值，其中S Q1k 为诸可变荷载效应中起操纵作用者；ψcj ——第i 个可变荷载Q i 的组合值系数； m ——参与组合的永久荷载数； n ——参与组合的可变荷载数。
建筑结构设计：结构荷载有哪些分类？
建筑结构设计：结构荷载有哪些分类？
1）荷载与作用
使结构产生内力或变形的原因称之为“作用”。
分直接“作用”（如结构自重、风荷载）和间接“作用”（如温度改变、基础不均匀沉降、混凝土收缩、地震等）。
直接“作用”一般称为荷载；间接“作用”则称为作用，如称为地震作用而不称为地震荷载。
荷载与作用在计算效应时规范中统归为荷载。
2）荷载（作用）的分类
按作用时间的长短和性质，荷载（作用）分为三类：
（1）永久荷载：设计基准期内其值不随时间而变化的荷载，如结构自重。
永久荷载又称为恒载。
（2）可变荷载：设计基准期内其值随时间而变化的荷载。
如楼面活荷载（人少、物少时其值小；反之其值大）、吊车荷载、风荷载、雪荷载、施工荷载等。
可变荷载又称为活荷载。
（3）偶然荷载：设计基准期内不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间很短的荷载。
如爆炸、撞击力、地震作用等。
荷载的分类及代表值PPT精选文档
•13
4.可变荷载频遇值 定义：对可变荷载，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（总的持续时间不低于 50年），称为可变荷载频遇值。
可变荷载频遇值可表示为ψfＱk。其中ψf
为可变荷载频遇值系数，其值按表 2-2 查取
•.
•14
§2.3 结构功能的极限状态及结构功能函数 （一）结构功能的极限状态的概念 P10
•1
重点
1、荷载分类；荷载代表值； 2、结构的功能；结构功能的极限状态； 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。
难点
结构上的作用、作用效应和结构抗力。
•.
•2
§2.1 设计基准期和设计使用年限
• 一、设计基准期 我国采用的设计基准期一般为50年
• 二、设计使用年限 1、定义：在这一规定时期内，房屋
当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承
载能力极限状态：
●结构构件或连接因材料强度 不够而破坏(疲劳破坏)； ●整个结构或衡结构的一部分 作为刚体失去平（如倾覆等）； ●结构转变为机动体系； ●结构或结构构件丧失稳定 （如柱子被压曲等）。
•.
•16
正常使用极限状态 —— 正常使用极限状态对应于
适用性——结构在正常使用时具有良好的工作性能。 例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产 生使使用者感到不安的裂缝宽度等。
•.
•6
耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久 性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的 设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损 坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过 宽而锈蚀等。
•.
•10
（1）永久荷载标准值 永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重 量。一般可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体 积（或面积）的自重标准值确定。 对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构 有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。 [例] 取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25 kN/m3，则 截面尺寸为200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准 值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。
建筑结构上的荷载与作用
高湿度环境会加速建筑材料的腐蚀，如木材腐朽、金属锈蚀等。
腐蚀环境对结构影响
化学腐蚀
01
建筑物处于腐蚀性环境中，如酸雨、盐碱地等，会导致建筑材
料的化学腐蚀。
电化学腐蚀
02
不同金属间存在电位差，会导致电化学腐蚀的发生，如钢筋在
混凝土中的锈蚀。
生物腐蚀
03
微生物、昆虫等生物活动会对建筑材料造成破坏，如木材被白
智能化技术是当前科技发展的热点之 一，其在建筑结构工程领域的应用前 景广阔。通过引入智能化技术，可以 实现建筑结构的自适应、自修复和智 能化管理，提高结构的安全性和可靠 性。
随着环保意识的不断提高，绿色环保 理念将在建筑结构工程中得到更广泛 的推广和应用。在未来的发展中，应 注重环保材料的选择、节能减排措施 的实施以及建筑废弃物的回收利用等 方面，推动建筑结构工程向更加环保 、可持续的方向发展。
荷载分类
根据荷载的性质和变化规律，可分为 静力荷载和动力荷载；根据荷载的作 用时间和变化特点，可分为永久荷载 、可变荷载和偶然荷载。
作用在建筑结构上的力
风力
风对建筑结构产生的压力或吸 力，是可变荷载的一种。
雪荷载
积雪对建筑结构产生的压力， 是可变荷载的一种。
重力
建筑结构自身重量产生的重力 ，是永久荷载的主要来源。
影响
风荷载会对建筑物的稳定性和安全性 产生影响，特别是在高层建筑、大跨 度桥梁等结构中，风荷载的作用更加 显著。
雪荷载
定义
雪荷载是指降雪在建筑物顶部或屋面上堆积 产生的荷载。
影响
雪荷载会对建筑物的屋顶结构和承重墙等产生压力 ，可能导致结构变形或破坏。
计算方法
雪荷载的计算需要考虑降雪量、雪的密度、 建筑物的形状和坡度等因素，通常采用规范 规定的公式进行计算。
建筑力学第1章绪论.
