荷载作用
作用(或荷载)与作用(或荷载)效应组合
表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级
三级公路公路 — II级
注： 本表编号1中 ， 当钢桥采用钢桥面板时 ， 永久作用效应分 项系数取1. 1； 当采用混凝土桥面板时 ， 取1.2。
表4. 1.6 永久作用效应的分项系数
混凝土和圬工结构重力（包括附加重力）
对结构的承载能力 有利时
对结构的承载能力 不利时
混凝土和圬工结 构
钢结构重力（包括结构附加重力）
混凝土的收缩及徐变作用
关于公式（4. 1.6- 1） 、（4. 1.6-2） 中的作用效应组合系数ψc， 在多数情况下 ， 桥涵结构上往往同时作用多个 荷载 ， 但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标 ， 是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的 ， 当结 构上作用着多于上述荷载时 ， 综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化 ， 从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值 。 因此 ， 在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下 ， 对多个可变荷载参与效应组合时 ， 引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数ψc对荷载标准值效应作等值折 减 。组合系数γc是针对可变荷载效应的不同比值 ， 通过 优化方法确定的 ， 它随参与组合的可变荷载的增加而 减小 ， 本规范给出的ψc值是经优化计算后适当提高的 数值。
汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用 ， 在设计表达式中与永久作用一样单独列出。在桥梁设计中 ， 汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用 。 当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响（在同类效应中其值超过汽车效应） ， 则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数 。对于专为承受某作用而设置的结构或装置 ， 如钢 桥的风构 ， 设计时风荷载可被视为主导作用 ， 其分项 系数取与汽车荷载同值 。但当风荷载参与与其他荷载 组合时 ， 以往将该组合作为“ 附加组合 ”考虑 ， 同时， 风荷载计入瞬时脉动风压的影响 ， 比原规范有较大增 加 ， 其分项系数只能取1. 1。
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。
荷载作用与结构设计原则
结构的适用性
01
结构在正常使用过程中，应具有 良好的工作性能，满足使用要求 。
02
结构的正常使用应满足耐久性要 求，保证结构在规定的使用年限 内正常工作。
结构的耐久性
结构在正常使用和维护条件下，应具 有足够的耐久性，满足设计使用年限 的要求。
结构的耐久性应考虑环境因素对结构 性能的影响，如温度、湿度、化学腐 蚀等。
楼盖梁板设计
根据楼盖荷载计算结果，进行楼盖梁板的设计，以满 足承载力和稳定性要求。
05
结构材料选择
钢材
01
钢材强度高、延性好，适用于承受较大动荷载和静荷载的建筑 物。
02
钢材易于加工、焊接，便于施工，适用于各种复杂结构形式。
钢材耐腐蚀性差，需要采取防腐措施，如涂装、热镀锌等。
03
混凝土
01 混凝土抗压强度高、耐久性好，适用于承受较大 静荷载的建筑物。
分析方法
常见的分析方法有静力分析、动力分析和有限元分析等。
02
结构设计原则
结构的安全性
01
结构在正常施工和正常使用过程中，能承受可能出 现的各种作用，即具有足够的承载能力。
02
结构在偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性，即 具有足够的稳定性。
03
结构在正常使用的各过程中，不会出现过大的变形 或裂缝，影响正常使用和耐久性。
梁板设计
01
02
03
梁板截面尺寸
根据跨度、荷载大小和材 料性能等条件，确定梁板 截面尺寸。
梁板内力分析
通过计算和分析，确定梁 板在各种荷载作用下的内 力分布。
梁板配筋设计
根据梁板内力分析结果， 进行配筋设计，以满足承 载力和稳定性要求。
荷载的概念
