第2章荷载
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第二章 结构上的荷载及其取值
速样本 ● 对年10min平均最大风速作统计分析，得出重现期 的基本风速v0 ● 重现期取值：一般结构及高层围护结构取50年， 特别重要或对风荷载较敏感的高层结构取100年
●基本风压w0
贵阳 厦门 南宁 香港 台 湾
全国基本风压分布图（局部，单位：kN/m2）
●基本风压w0
全国各城市的50年一遇基本风压和雪压（部分）
对于平坦或稍有起伏的地形
风压高度变化系数μz（部分）
离地面或海 平面高度 （ m）
地面粗糙度类别
●风压高度变化系数μz
对于山峰和山坡
z B z
z B 1 ktg 1 2.5 H
B z A H
2
k：山峰3.2 山坡1.4
B C
d1 d2
某城市风荷载统计资料
概率密度函数
频率 密度
全概率： P
平均值： E X
-
f x dx 1
f x xdx
对称轴
均方值： EX
2
f x x 2 dx
反弯点
离散系数：
随机变量x
方差： E X
悬挂吊车
电动葫芦
单梁桥式吊车
双梁桥式吊车
壁行吊车（实腹悬臂）
壁行吊车（桁架悬臂）
◆吊车荷载标准值
●吊车竖向荷载标准值 ●吊车纵向水平荷载标准值 ●吊车横向水平荷载标准值
Pmin
Pmax Q2
Pmax、Pmin 0.1ΣPmax T Q Q2 g
Pmin T
T Q1
T
T
K
Pmax
●基本风压w0
贵阳 厦门 南宁 香港 台 湾
全国基本风压分布图（局部，单位：kN/m2）
●基本风压w0
全国各城市的50年一遇基本风压和雪压（部分）
对于平坦或稍有起伏的地形
风压高度变化系数μz（部分）
离地面或海 平面高度 （ m）
地面粗糙度类别
●风压高度变化系数μz
对于山峰和山坡
z B z
z B 1 ktg 1 2.5 H
B z A H
2
k：山峰3.2 山坡1.4
B C
d1 d2
某城市风荷载统计资料
概率密度函数
频率 密度
全概率： P
平均值： E X
-
f x dx 1
f x xdx
对称轴
均方值： EX
2
f x x 2 dx
反弯点
离散系数：
随机变量x
方差： E X
悬挂吊车
电动葫芦
单梁桥式吊车
双梁桥式吊车
壁行吊车（实腹悬臂）
壁行吊车（桁架悬臂）
◆吊车荷载标准值
●吊车竖向荷载标准值 ●吊车纵向水平荷载标准值 ●吊车横向水平荷载标准值
Pmin
Pmax Q2
Pmax、Pmin 0.1ΣPmax T Q Q2 g
Pmin T
T Q1
T
T
K
Pmax
第二章：混凝土结构荷载及设计方法
结构设计原理
第2章
2.2.3 结构抗力（R）
定义：结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力。
结构的功能函数： Z=R-S 式中，R——结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关； S——作用(荷载)效应及其组合，它与作用的性质有关。 R和S均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算规则 应按概率理论进行。 当Ｚ>０时，结构能够完成预定的功能，处于可靠状态。 当Ｚ<０时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态。 当Ｚ=０时，即R=S结构处于临界的极限状态，称为极限状态方程。 保证结构可靠的条件Z=R-S＞0，是一非确定性的问题。只有用概 率来加以解决。
结构设计原理
第2章
§2.2
结构上的作用、作用效应与结构抗力
2.2.1 结构上的作用
1. 定义：凡能使结构产生内力、应力、位移、应变、 裂缝的因素，都称为结构上的作用。
2. 分类：
直接作用：荷载； 间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
结构设计原理
第2章
§2.2
荷载
2.2.1 荷载分类
结构设计原理
第2章
§2.1.2 结构的极限状态及其分类
定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就 不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定的状 态称之为该功能的极限状态。
结构极限状态的分类
承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发 生破坏、倒塌或失稳等现象。
正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出 现过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀 ，混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。