第二节 建筑力学的任务
建筑力学的任务是研究能使建筑结构安全、正常 工作且符合经济要求的理论和计算方法，具体是： ⑴ 研究物体的受力分析、力系简化与平衡的理 论。这是建筑力学的静力学基础。 ⑵ 研究结构和构件在荷载作用下内力的计算方 法，以保证结构有足够的强度。 强度：材料抵抗破坏的能力。 ⑶ 研究结构和构件在荷载作用下变形的计算方 法，以保证结构有足够的刚度。 刚度：结构抵抗单位变形的能力。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (3) 集中荷载。作用于结构上的荷载，当分布面 积远远小于结构尺寸时, 可以认为此荷载是作用于结 构某一点上的荷载，即集中荷载。
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (1) 体荷载。体荷载指分布在结构整个体积内连 续作用的荷载。如图所示的物体G的重力就是典型的 体荷载。
第五节 荷载的分类
作用在建筑结构上的外力称为荷载，例如结构的 自重、施加在结构上的土压力和水压力。 ⒈ 按作用在结构上的荷载分布状况分类 (2) 分布荷载。分布荷载指分布在结构某一表面 上的荷载。 ① 均布面荷载。 ② 均布线荷载。若均布面荷载换算到计算构件 的纵轴线上，即均布面荷载乘以其负载宽度，则可得 沿纵向的均布线荷载。 ③ 三角形分布荷载。三角形分布荷载如水对水 池壁的侧向压力。
第三节 刚体、变形体及其基本假设
荷载的分类
2A311010一、荷载的分类1、按时间的变化分类：永久作用、可变作用、偶然作用2、按结构的反应分类：静态作用或静力作用、动态作用或动力作用3、按荷载作用面大小分类：均布面荷载Q、线荷载、集中荷载4、按荷载作用方向分类：垂直荷载、水平荷载二、平面力系的平衡条件1、二力的平衡条件：两个力大小相等，方向相反，作用线相重合，这就是二力的平衡iaojian2、平面汇交力系的平衡条件：一个物体上的作用力系，作用线都在同2平面内，且汇交于一点，这种力系称为平面汇交力系。
平面汇交力系的平衡条件是ΣX=0，ΣY=0和ΣM=0三、静定桁架内力计算1、桁架计算的假设：桁架的节点是铰接、每个杆件的轴线是直线，并通过铰的中心线、荷载及支座返利都作用在节点上2、什么是二力杆？答：只在杆件的两端作用有沿杆件轴线方向的轴力，轴力可以是拉力或压力，这种杆件称为二力杆3、杆件结构可以分为（静定结构）和（超静定结构）两类4、弯矩M的正负号规定为截面上的弯矩使所有隔离体下侧受拉时为正，反之为负；剪力V的正负号规定为截面上的剪力使所取隔离体顺时针方向转动趋势时为正，反之为负2A311012一、结构的功能要求与极限状态1、结构应具有以下几项功能：安全性、适用性、耐久性2、安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性3、极限状态通常可分为（承载力极限状态）和（正常使用极限状态）4、如结构或构件超过某一特定状态就不能满足上述某项（安全性、适用性、耐久性）功能要求时，称这一状态为极限状态二、结构的安全性要求1、杆件的基本受力形式按其变形特点可分为：拉伸变形、压缩变形、弯曲变形、剪切变形、扭转变形（杆件都会受到那些力的作用）2、梁承受弯矩与剪力；柱子承受压力与弯矩3、结构杆件所用材料在规定的荷载作用下，材料发生破坏时的应力称为强度，要求不破坏的要求，称为强度要求4、根据外力作用方式不同，材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
