【精品文档】荷载的代表值
建筑结构计算基本原则载荷分类及载荷代表值

教学目标:
1. 了解掌握荷载分类、荷载代表值的概念及种类; 2. 理解结构的功能及其极限状态的含义; 3. 能确定永久荷载、可变荷载的代表值。
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。
§1.1 荷载分类及荷载代表值(2)结构的功能函数源自Z g (S , R) R S
(1.2.1)
实际工程中,可能出现以下三种情况
小 结:
1. 荷载分类、荷载代表值的概念及种类; 2. 永久荷载、可变荷载的代表值; 3. 作用效应、结构抗力的概念; 4. 结构的功能及其极限状态的含义。
作业布置:
预 习:思考题1.4、1.5; 思考题:1.1 、1.2 。
1.1.2 荷载代表值
1.荷载代表值 定义:结构设计时,对于不同的荷载和不同的设计情况, 应赋予荷载不同的量值,该量值即荷载代表值。 2.荷载标准值 定义:荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概 率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。 设计基准期——为确定可变荷载代表值而选定的时间参 数,一般取为50年。
1.1.1 荷载分类
按随时间的变异,结构上的荷载可分为以下三类: 1.永久荷载
永久荷载亦称恒荷载,是指在结构使用期间,其值不 随时间变化,或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。 如结构自重、土压力、预应力等。
2.可变荷载 可变荷载也称为活荷载,是指在结构使用期间,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。 3.偶然荷载 在结构使用期间不一定出现,而一旦出现,其量值很大 且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。
可变荷载频遇值可表示为ψfQk。其中ψf为可变荷载频
荷载的分类及代表值

根据设计基准期内的荷载统计数据,计算出荷载在设计基准期内 的平均值。
应用范围
适用于需要长期承受荷载的结构或构件,如桥梁、房屋等。
频遇值
定义
频遇值是指在设计基准期内,荷 载超过准永久值的次数大于等于 一定概率的荷载值。
计算方法
根据设计基准期内的荷载统计数 据,计算出满足特定概率要求的 荷载值。
临时荷载的代表值确定方法
集中荷载
根据临时荷载的大小和作用位置,采用等效集中荷载作为代 表值。
分布荷载
对于作用面积较大的临时荷载,如施工堆载、吊车等,采用 分布荷载作为代表值。
活荷载的代表值确定方法
标准值法
根据设计规范规定的活荷载标准值, 考虑一定的动力系数作为代表值。
组合值法
根据结构在不同使用条件下可能承受 的最大活荷载,采用组合系数计算其 代表值。
应用范围
适用于需要控制结构或构件在长 期使用过程中出现过大变形的场 合,如高层建筑、大跨度结构等。
03
不同类型荷载的代表值 确定方法
永久荷载的代表值确定方法
恒定值法
根据结构自重和其他长期不变荷载, 采用平均值作为代表值。
统计法
对于某些难以确定恒定值的永久荷载 ,如地震、风等,采用统计法计算其 代表值。
标准值是指荷载在正常使用极限状态下的代表值,用
于计算结构或构件的承载能力、裂缝宽度和变形等。
计算方法
02 根据荷载规范和设计经验,通过统计分析、试验和计
算等方法确定。
应用范围
03
适用于各类结构、构件和材料,是结构设计中的重要
参数。
准永久值
定义
准永久值是指在设计基准期内,荷载对结构或构件产生的作用效 应的平均值。
(2021年整理)《建筑力学与结构》课程题库答案

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第一章静力学基础一、填空题1、力是物体之间的相互机械作用。
2、力是矢量,力的三要素分别为:大小、方向、作用点3、刚体是在力的作用下不变形的物体4、所谓平衡,就是指物体相对于地球处于静止状态或匀速直线运动状态5、力对物体的作用效果一般分为内(变形)效应和外(运动)效应.6、二力平衡条件是刚体上仅受两力作用而平衡的必要与充分条件是:此两力必须等值、反向、共线。
7、加减平衡力系原理是指对于作用在刚体上的任何一个力系,可以增加或去掉任一个平衡力系,并不改变原力系对于刚体的作用效应。
8、力的可传性是刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上的任一点而不改变此力对刚体的影响。
9、作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和方向由力的平行四边形法则确定。
荷载分类代表值定义及各规范荷载组合