结构设计原理
钢结构教研室 庞辉
结构设计原理
第2章
第二章
课件-第2章-试验荷载与加载方法
1
3
2
4重
5
物 堆
1-试 件
放 2-重
1
集物
杠杆加载法
6 中 3-支 1-试件；2-重物；3-支座；
荷座
2 5
载 4-支 试墩
验
4-支墩；5-荷载盘；6-分 配梁支座；
7-分配梁；8-加载支点；
2.5 液压加载法
目前结构试验中最常用的加载方法； 可适用于静、动载试验，吨位可大、可小； 优点：利用油压使液压千斤顶产生较大的荷载，试验 操作安全方便。
作用在结构物上的几种动荷载
对于研究结构在各种荷载下的动力反应，需通过专门的 激振设备再现各种实际动荷载。2-1b—2-1d。
作用在结构物上的几种动荷载
动力反应主要指振幅、频率、加速度、动应力。
第2章 试验荷载与加载方法
2.1 试验荷载概论
伪静力试验 对结构施加反复循环荷载的方法，近似模拟地震作用，获 得结构的非弹性荷载-变形特性。。
试验荷载的加载方法有很多，一般都通过加载设备产生，加 载设备有许多种类，有重物、液压、气压、机械和电液伺服 加载系统以及与它们相匹配的各种试验装置等。
思考：我们实验室有哪些加载设备？它们属于什么加载系统
第2章 试验荷载与加载方法
2.2 重物加载法
重物加载是利用物体本身的重量施加在结构上作为荷载。 试验室内可采用的重物有专门制作的标准铸铁砝码、混凝 土立方试块、水箱等； 现场试验可以就地取材如砖、砂、石、袋装水泥等建筑材 料，或废构件、钢锭等。
电液伺服阀是电液伺服加载 系统中的核心元件，它直接 安装于液压作动器上。
电信号指令
液压油输出量
第2章 试验荷载与加载方法
（3）控制系统
液压控制器 控制液压源的启动和关闭
第2章 建筑结构的受力
2.1 结构上的荷载
2.1 结构上的荷载
永久荷载——主要是指结构自重、土压力、水位不变 时的水压力等，惯称恒载。 特点是：在结构使用期间，荷载值大小不随时间变 化、或其变化与荷载平均值相比可以忽略。 可变荷载——主要是指楼(屋)面活荷载、风荷载、雪 荷载、水位变化的水压力、吊车荷载、屋面灰荷载 （工业厂房中）、地震作用等，惯称活荷载。 特点是：在结构使用期间，荷载的位置或大小随时 间而变化，是结构使用期间可能存在也可能不存在 或移动的荷载。 建筑结构设计中仅考虑恒载和活荷载。
2.2 建筑结构构件及其受力状态
• 5.桁架 桁架——由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的平面或空 间承重构件。在屋盖中使用时，通常称作屋架。 桁架按外形分为： 三角形桁架、梯形桁架、折线 形桁架、平行弦桁架、拱形桁架等。 桁架材料：一般采用钢筋混凝土和钢材。 特点： 屋面荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或 压力，属于简单受力，能充分发挥材料的强度。 当结构跨度较大时，用桁架取代梁可以减轻自重， 节约材料，但桁架的制作较梁复杂。
2.1 结构上的荷载
荷载组合
• 在各种荷载组合中总是出现的唯一荷载就是永久 重力荷载，即重力对建筑构造的影响，必须把其 他的荷载加在这种荷载上。其他的荷载在特定时 刻可能起作用也可能不起作用，因此会产生无数 个荷载组合。例如： • 荷载组合1：永久重力荷载+所有楼板上的可变重 力荷载 • 荷载组合2：永久重力荷载+特定方向上的风荷载 （或水平地震作用） • 荷载组合3：永久重力荷载+某些楼板上的可变重 力荷载+永久温度荷载
永久重力荷载某些楼板上的可变重力荷载永久温度荷载21结构上的荷载1某一种荷载组合可能对结构的某一部分造成最大的影响而另一种荷载组合可能在结构的另一部分造成最大的影响因此可能会出现一种以上的最不利荷载组合
第2章试验荷载与加载方法
❖ 2.7．试件支承装置。
❖
第二章荷载与加载
第2章 试验荷载与加载
❖ 重点：重物加载，液压加载的分类，液压系
统，液压加载器荷载的标定，荷载支承装置，
荷载传递装置，试件支承装置。
❖ 难点：动荷加载方法
❖ 1．熟练掌握重物加载，液压加载的分类，液
压系统，液压器荷载的标定。
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
2.10.3 试验台座
板式试验台座：
RC板或PC板（厚板），由结构自重和刚度来平衡所施
加的荷载。
槽式试验台座：加载点可沿台座纵向移动，但由于地脚螺丝
较松，不适用于动力荷载试验。
地脚螺丝式试验台座：可适用于静力试验和动力试验，但试
件就位灵活性差，螺丝受损后修复困难。
箱式试验台座：
♦ 特点：承载力高、刚度大、台座空间利用率高，但
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
❖
❖