对有屈服点的钢材，还有屈服强度和极限强度的区别5、材料的强度高，则结构的承载力也高6、失稳破坏：在工程结构中，受压杆件如果比较细长（长细比较大），受力达到一定的数值时，杆件突然发生弯曲，以致引起整个结构的破坏，这种现象称为失稳7、临界力越大，压杆的稳定性就越好（当细长的压杆承受轴向压力p，当压力P增加到时，压杆突然弯曲，失去了稳定，此时的称为临界力）8、临界力的大小与下列因素有关（1）压杆的材料（2）压杆的截面形状与大小（3）压杆的长度l（4）压杆的支撑情况9、常见的荷载变动主要有（1）在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载（2）在室内增加隔墙、封闭阳台属于增加的线荷载（3）在室内增加装饰性的柱子，特别是石柱、悬挂较大的吊灯，房间局部增加假山花盆景等属于增加了集中荷载三、结构的适用性要求1、限制过大变形的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求2、梁的变形主要是弯矩所引起的，叫弯曲变形3、影响位移因素除荷载外还有：材料性能、构件的截面、构件的跨度（位移是只结构发生了变形）4、裂缝控制分为三个等级（1）构件不出现拉应力（2）构件虽有拉应力，但不超过混凝土的抗拉强度（3）允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值四、构件的耐久性要求1、结构的耐久性是指结构在规定的工作环境中，在于其的使用年限内，在正常维护条件下不需进行大修就能完成预定功能的能力2、临时性结构的使用年限（5年）、易于替换的结构构件（25年）、普通房屋和构造物（50年）纪念性建筑物和特别重要的建筑物（100年）3、纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径4、基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm，当无垫层时，不应小于70mm 2A311013一、钢筋混凝土梁的受力特点及配筋要求1、受弯构件是指截面上通常有弯矩和剪力作用的构件，梁和板是典型的受弯构件2、梁的正截面破坏形式：适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
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基本概念及分类
• 作用分类
位置变异 结构反应 固定作用（位置固定） 静态作用（不产生加速度或 可忽略不计） 自重、固定设备荷载 自重、土压力、楼面活荷 可动作用（位置一定范围内任意分 载 、温度变化… 布） 吊车荷载、人员荷载、家具、 动态作用（产生不可忽略的 加速度） 车辆荷载 地震、吊车荷载、设备振 动、风荷载、爆炸… • 时间变异：可变、永久、偶然（可变变异大，标准值相对平均值
• 受什么影响？ 收缩 徐变 温度、地震、地基不均匀沉降、焊接 … • 对结构有什么影响？ • 怎么计算？
基本概念及分类
• 作用与效应
– 作用Q – 效应S • 使结构产生效应的各种因素（直接作用+间接作用） • 内力（应力）：拉、压、剪、扭、弯； • 变形：轴向、位移、裂缝、转角 直接作用+间接作用（自重、人群、风、车辆制动力、冲击 力、土压力、风压力、水压力、惯性力以及爆炸作用； 地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接、收缩徐变） 时间变异 永久作用（设计基准期内值不随时间变化，或变化与平均值比可忽略）
连连看？
自重 人群 风 车辆制动力 冲击力 土压力 风压力 水压力 惯性力 爆炸作用 地震 温度变化 基础不均匀沉降 焊接
直接作用 间接作用 永久作用 可变作用 偶然作用 固定作用 可动作用 静态作用 动态作用
思考题
• 1.1 什么是结构上的作用？荷载与作用有 什么区别？ 1.2 工程结构设计中，如何对结构上的作 用进行分类？如此分类的目的？ 1.3 荷载有哪些代表值？
结构设计理论演变
（2）破损阶段设计法 ：
优点： ① 反映材料的塑性性质，结束了长期以来假定混凝土为弹性体的局面。 ② 采用一个安全系数，使构件有了总的安全度的概念。 ③ 以承载能力值为依据，其计算值是否正确可由实验检验。 缺点： ① 破损阶段计算，构件的承载力是得以保证，但却无法了解构件在正 常使用时能否满足正常使用要求。 ②安全系数K的取值仍须经验确定，并无严格的科学依据。 ③采用笼统的单一安全系数，无法就不同荷载、不同材料结构对安全 的影响加以区别对待，不能正确地度量结构的安全度。 ④荷载的取值仍然也是经验值； ⑤材料强度是平均值，它不能正确反映材料强度的变异程度，显然也 是不够合理的。