荷载分类及取值荷载分类类型代表值永久荷载例如结构自重、土压力,预应力等. 标准值偶然荷载例如爆炸力、撞击力等〔自重是指材料自身重量产生的荷载〔重力〕〕标准值、组合值、频遇值或准永久值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、雪荷载等按建筑结构使用的特点确定荷载代表值定义荷载代表值定义标准值荷载的根本代表值,为设计基准期内最大荷载分布的特征值组合值对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计金准期内的超越概率,能与该荷载单独出现是的相应概率趋于一致的荷载值,或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值.组合值二标准值X组合系数频遇值对可变荷载,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概率为规定频率的荷载值准永久值对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值注:设计基准期,为确定设计可变荷载代表值而选定的时间参数.建筑结构设计所考虑的荷载统汁参数,都是按设计基准期为50年确定的,如设计时所采用其他设计基准期,那么必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数.设计使用年限,设计使用年限是设计规定的一个时期,在这一规定的时期内,只需要进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能,即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应到达的使用年限.荷载组合荷载组合承载水平极限状态根本组合永久荷载+可变荷载的组合偶然组合永久荷载+可变荷载+一个偶然荷载,以及偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算时,永久荷载+可变荷载的组合正常使用极限状态标准组合采用标准值或组合值为荷载代表值的组合频遇组合对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合准永久组合对可变荷载采用准永久值为代表值的组合使用状态、设计组合、适用计算及分项系数验算状态荷载效应组合适用计算抗力取值分项系数标准正常使用极限状态标准组合按地基承载力确定基底面积及埋深;按单桩承载力确定桩数;地基承载力特征值或单桩承载力特征值地基基础 3. 0.5 验算根底裂缝宽度准永久组合地基变形〔含沉降、差异沉降、倾斜〕〔不计风荷载和地震作用〕;分项系数1.0承载能力极限状态根本组合挡墙、地基或滑坡稳定;根底抗浮稳定分项系数1.0 确定根底或桩基承台高度;确定支挡结构截面;计算根底或支挡结构内力,确定配筋和验算材料强度;挡土墙压力及滑坡推力相应分项系数正常使用极限状态标准组合按单桩承载力确定桩数或布桩;基桩或复合基桩承载力特征值桩基3. 1. 7计算水平地震作用、风荷载作用下的桩基水平位移;验算坡地、岸边建筑桩基整体稳定〔抗震设防区,应采用地震作用效应和荷载效应标准自合〕;承台和桩基裂缝限制验算准永久组合桩基沉降或水平位移;承台和桩基裂缝限制验算承载能力极限状态根本组合计算桩基结构承载力、确定桩基尺寸和配筋;正常使用极限标准组合按地基承载力确定支护结构或构件的根底底面积及埋深;基桩或复合基桩承载力特征边坡3. 3.2状态按单桩承载力确定桩数;值计算锚杆面积、锚杆杆体与砂浆的锚固长度、锚杆锚固体与岩土层的锚固长度;计算支护结构抗裂;准永久组合计算支护结构变形、锚杆变形及地基沉降〔不计风荷载和地震作用〕〔相应限值为支护结构、锚杆或地基变形的允许值〕承载能力极限状态根本组合确定支护结构截面、根底高度、计算根底或支护结构内力、确定配筋和验算材料强度分项系数1.0。
[精品文档]地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系
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地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系已包括在内。
无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
二、对策《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。
而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。
荷载分类、代表值定义及各规范荷载组合

对可变荷载采用准永久值为代表值的组合
使用状态、设计组合、适用计算及分项系数
验算状态
荷载效应
组合
适用计算
抗力取值
分项系数
规范
正常使用极限状态
标准组合
按地基承载力确定基底面积及埋深;按单桩承载力确定桩数;
地基承载力特征值或单桩承载力特征值
地基基础3.0.5
验算基础裂缝宽度
准永久组合
地基变形(含沉降、差异沉降、倾斜)(不计风荷载和地震作用);
荷载分类及取值
荷载分类
类型
代表值
永久荷载
例如结构自重、土压力,预应力等。
标准值
偶然荷载
例如爆炸力、撞击力等(自重是指材料自身重量产生的荷载(重力))
标准值、组合值、频遇值或准永久值
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、雪荷载等
按建筑结构使用的特点确定
荷载代表值定义
荷载代表值
按单桩承载力确定桩数;
基桩或复合基桩承载力锚杆杆体与砂浆的锚固长度、锚杆锚固体与岩土层的锚固长度;
计算支护结构抗裂;
准永久组合
计算支护结构变形、锚杆变形及地基沉降(不计风荷载和地震作用)(相应限值为支护结构、锚杆或地基变形的允许值)
承载能力极限状态
基本组合
确定支护结构截面、基础高度、计算基础或支护结构内力、确定配筋和验算材料强度