❖
试验台座
抗弯大梁式台座和空间桁架式台座：
♦ 适用于中小型构件试验，跨度短、荷载小；
♦ 特点：自平衡式，对支座和支承条件无要求。
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
❖
试验台座
抗弯大梁式
台式支座：
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 对铰支座的基本要求（课本P58－59）
❖ ♦ 必须保证结构在支座处能自由转动；
❖ ♦ 必须保证结构在支座处力的传递；
❖ ♦ 构件支座处铰的上下垫板要有一定刚度；
❖ ♦ 滚轴长度，一般取为试件支承处截面宽度；
❖ ♦ 滚轴直径，可按表选用，并进行强度验算。
❖
第二章荷载与加载
第2章 试验荷载与加载
❖ 重点：重物加载，液压加载的分类，液压系
统，液压加载器荷载的标定，荷载支承装置，
荷载传递装置，试件支承装置。
❖ 难点：动荷加载方法
❖ 1．熟练掌握重物加载，液压加载的分类，液
压系统，液压器荷载的标定。
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
❖
2.10.3 试验台座
板式试验台座：
RC板或PC板（厚板），由结构自重和刚度来平衡所施
加的荷载。
槽式试验台座：加载点可沿台座纵向移动，但由于地脚螺丝
较松，不适用于动力荷载试验。
地脚螺丝式试验台座：可适用于静力试验和动力试验，但试
件就位灵活性差，螺丝受损后修复困难。
箱式试验台座：
♦ 特点：承载力高、刚度大、台座空间利用率高，但
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
❖
❖
❖
试验台座
抗弯大梁式台座和空间桁架式台座：
♦ 适用于中小型构件试验，跨度短、荷载小；
♦ 特点：自平衡式，对支座和支承条件无要求。
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 2.10.3
❖
试验台座
抗弯大梁式
台式支座：
第二章荷载与加载
2.10 荷载支承设备和试验台座
❖ 对铰支座的基本要求（课本P58－59）
❖ ♦ 必须保证结构在支座处能自由转动；
❖ ♦ 必须保证结构在支座处力的传递；
❖ ♦ 构件支座处铰的上下垫板要有一定刚度；
❖ ♦ 滚轴长度，一般取为试件支承处截面宽度；
❖ ♦ 滚轴直径，可按表选用，并进行强度验算。
2 结构的荷载和作用
22
第二十二页，共四十七页。
地震 震 (dìzhèn) 害
23
第二十三页，共四十七页。
地震造成的破碎带，引起地表沉陷、隆起(lónɡ qǐ)、裂缝、液化等地表破坏
24
第二十四页，共四十七页。
局部地形改观(gǎiguān)引起铁轨
变形
25
第二十五页，共四十七页。
汶
萨
川
尔
地
瓦
震
多
(dì
(sà
zhè
短，量值可能很大。
例如：地震作用、爆炸力、船只(chuánzhī)或漂流物撞击力等。
【思考】施工荷载、设备及家具自重属于何种作用？
6
第六页，共四十七页。
2、按随空间位置的变异(biànyì)分类
（1）固定(gùdìng) 作用 ——在结构上出现的空间位置固定不变，但其量值可能具有随机
性。 例如：结构自重(zìzhòng)、固定设备自重(zìzhòng)、屋顶水箱重量等。
砂粒的振动(zhèndòng)
砂土液化(yèhuà)试验
28
第二十八页，共四十七页。
承载力不足(bùzú)
变形(biàn xíng)过大
29
第二十九页，共四十七页。
座落在活断层上的一座二层小学(xiǎoxué)教学楼被完全摧 毁
30
第三十页，共四十七页。
楼房底层空旷，结构(jiégòu)不合理，房屋整体倾斜，二楼成了一
34
第三十四页，共四十七页。
常用(chánɡ yònɡ) 术语
92%的地震发生在地壳中，
其余的发生在地幔上
部。
地球内部发生地震的地方叫震源(zhènyuán)； 震源深度
震源在地面上的投影点称为(chēnɡ wéi)震中； 震中距
第2章 荷载试验
载荷试验
反力系统 除重物加荷装置外，其它加荷装置均需反力系统配套。 载荷试验的反力可由重物、地锚或地锚与重物联合提供。然 后再与梁架组合成稳定的反力系统。当在岩体内（如探坑或 探槽）进行载荷试验时，可以利用围岩提供所需要的反力。 锚固式反力系统中，地锚个数应确保有足够的抗拔力， 以免试验中间被拔起。反力梁亦应有足够的刚度。
载荷试验
选择承压板尺寸时，可根据地基土质情况，强度低变形大 的土层宜采用大尺寸的承压板，强度高变形小的土层则采用小 尺寸的承压板。一般情况下，可参照下面的经验值选取： （1）对于软土、新近沉积土和人工填土，或用载荷试验 确定黄土湿陷性时，承压板尺寸不应小于0.50 ㎡ ； （2）对于一般粘性土地基，常用0.25-0.5 ㎡的承压板； （3）对于碎石类土，承压板直径（或宽度）应为最大碎 石直径的10～20倍；