荷载的概念荷载，是指作用于物体上的外力或外力组合，它是力学中的一个重要概念，广泛应用于工程、建筑、交通运输等领域。
荷载的大小和方向对物体的变形、破坏和稳定性都有着重要的影响。
本文将从荷载的分类、作用方式和计算方法三个方面来探讨荷载的概念。
一、荷载的分类荷载可分为静荷载和动荷载两种。
静荷载是指作用时间较长，大小和方向不随时间变化的荷载，如重力、静水压力、静风荷载等。
动荷载是指作用时间较短，大小和方向随时间变化的荷载，如地震、风暴、车辆行驶等。
在工程设计和计算中，静荷载和动荷载的影响是不可忽视的，需要进行合理计算和分析。
二、荷载的作用方式荷载对物体的作用方式有两种：集中荷载和分布荷载。
集中荷载作用于物体上的一点或一线，如桥梁上的汽车、建筑物上的人。
分布荷载作用于物体上的一定范围内，如楼板上的人、雪、风等。
荷载的作用方式对物体的变形、破坏和稳定性都有着重要的影响，需要进行合理计算和分析。
三、荷载的计算方法荷载的计算方法是工程设计和计算中的重要环节。
荷载的计算方法主要有两种：规范计算方法和实验测定方法。
规范计算方法是指根据国家规定的荷载标准和荷载系数进行计算，如建筑物的设计荷载、桥梁的设计荷载等。
实验测定方法是指通过实验测定荷载大小和作用方式，如汽车行驶时对桥梁的荷载、风压力对建筑物的荷载等。
荷载的计算方法需要根据实际情况进行选择和应用。
总之，荷载是力学中的一个重要概念，它的大小和方向对物体的变形、破坏和稳定性都有着重要的影响。
荷载的分类、作用方式和计算方法是工程设计和计算中的重要环节，需要进行合理计算和分析。
在实际工程应用中，需要根据实际情况进行选择和应用，以确保工程的安全性和稳定性。
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。
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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；
名词解释荷载的意思
名词解释荷载的意思荷载，指的是在工程或科学研究中承载物体或结构所受到的力或重量。
它是指施加在物体上的外力，可以是静力、动力或温度等不同类型的力。
荷载对于建筑、桥梁、航天器等结构的设计和安全具有重要意义。
本文将详细解释荷载的含义、种类以及其在工程中的应用。
一、荷载的含义荷载一词是由荷重和载荷两个词结合而成。
其中，荷重是指物体本身的重量，而载荷则是指施加在物体上的外力。
在工程中，荷载的含义更广泛，既包括荷重也包括载荷，总称为荷载。
荷载还可以分为静荷载和动荷载。
静荷载是指与时间无关的荷载，如物体的自重等；动荷载是指与时间有关的荷载，如风荷载、地震荷载等。
这两种荷载在工程设计中需要综合考虑。
二、荷载的种类荷载可以根据作用的方向、大小和时间特性进行分类。
1.按作用方向分类* 垂直荷载：沿重力方向作用的荷载，主要包括物体自身的重量、外施的垂直荷载等。
* 水平荷载：与垂直方向垂直的方向上作用的荷载，如风荷载、水流荷载等。
2.按大小分类* 恒定荷载：保持不变的荷载，如建筑物自重等。
* 变动荷载：在一段时间内改变的荷载，如交通载荷、人员活动引起的荷载等。
3.按时间特性分类* 瞬时荷载：在极短时间内作用的荷载，如爆炸引起的荷载。
* 长期荷载：在相对较长时间内作用的荷载，如建筑物自重等。
* 可变荷载：在一定时间范围内发生变化的荷载，如动荷载、雪荷载等。
三、荷载在工程中的应用荷载的正确评估对工程设计和结构的安全性至关重要。
随着工程学的发展，人们对荷载的研究也越来越深入。
不同工程领域有不同的荷载标准和计算方法。
在建筑工程中，荷载的计算可以包括建筑物自重、雪荷载、风荷载、地震荷载等。
建筑物的结构和材料的选择需要充分考虑到这些荷载的影响，以确保建筑物的安全性和稳定性。
在桥梁工程中，荷载的计算相对复杂。
除了建筑物自重、交通荷载等基本荷载外，考虑到桥梁特殊的结构和使用条件，还需考虑动荷载、温度荷载、腐蚀荷载等。
这些荷载会对桥梁的承载能力和使用寿命产生重要影响。
荷载和作用的区别
"荷载"和“作用”的区别《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第1.0.4条规定：建筑结构设计中涉及的作用应包括直接作用(荷载)和间接作用。
本规范仅对荷载和温度作用作出规定，有关可变荷载的规定同样适用于温度作用。
这里涉及到“作用”的概念，很多人并未深究过上述条款"荷载"和“作用”的含义，土木君今天就和大家一起聊聊这个问题。
什么是“作用”呢？结构或构件上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称。