分项系数1.0
承载能力极限状态
基本组合
挡墙、地基或滑坡稳定;
基础抗浮稳定
分项系数1.0
确定基础或桩基承台高度;
确定支挡结构截面;
计算基础或支挡结构内力,确定配筋和验算材料强度;
挡土墙压力及滑坡推力
37荷载代表值
组合
分类
荷载组合值:(GB9:3.2.1)即荷载设计值
←(荷载组合:极限状态设计时,对各种荷载设计值的规定)
承载能力
极限状态
9:3.2.2
10:3.2.3-1
基本
组合
↓
采用
设计值
由活载控制:(9:3.2.3-1/7:3.0.5-3)
1.钢砼承载力:弯、压、拉、剪、扭、冲、局压
稳定:倾覆、滑移、飘浮(10:3.1.4)
2.挡土墙压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力
(7:3.0.4-3/ )
3.基础或桩台高度、支挡截面内力配筋
(7:3.0.4-4)
由恒载控制时:
(9:3.2.3-2)
S=1.35Sk≤R(7:3.0.5-4)
正常使用
极限状态
↓
采用代表值
S≤C
9:3.2.7
10:3.3.1
标准
组合
(9:3.2.8/7:3.0.5-1)
=1.3
H>60m
=0.2×1.4=0.28
位移计算:
(3:5.6.4-2)
=0.2
天然地基
抗震验算
地震作用
标准组合
(11:4.2.3) (11:4.2.4-1) (11:4.2.4-2)
荷载类型
荷载代表值(极限状态所采用的荷载量值—9:2.1.4)
永久荷载
标准值:材料自重(附录A)、土压力、予应力
可变荷载
/Q→q
标准值:楼屋面活载、积灰荷载、吊车荷载、风雪荷载
准永久值=可变荷载标准值×荷载准永久值系数
(4.1.1)
组合值=可变荷载标准值×荷载组合值系数
(4.1.1)
频遇值=可变荷载标准值×荷载频遇值系数
荷载分类和荷载代表值
荷载分类和荷载代表值
一、建筑结的荷载可分为下列三类:
1、永久荷载,包括结构自重、土压力、预应力等。
2、可变荷载,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。
3、偶然荷载,包括爆炸力、撞击力等。
二、建筑结构设计时,应按下列规定对不同荷载采用不同的代表值:
1、对永久荷载应采用标准值作为代表值;
2、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;
3、对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
313确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。
三、荷载的标准值,应按本规范各章的规定采用。
四、承载能力极限状态设计或正常使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用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。
五、常使用极限状态按频遇组合设计时,应采用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,应采用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乘以
准永久值系数。
3 重力荷载代表值计算及框架侧移刚度计算
3 重力荷载代表值计算及框架侧移刚度计算楼层重力荷载代表值=全部的恒载+50%的楼面活荷载屋面重力荷载代表值=全部的恒载+50%的屋面雪荷载3.1 恒载标准值计算3.1.1 屋面楼面恒载计算屋面永久荷载标准值(上人):C细石混凝土 1.0 kN/m2 40厚201.2厚高分子卷材 0.15 kN/m225厚1:3水泥砂浆 20×0.025=0.5k N/m2 90厚水泥珍珠岩板2×0.09=0.18kN/m2最薄处15厚水泥焦渣 13×0.015=1.95kN/m2 120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计 6.797kN/m2屋面永久荷载标准值(不上人):20厚水泥砂浆 20×0.02=0.4 kN/m21.2厚合成高分子防水卷材 0.15 kN/m225厚水泥砂浆 20×0.025=0.5k N/m2 65厚聚苯乙烯保温板 0.2×0.065=0.013kN/m2最薄处15厚1:6水泥焦渣 13×0.015=1.95kN/m2 120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计 6.183kN/m2楼面永久荷载标准值:普通楼面8厚瓷面砖19.8×0.008=0.16kN/m2 30厚1:3水泥砂浆20×0.03=0.6kN/m2 30厚聚苯乙烯泡沫板保温层0.2×0.03=0.006kN/m2 10厚1:3水泥砂浆 20×0.01=0.2kN/m2 120厚钢筋混凝土板25×0.12=3kN/m2合计 4.136kN/m2卫生间楼面8厚瓷面砖19.8×0.008=0.16kN/m2 50厚1:3水泥砂浆20×0.05=1kN/m21.5厚合成高分子 0.15kN/m2100厚钢筋混凝土板25×0.1=2.5kN/m2 10厚水泥石灰膏砂浆0.01×17=0.17kN/m2 合计 3.98 kN/m2一层地面永久荷载标准值: 普通楼面8厚地砖地面 19.8×0.008=0.16kN/m 25厚石灰砂浆 