载荷试验 2.1 概述
2.1.1 载荷试验方法 载荷试验（P1ate Load Test，简称PLT）： 是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷载， 测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确 定地基土的承载能力和变形特征的现场试验。 国内平板载荷试验主要技术要点依不同的规范所要求不一 样： 《岩土工程勘察规范》 《建筑地基基础设计规范》 《岩土静力载荷试验规程》
承压板的刚度要求容易达到，可采用加肋的厚钢板、铸 铁板、混凝土板或钢筋混凝土板，常用的是加肋钢板。无论 选用什么样材质的承压板，都要求承压板具有足够的刚度、 板底平整光滑、板的尺寸中心和传力重心一致、搬运和安装 方便，在使用过程中不易变形。
承压板的形状有圆形和方形的两种，也有根据试验的具 体要求采用矩形承压板。
坚硬岩土体内载荷试验反力系统示意图（撑壁式和平洞式）
第2章 荷载
•
动荷载是指短时间，量值发生较大变化的荷载，对于结构会产生冲击作用
效果，多数动荷载由重力于运动速度共同产生。
2.1.3力学计算的荷载简化 集中荷载
•集中荷载是指荷载作用的范围相对于结构的尺度来讲很小，可以忽 略为一个点作用的荷载，集中荷载对于结构产生不连续的作用。集
中荷载可以直接进行力学计算。
分布荷载
一抗震参数计算结构弹性层间侧移角，使其不超限值，并采取相
应的构造措施，满足第二水准烈度要求。 2. 采用第三水准烈度为参数计算结构的弹塑性层间侧移角，使之小
于规定的限值，并采取相应的构造措施，满足第三水准烈度要求。
• 通常来讲，地震烈度低于六度时，不会对于永久性建筑物形成较 大破坏。
•
因此，我国规范规定，以六度为建筑设计基本设防标准。
概率分布原理
• 统计发现，任一种活荷载均符合概率 正态分布规律 。
出 现 概 率
μ
规律：较大与较小的荷载出现概 率低，常规荷载出现概率高 荷载平均值为μ 均方差为σ
σ
σ
荷载标准值Qk
μ +1.645σ
荷载值
常规荷载范围，保证率95%
意外荷载范围，失效率5%
2.2 荷载取值
2.2.2 荷载特征值的确定
可变荷载组合值＝可变荷载标准 值×荷载组合值系数ψ C 荷载组合值系数可由《荷载规范》 查得
可变荷载频遇值
可变荷载在设计基准期内在结构上偶而 出现的较大荷载，称为可变荷载频遇值。其 具有持续时间较短或发生次数较少的特点。
可变荷载频遇值＝可变荷载标准 值×荷载频遇值系数ψ f
荷载频遇值系数可由《荷载规范》
征风的研究，并采用航空技术，以风洞试验的方式对于区 域模拟规划进行调整。
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• 大震不倒 - 遭受高于本地区设防烈度罕见地震，结构严重
的
作
作
计
用
用
算
模
型
地震作用
地震作用等效原理示意图
等效力的 作用
等效力的 作用
公寓建筑因断层经 过所造成的破坏
因坡地滑动而被 拉开的建筑
第2章 荷载的基本概念 (2) 地震区域分布
海欧环 岭亚太 地地平 震震洋 带带地
震 带
• • •
1995-2001年全球4级以上地震震中分布图 地震主要分布在环太平洋带，阿尔比斯—喜马拉雅带，大西洋中脊和印度洋中脊上。总的 来说，地震主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内部的板块边缘等构造活动带。
向地震作用。
• 震源 － 地震是地球内发生的错动，发生地震的地方是震源。
• 震中 － 震源上方正对着的地面。
• 地震波 － 地震时，在地球内部出现的弹性波，包含纵波和横波。
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17
中 低 层 建 筑
高 层 建 筑
上一页
建筑变形
地 震 作 用
等 效 作 用
地震作用
建筑变形
简
地
等
化
震
效
抗震设防依据的地震烈度；
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21
第2章 荷载的基本概念
（4） 建筑物的抗震设计的基本设防标准
• 小震不坏 - 遭受低于设防烈度多遇地震，结构正常使用，
材料受力为弹性阶段，一般不损坏或不需修理仍可使用
• 中震可修 - 遭受基本烈度地震，结构可能损坏，修缮后或
不修理可继续使用，材料受力处于塑性阶段并被控制在一定限 度内，残余变形不大
不一样的，同一建筑物的不同功能区域所承担的荷载也是不 一样的。
• 重要程度 - 同样的建筑物由于特定的功能差异，重要程
度也有所不同，因此安全等级也不一样。
• 时间范围 - 对于荷载的测算时间长度，测算时间越长，
建筑物所面临的荷载峰值越大。
• 空间范围 - 建筑物所在的特定荷载发生区，不同的区域