引起结构产生作用效应的原因有两种：（1）施加于结构上的集中力和分布力，常见的有结构自重，作用于楼面的人群、家具、设备，屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载、水压力、土压力以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。
它们都是直接施加于结构，我们一般用“荷载”一词来表达。
（2）施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降等导致结构外加变形引起的内力效应，材料收缩和徐变或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，作用效应常与结构本身特征和所处环境有关。
也就是说施加于结构上的直接作用，直接以力的形式作用于结构的效应才称之为荷载，不是直接以力的形式而是通过外加变形和约束变形施加于结构上，同样对结构产生内力的间接作用，其实不叫荷载，只是我们私下里还习惯的说“温度荷载”、“地震荷载”。
这一点在各规范里均有体现，如《建筑结构荷载规范》第3.1.1条：建筑结构....包括楼面活荷载、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。
并未出现温度荷载的称谓。
同样在《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第2.1.4条规定：地震作用是由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。
也未出现地震荷载的称谓。
荷载和作用
1.2
作
图1-13地面运动时建筑物
用
的相应运动
图1-14 荷载和作用分类
1.2 作 用
谢谢观看！
1.2
作
图1-11 温差作用
用
2.外加变形作用
外加变形作用以地基的沉陷作用最为典型。土木工程的结构 是构筑在土层上的，土层受力后总会产生不均匀沉陷，但过 大的不均匀沉陷会引起结构产生不小的内力，甚至可使结构 开裂或倒塌。
1.2
作
图1-12 沉陷作用
用
3.惯性作用
惯性作用以地震作用最为典型。地震引起的地面运动会使土 木工程结构在水平和竖向产生加速度反应，这种加速度反应 值与土木工程设施本身质量的乘积就形成了地震施加给结构 的力，即地震作用。
荷载和作用
1.永久荷载 永久荷载也称恒载，指在使用期间永久施加在结构上上的荷载
荷
1—风载（压力，+）；2—承重结构自重；3—墙面、屋面、地面
载
（含顶棚）恒载；4—雪载；5—楼面活载；6—风载（吸力，-）
2.可变荷载
1.1 荷 载
图1-10 桥梁上的汽车荷载
T1、T2、T3、T4—汽车轴重；b1、b2、c—不同规范规定的车轴间距离
1.1
荷
载
3.偶然荷载 偶然荷载是指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，如撞击荷载、爆炸荷载等。
1.1 荷 载
1.约束变形作用 约束变形作用以温差作用为典型。土木工程中的结构构件因 昼夜和季节温差，每时每刻都在改变着形状和尺寸。当这种 改变受到约束时会使结构受到内力，这就是温差作用。
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）表3-3 非溢流坝自重计算表
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）表3-4 非溢流坝荷载设计值计算表（设计洪水位，坝基面：136m）
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）
第3页续表 3-4
龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）表3-5 非溢流坝荷载设计值计算表（校核洪水位，坝基面：136m）
续表 3-5
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）
表3-6 非溢流坝荷载设计值计算表（设计洪水位，坝层面：166m）
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）
表3-7 非溢流坝荷载设计值计算表（校核洪水位，坝层面：166m）
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龙江水利枢纽设计（上坝址，混凝土宽缝重力坝设计方案）
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