20×0.005=0.1kN/m 2 20厚1:3水泥砂浆 20×0.02=0.4kN/m2 60厚混土垫层 25×0.06=1.5kN/m 23:7灰土 17.5×0.15=2.625kN/m 2合 计 4.695kN/m 2 卫生间地面8厚地砖 0.008×19.8=0.16kN/m 2 30厚1:3水泥砂浆 20×0.03=0.6kN/m 2 1.5厚合成高分子 0.15kN/m 2 1:3水泥砂浆最薄处20厚 20×0.02=0.4kN/m 2 10厚水泥石灰膏砂浆 0.01×17=0.17kN/m 2合 计 2.81kN/m23.1.2 第一层结构构件自重计算取基础埋深为2.5m ,基础高为1m ,则一层柱高为1 3.6 2.5 1.00.45 5.55h m =+-+=,故取一层柱高为1h 5.6m =表3-1 梁、柱自重重力荷载代表值计算及框架侧移刚度计算墙体为填充墙,材料为蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,电梯间填充墙为普通砖墙318KN /m ,外墙厚300mm ,内墙厚为200mm 。
建筑结构设计——荷载的取值[工程类精品文档]
建筑结构设计——荷载的取值[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!建筑结构设计荷载的取值:关于荷载的取值:1.恒荷载:楼面符载统一取2.0kN/㎡,这是建筑专业楼面做法的自重,目的是为装修改造留有适当的余地,不包括楼板结构自重和板底做法的重量。
2.住宅中轻质隔墙的自重,无论是轻质隔墙还是位置有可能灵活自由布置的隔墙,统一按恒荷载考虑,一律取值为2.0kN/㎡.3.住宅的活荷载,也是取2.0kN/㎡(三个2.0kN/㎡:楼面做法自重,轻质隔墙自重,活荷载取值)4.屋面恒荷载4.0kN/㎡屋面活荷载上人时2.0kN/㎡不上人时0.5kN/㎡(而对于轻钢结构的屋面,一定要在结构总说明中写明:本工程为不上人屋面,活荷载设计值为0.5kN/㎡,严禁超载)5.需要记住三个数据:2.5kN/㎡、4.0kN/㎡、7.0kN/㎡2.5kN/㎡适用于人或物可能比较集中的楼面,如一般楼梯,一般阳台,一般厕所,一般厨房,会议室,阅览室,医院门诊,教室等。
4.0kN/㎡适用于人或物有可能更集中更密集的楼面,比如健身房,看台,舞厅,商店,旅客等候室,展览厅,消防疏散楼梯等。
7.0kN/㎡用于两个机房和一个变电室,即通风设备机房,电梯机房和高压变压室。
因为这些地方不仅有设备荷载,还有设备基础的荷载也是很大的。
6.地下一层顶板,或者近似认为是±0.000板,它的活荷载取值为8~10kN/㎡.因为施工到±0.000时,施工单位往往工程备料统统堆放在地下一层顶板上,这样便于施工随时随地取用。
同时要注意的是,当±0.000板活荷载取值8~10kN/㎡时,此时恒荷载中的隔墙自重可取为1.0kN/㎡或者更小,因为堆放大批施工备料时,隔墙的施工一般还未完成。
(设计±0.000板时,在截面尺寸相同的情况下,板和梁的配筋往往要比其他楼层大)概念第一位,计算第二位。
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【专业知识】荷载的代表值
【学员问题】荷载的代表值?
【解答】是结构或构件设计时采用的荷载取值,它包括标准值、准永久值和组合值等。
设计时应根据不同极限状态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。
1.荷载标准值(G↓K、Q↓K)。
荷载的基本代表值,是结构设计按各类极限状态设计时所采用的荷载代表值。
2.荷载组合值(ψ↓qQ↓x)。
是当结构承受两个或两个以上可变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计及正常使用极限状态按短期效应组合设计所采用的荷载代表值。
3.荷载准永久值
(ψ↓cQ↓K)。
是正常使用极限状态长期效应组合设计时所采用的荷载代表值。
因此,永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值,而可变荷载的代表值则除了标准值外,还有组合值和准永久值。
结构自重的标准值,可按设计尺寸与材料的标准容重计算。
可变荷载的标准值Q↓K,应根据荷载的观测和试验数据,并考虑工程经验,按设计基准期最大荷载概率分布的某一分位值确定,设计时可按《荷载规范》采用。
荷载组合值系数ψ↓c应根据两个或两个以上可变荷载在设计基准期内的相遇情况及其组合的最大荷载效应概率分布,并考虑结构构件可靠指标具有一致性的原则确定。
一般情况下,当有风荷载参与组合时,ψc取0.6;当没有风荷载参与组合时,ψc取1.0;对于高层建筑和高耸构筑物,其组合中风荷载效应的Ψ↓c均取1.0;在一般框架、排架结构的简化组合中,当参与组合的可变荷载有两个或两个以上,且其中包括风荷载时,ψ取0.85;其
他情况,Ψ均取1.0。
荷载准永久值系数Ψ↓q是荷载准永久值与荷载标准值的比值。
荷载准永久值应按在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间T,与设计基准期T的比值确定,比值Tq/T可采用0,5。
所以荷载准永久值相当于任意时点荷载概率密度函数50%的分位值。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。