与自然环境，荷载发生的状况不同。
荷载举例
跳过举例
举例 永久荷载
（恒荷载）
在结构使用 期间，其值不随 时间变化，或其 变化与平均值相 比可以忽略不计 的荷载。
举例 可变荷载
（活荷载）
在结构使用 期间，其值随时 间变化，且其变 化值与平均值相 比不可忽略的荷 载。
举例 偶然荷载
在结构使用 期间不一定出现， 一旦出现其值很 大且持续时间较 短的荷载。
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20
第2章 荷载的基本概念
（3）震级与地震烈度
• 震级－衡量地震大小的一种度量，一次地震只有一个震级； • 地震烈度－地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度； • 地震基本烈度－该地区今后一定时期内在一般场地条件
下可能遭遇的最大地震烈度；
• 抗震设防烈度－指按国家规定的权限批准作为一个地区
多数状况下有效。
• 取值方法 - 取保证率系数为1.645，相当于95%保证
率的上限分位值。根据正态分布函数的数学特征，确定
特征荷载：
Qk =μ+1.645σ
取值方法示意图
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15
绘制完毕
出 现 概 率
μ
σσ
荷载 标准值
μ+1.645σ
返回
荷 载 标 准 值 的 确 定
上一页
常规荷载范围，保证率95%
第2章荷载
建筑结构概论
第2章 荷载的基本概念
东北财经大学建设管理学院 张建新
第2章 荷载的基本概念
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2.1
2.2
2.3
作用及作用效应 荷载及其分类 特殊荷载与作用
19.11.2020
2
第2章 荷载的基本概念
2.1 作用及作用效应
2.1.1 作用的概念
作用就是使结构产生内力和变形（应力、应 变）的所有原因。
第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
3. 荷载标准值的概念
• 指结构在其使用期间的正常情况下可能出现的最大
荷载。
出 现 概 率
荷载平均值
μ σσ
荷载标准差
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荷载值
14
第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
4. 荷载标准值的确定
• 确定原则 - 相对较大指标，确保选定的标准值在绝大
荷载值 意外荷载范围，失效率5%
第2章 荷载的基本概念
2.3 特殊荷载与作用
2.3.1 地震作用
（1）地震与地震作用的形成
地震作用示意图
地震波
震中
震源
• 地震 － 就是地动，它是一种自然现象，是地下岩石发生破裂并释放
弹性波传到地表所引起的振动。
• 地震作用 － 由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖
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12
第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
2. 荷载代表值
结构在其使用期间
的正常情况下可能出
现的最大荷载
• 永久荷载 - 采用荷载标准值
• 可变荷载 - 采用荷载标准值、组合值、频遇值或准
永久值
• 偶然荷载 - 按建筑结构使用的特点确定其荷载代表值
19.11.2020
13
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3
第2章 荷载的基本概念
2.1.2 作用的分类
直接作用
以力的形式作用于 结构上的作用
间接作用
以变形形式作用于 结构上的作用
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力学简化
P
温度变形 力学简化
4
第2章 荷载的基本概念
返回
2.1.3 作用效应
指作用对结构产生的效果、结局（内力、变 形等），用符号“S”表示。
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7
屋面自重
屋架自重 楼板自重
墙自重
地下室
永 久 荷 载 示 意 图
上一页
雪荷载
可
变
家推力
载 人及栏杆
荷载
示
意
地下室
图
上二页
常
地爆震撞炸击
见 的
偶
然
荷
载
上三页
下一页
第2章 荷载的基本概念
2.2.2 荷载的分类
➢ 根据荷载作用量值短期变化特征分类
静荷载－人群荷载、自重… 动荷载－车辆、风、设备运行…
当结构上的作用仅为荷载的直接作用时，作 用应可称为荷载效应。