1 荷载与作用
• • • • • 建筑房屋:自重、人群、家具、风、地震… 桥梁:车辆重力、制动力、冲击力、水流压力、土压力… 隧道:水土压力、自重、地面超载、地层抗力… 荷载：直接作用于结构上的力（直接作用） 引起内力、变形等效应的还有其他非直接作用因 • 是什么？ 素（不直接作用在结构上） • 特点（属性）？
结构设计理论演变 （3）概率极限状态设计法：
(2) 水准II——近似概率法。对结构可靠性赋予概率定义，以 结构的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性，并建立了结 构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系，在计算可靠 指标时考虑了基本变量的概率分布类型，并采用了线性化的 近似手段，在设计截面时一般采用分项系数的实用设计表达 式。目前我国采用了这种近似概率法，在此基础上颁布了各 种结构设计的规范。 (3) 水准III——全概率法。完全基于概率论的结构整体优化 设计方法，要求对整个结构采用精确的概率分析，求得结构 最优失效概率作为可靠度的直接度量，由于这种方法无论在 基础数据的统计方面还是在可靠度计算方面都不成熟，目前 尚处于研究探索阶段。
开设目的
知识结构体系：两个重要环节（荷载、可靠度方法）
结构设计目的：在预设可靠度范围内，保证结构具有足够的承载 能力抵抗各种荷载（作用），并使变形控制在正常使用范围内。
背景：
☆ 教育改革的一项重要内容，人才培养向专业宽口径转变：1998教育部 颁发新大学本科专业目录，将500多专业合并减少一半，原建筑工程专 业、交通土建专业合并为土木工程专业。 ☆ 统一标准在各课程内容重复较多：《建筑结构可靠度设计统一标准》 （GB50068-2001）统一了各类材料的建筑结构的设计基本原则，而在 《混凝土结构》、《砌体结构》、《钢结构》等主干课程中均涉及这方 面的内容，重复较多。 ☆ 适用于整个土木工程专业的各类构筑物、结构物的设计中。 ☆ 土木工程结构可能承受的各种主要荷载 + 结构的设计方法 两部分内容 重组成《荷载与结构设计方法》课程，作为土木工程专业平台课程。
基本内容（2）
第二部分具体内容：结构设计方法
① 荷载的统计分析 荷载的概率模型 荷载的各种代表值 荷载效应及荷载效应组合 ② 结构抗力的统计分析 影响结构抗力的不定性 结构抗力的统计特征 ③ 结构可靠度分析 结构可靠度基本概念 结构可靠度分析的实用方法 相关随机向量的结构可靠度计算 结构体系的可靠度 ④ 结构概率可靠度设计法 结构设计的可靠指标 结构概率可靠度的直接设计法 结构概率可靠度设计的实用表达式
荷载与结构设计方法
韩军
博士、副教授 65121991；13594012533
hanjun009@
引言
• 问题的引出
– 力学类：已知荷载求内力 ——内力分析 – 结构类：已知内力校核截面 ——截面设计 – 结构设计步骤（？） – 问题在于 • 有哪些荷载？ • 荷载有什么特点？ • 怎么求？ • 对结构的影响? • 多种荷载该如何考虑？——组合？ 设计？
•
•
•标准值：结构试用期内可能出现的最大值，最大值是随机变量， 通过观察和调查，概率含义上统计分析给出。 •组合值：两种或两种以上可变荷载同时作用，同时达到最大值 标准值的机率小，可主导（标准）+其他（小于标准值的组合值） •准永久值：可变荷载使用期内经常达到或超过的值。考虑持久 性的影响。标准值乘以准永久值系数（统计或经验）。 •频遇值：可变荷载使用期内较频繁出现且量值较大的值，用于 荷载短期效应组合。标准值乘以频遇值系数（统计或经验） 永久荷载：标准值；可变荷载：标准值、组合值、频遇值和准永 久值；偶然荷载根据观测、试验和经验确定代表值（标准值） 后面章节 给出具体确定方法和应用
M Mu / K