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5
第2章 荷载的基本概念
2.2 荷载及其分类
2.2.1 荷载的概念
当作用以力的形式作用于结构上时，称为直 接作用，习惯上称为结构的荷载。
q
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6
第2章 荷载的基本概念
2.2.2 荷载的分类
➢ 按随时间的变异性和出现的可能性分类
➢ 根据荷载作用方向分类
竖向荷载－雪荷载、楼面荷载… 水平荷载－风荷载、吊车水平荷载…
➢ 根据荷载的作用位置分类
集中荷载－作用的范围相对于结构尺度是点的作用
均布荷载－作用的范围相对于结构尺度是线或面的作用
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11
第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
1. 荷载取值的前提范围
• 功能范围 - 不同功能的建筑物与构筑物所承担的荷载是
的
作
作
计
用
用
算
模
型
地震作用
地震作用等效原理示意图
等效力的 作用
等效力的 作用
公寓建筑因断层经 过所造成的破坏
因坡地滑动而被 拉开的建筑
第2章 荷载的基本概念 (2) 地震区域分布
海欧环 岭亚太 地地平 震震洋 带带地
震 带
• • •
1995-2001年全球4级以上地震震中分布图 地震主要分布在环太平洋带，阿尔比斯—喜马拉雅带，大西洋中脊和印度洋中脊上。总的 来说，地震主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内部的板块边缘等构造活动带。
向地震作用。
• 震源 － 地震是地球内发生的错动，发生地震的地方是震源。
• 震中 － 震源上方正对着的地面。
• 地震波 － 地震时，在地球内部出现的弹性波，包含纵波和横波。
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中 低 层 建 筑
高 层 建 筑
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建筑变形
地 震 作 用
等 效 作 用
地震作用
建筑变形
简
地
等
化
震
效
抗震设防依据的地震烈度；
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第2章 荷载的基本概念
（4） 建筑物的抗震设计的基本设防标准
• 小震不坏 - 遭受低于设防烈度多遇地震，结构正常使用，
材料受力为弹性阶段，一般不损坏或不需修理仍可使用
• 中震可修 - 遭受基本烈度地震，结构可能损坏，修缮后或
不修理可继续使用，材料受力处于塑性阶段并被控制在一定限 度内，残余变形不大
不一样的，同一建筑物的不同功能区域所承担的荷载也是不 一样的。
• 重要程度 - 同样的建筑物由于特定的功能差异，重要程
度也有所不同，因此安全等级也不一样。
• 时间范围 - 对于荷载的测算时间长度，测算时间越长，
建筑物所面临的荷载峰值越大。
• 空间范围 - 建筑物所在的特定荷载发生区，不同的区域
与自然环境，荷载发生的状况不同。
荷载举例
跳过举例
举例 永久荷载
（恒荷载）
在结构使用 期间，其值不随 时间变化，或其 变化与平均值相 比可以忽略不计 的荷载。
举例 可变荷载
（活荷载）
在结构使用 期间，其值随时 间变化，且其变 化值与平均值相 比不可忽略的荷 载。
举例 偶然荷载
在结构使用 期间不一定出现， 一旦出现其值很 大且持续时间较 短的荷载。
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第2章 荷载的基本概念
（3）震级与地震烈度
• 震级－衡量地震大小的一种度量，一次地震只有一个震级； • 地震烈度－地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度； • 地震基本烈度－该地区今后一定时期内在一般场地条件
下可能遭遇的最大地震烈度；
• 抗震设防烈度－指按国家规定的权限批准作为一个地区
多数状况下有效。
• 取值方法 - 取保证率系数为1.645，相当于95%保证
率的上限分位值。根据正态分布函数的数学特征，确定
特征荷载：
Qk =μ+1.645σ
取值方法示意图
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绘制完毕
出 现 概 率
μ
σσ
荷载 标准值
μ+1.645σ
返回
荷 载 标 准 值 的 确 定
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常规荷载范围，保证率95%
第2章荷载
建筑结构概论
第2章 荷载的基本概念
东北财经大学建设管理学院 张建新
第2章 荷载的基本概念
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2.1
2.2
2.3
作用及作用效应 荷载及其分类 特殊荷载与作用
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第2章 荷载的基本概念
2.1 作用及作用效应
2.1.1 作用的概念
作用就是使结构产生内力和变形（应力、应 变）的所有原因。
第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
3. 荷载标准值的概念
• 指结构在其使用期间的正常情况下可能出现的最大
荷载。
出 现 概 率
荷载平均值
μ σσ
荷载标准差
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荷载值
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第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
4. 荷载标准值的确定
• 确定原则 - 相对较大指标，确保选定的标准值在绝大
荷载值 意外荷载范围，失效率5%
第2章 荷载的基本概念
2.3 特殊荷载与作用
2.3.1 地震作用
（1）地震与地震作用的形成
地震作用示意图
地震波
震中
震源
• 地震 － 就是地动，它是一种自然现象，是地下岩石发生破裂并释放
弹性波传到地表所引起的振动。
• 地震作用 － 由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖
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第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
2. 荷载代表值
结构在其使用期间
的正常情况下可能出
现的最大荷载
• 永久荷载 - 采用荷载标准值
• 可变荷载 - 采用荷载标准值、组合值、频遇值或准
永久值
• 偶然荷载 - 按建筑结构使用的特点确定其荷载代表值
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第2章 荷载的基本概念
2.1.2 作用的分类
直接作用
以力的形式作用于 结构上的作用
间接作用
以变形形式作用于 结构上的作用
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力学简化
P
温度变形 力学简化
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第2章 荷载的基本概念
返回
2.1.3 作用效应
指作用对结构产生的效果、结局（内力、变 形等），用符号“S”表示。
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屋面自重
屋架自重 楼板自重
墙自重
地下室
永 久 荷 载 示 意 图
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雪荷载
可
变
家推力
载 人及栏杆
荷载
示
意
地下室
图
上二页
常
地爆震撞炸击
见 的
偶
然
荷
载
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第2章 荷载的基本概念
2.2.2 荷载的分类
➢ 根据荷载作用量值短期变化特征分类
静荷载－人群荷载、自重… 动荷载－车辆、风、设备运行…
当结构上的作用仅为荷载的直接作用时，作 用应可称为荷载效应。
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第2章 荷载的基本概念
2.2 荷载及其分类
2.2.1 荷载的概念
当作用以力的形式作用于结构上时，称为直 接作用，习惯上称为结构的荷载。
q
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第2章 荷载的基本概念
2.2.2 荷载的分类
➢ 按随时间的变异性和出现的可能性分类
➢ 根据荷载作用方向分类
竖向荷载－雪荷载、楼面荷载… 水平荷载－风荷载、吊车水平荷载…
➢ 根据荷载的作用位置分类
集中荷载－作用的范围相对于结构尺度是点的作用
均布荷载－作用的范围相对于结构尺度是线或面的作用
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第2章 荷载的基本概念
2.2.3 荷载的取值
1. 荷载取值的前提范围
• 功能范围 - 不同功能的建筑物与构筑物所承担的荷载是