结构设计理论演变 （3）概率极限状态设计法：
以概率理论为基础，将作用效应和影响结构抗力的主要 因素作为随机变量，根据统计分析确定可靠概率来度量 结构可靠性。 特点：有明确的、用概率尺度表达的结构可靠度的定义， 通过预先规定的可靠指标值，使结构各构件间及不同材 料组成的结构之间有较为一致的可靠度水平。 1) 水准I——半概率方法。荷载和抗力的基本变量 部分 统计分析，与工程经验结合引入某些经验系数，所以尚 不能定量地估计结构的可靠性。
建筑结构荷载规范 GB50009-2012路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004
城市桥梁设计荷载标准 CJJ 77-98
《荷载与结构设计方法》
土木工程学院
目 录（24学时）
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 荷载与作用（1学时） 重力作用（土侧压力、恒载、活载、吊车、汽车、人群、雪）（3学时） 水作用（静水、流水、波浪、冰压力、撞击力、浮力）（2学时） 风荷载（顺风向、横风向）（4学时） 地震作用（《结构抗震设计》讲） 其他作用（温度、变形、冻胀力、裹冰、爆炸、行车、预加力）（2学时） 工程结构荷载的统计分析（3学时） 结构构件抗力的统计分析（3学时） 结构概率可靠度设计法（6学时）
取值大；偶然出现概率低，可靠度可适当降低） • 空间变异：可动、固定（可动考虑最不利布置） • 结构反应：动态、静态（动态考虑动力效应，按动力学或等效静 态作用）
基本概念及分类
• 荷载代表值—荷载具有变异性，为便于实际应用，设 计中考虑荷载的特级特征赋予一规定的量值，包括标 准值、组合值、频遇值和准永久值
基本内容（2）
第二部分：结构设计方法
• 结构设计理论演变 容许应力设计法 破损阶段设计法 概率极限状态设计法
结构设计理论演变
（1）容许应力设计法： 弹性理论基础
存在问题： ①没有考虑材料塑性性质。某一点或局部破坏即失效，偏保守 ②没有对作用阶段给出明确的定义，使用期间荷载的取值原则 规定不明确。 ③把影响结构可靠性的各种因素(荷载的变异、施工的缺陷、 计算公式的误差等)统统归结在反映材料性质的容许应力上， 不够精细合理。 ④ [σ] 的取值无科学根据，属经验性，历史上曾多次提高过材 料的容许应力值。 ⑤按容许应力法设计的构件是否安全可靠，无法用实验来验证， 不直接直观。
课程目标
掌握工程结构可能承受的各种荷载产生背景及其计算方法 掌握结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法
课程学习要求
选修课必修课（专业基础课） 重要！！！ 预习+复习+作业
最终考评成绩组成
平时：30%（考勤10%、作业10%、期中测试10%） 期末考试：70%
基本内容（1）
第一部分：荷载 LOADS
– – – – – – – – – – – – – – – 基本概念 BASIC CONCEPT 恒载 DEAD LOAD 楼面活荷载 LIVE LOAD 积灰荷载 ASH LOAD 吊车荷载 CRANE LOAD 雪荷载 SNOW LOAD （图片） 裹冰荷载 ICE LOAD （图片） 施工、安装荷载 CONSTRUCTION LOAD 土压力 波浪；海啸（伴随地震、风） （视频） 冻胀力 （公路、隧道） 撞击力 风荷载 WIND LOAD （视频） 地震作用 SEISMIC ACTION 其它荷载 （温度、变形、爆炸、浮力、制动力、冲击 力、离心力、预加力）
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极限状态设计 结构设计表达式 荷载代表值 荷载效应组合
参考资料
《荷载与结构设计方法》（第2版）《荷载与结构设计方法》（第2版） 工程结构荷载与可靠度设计原理 建筑结构可靠度设计统一标准 柳炳康/武汉理工大学出版社 李国强/中国建筑工业出版社 白国良/高等教育出版社 GB50068-2001
自重、土压力、预应力、基础沉降、焊接