荷载与作用
荷载分类及荷载变动对建筑结构的影响
⼀、荷载的分类 （⼀）按随时间的变异分类 1.永久作⽤（永久荷载或恒载）：在设计基准期内，其值不随时间变化；或其变化可以忽略不计。
如结构⾃重、⼟压⼒、预加应⼒、混凝⼟收缩、基础沉降、焊接变形等。
2.可变作⽤（可变荷载或活荷载）：在设计基准期内，其值随时间变化。
如安装荷载、屋⾯与楼⾯活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。
3.偶然作⽤（偶然荷载、特殊荷载）：在设计基准期内可能出现，也可能不出现，⽽⼀旦出现其值很⼤，且持续时间较短。
例如爆炸⼒、撞击⼒、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。
（⼆）按结构的反应分类 1.静态作⽤或静⼒作⽤：不使结构或结构构件产⽣加速度或所产⽣的加速度可以忽略不计，如结构⾃重、住宅与办公楼的楼⾯活荷载、雪荷载等。
2.动态作⽤或动⼒作⽤：使结构或结构构件产⽣不可忽略的加速度，例如地震作⽤、吊车设备振动、⾼空坠物冲击作⽤等。
（三）按荷载作⽤⾯⼤⼩分类 1.均布⾯荷载Q 建筑物楼⾯或墙⾯上分布的荷载，如铺设的⽊地板、地砖、花岗⽯、⼤理⽯⾯层等重量引起的荷载。
都将均布⾯荷载Q的计算，可⽤材料的重度γ乘以⾯层材料的厚度d，得出增加的均布⾯荷载值，Q=γ·d。
2.线荷载 建筑物原有的楼⾯或层⾯上的各种⾯荷载传到梁上或条形基础上时可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载q。
3.集中荷载 当在建筑物原有的楼⾯或屋⾯承受⼀定重量的柱⼦，放置或悬挂较重物品（如洗⾐机、冰箱、空调机、吊灯等）时，其作⽤⾯积很⼩，可简化为作⽤于某⼀点的集中荷载。
（四）按荷载作⽤⽅向分类 1.垂直荷载：如结构⾃重、雪荷载等； 2.⽔平荷载：如风荷载、⽔平地震作⽤等。
⼆、施⼯荷载 在施⼯过程中，将对建筑结构增加⼀定数量的施⼯荷载，如电动设备的振动、对楼⾯或墙体的撞击等，带有明显的动⼒荷载的特性；⼜如在房间放置⼤量的砂⽯、⽔泥等建筑材料，可能使得建筑物局部⾯积上的荷载值远远超过设计允许的范围。
三、建筑装饰装修荷载变动对建筑结构的影响 （⼀）建筑装饰装修对建筑的影响 2.建筑装饰装修⼯程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使⽤功能。
荷载与结构设计方法重点概念总结
荷载与作用荷载一由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
如重力、土压力、水压力、风压力。
作用一能使结构产生效应的各种因素总称为作用。
效应一结构的内力、变形，应力、应变，速度、加速度等。
作用：直接作用一（狭义）荷载：广义荷载间接作用直接作用一一直接作用在结构上的各种荷载间接作用一一能引起结构内力、变形等效应的非直接作用因素如地震、温度变化、地基不均匀沉降等。
作用的分类：1.按随时间的变异分类。
（1）永久作用：在结构设计基准期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。
（2）可变作用：在结构设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
（3）偶然作用：在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。
如地震、爆破。
2.按随空间位置的变异性分类（1）固定作用：在结构空间位置上具有固定的分布。
如结构自重、固定设备的荷载等。
（2）可动作用：在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布。
如房屋中的人员、家具荷载，桥梁上的车辆荷载等。
3•按结构的反应分类（1）静态作用：对结构或构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。
如结构自重、土压力、温度变化等。
（2）动态作用：对结构或构件产生不可忽略的加速度。
如地震、风、冲击和爆炸等。
重力1结构自重自重——由地球引力产生的组成结构的材料的重力。
2 土的自重应力土是由土颗粒、水和气组成的三相非连续介质。
土的自重应力为自身有效重力在土体中引起的应力。
雪荷载1雪压：单位地面上积雪的自重。
2基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象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。
2.影响屋面雪压的因素。
（1）风对屋面的影响一漂积作用。
（2）屋面坡度对积雪的影响。
（3）屋面温度对积雪的影响。
楼面和屋面活荷载由于楼面均布活荷载可理解为楼面总活荷载按楼面面积平均，因此一般情况下，所考虑的楼面面积越大，实际平摊的楼面活荷载越小。
故计算结构或构件楼面活荷载效应时，如引起效应的楼面活荷载面积超过一定的数值则应对楼面均布活荷载折减。
高层建筑结构的荷载和地震作用
4、风振系数 z
１）风速特点： 风速的变化可分为两部分：一种是长周期的成分，其值一般在10min以上；另一种 是短周期成分，一般只有几秒左右。因此，为便于分析，通常把实际风分解为平均风 （稳定风）和脉动风两部分。稳定风周期长，对结构影响小；脉动风周期短，对结构 影响大。
２）风的动力效应：对于高度较大、刚度较小的高层建筑，脉动风压会产生不可
2）定义：风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起的压力(吸力)与原 始风速算得的理论风压的比值。
3）特点：风荷载体型系数一般都是通过实测或风洞模拟试验的方法确定，它 表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体型与尺 度有关。
3.2 风荷载
+0.8 －(0.48+0.03H/L)
0.8+1.2/n1/2
3）计算：在计算风荷载对建筑物的整体作用时，只需按各个表面的平 均风压计算，即采用各个表面的平均风荷载体型系数计算。
4）风荷载体型系数的确定：根据设计经验和风洞试验 （１）单体风压体型系数
例:
-0.6
当表面粗糙时取μs = 0.8
-0.6
3.2 风荷载
（2）群体风压体型系数 对建筑群，尤其是高层建筑群，当房屋相互间距较近时，由于漩涡
第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用
高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。
1）竖向荷载
恒荷载 活荷载
2）水平荷载
风荷载 地震作用
与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构—— 1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构； 2）水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素； 3）对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。
3.1 竖向荷载
3.1 恒荷载
第二节-重力坝的荷载及其组合
第二节重力坝的荷载及其组合一、荷载荷载 -----→作用不随时间变化的----永久作用如自重、土压力等随时间变化的------可变作用如水压力、扬压力、温度、孔隙水压力等；偶然发生的--------偶然作用如地震、校核水位下的水压力等.可变作用是指在设计基准期内作用的量值随时间变化与平均值之比不可忽略的作用。
作用在重力坝上的主要荷载有:坝体自重、上下游坝面上的水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、地震荷载及冰压力等(图2.3).图2.3 重力坝上作用力示意图自重坝体自重是重力坝的主要荷载之一。
W=γ×A+ωω--坝上永久设备重①沿坝基面滑动，仅计坝体重量；②沿深层滑动，需计入滑体内岩体重；③用有限单元法计算时，应计入地基初始应力的影响；假定：1°地基中任一点的垂直应力σ(y)=γh2°水平应力σ(x)=λγh3°剪应力τ(xy)=0静水压力1°上游面垂直2°上游面倾斜①挡水坝段②溢流坝段3°水的容重①清水γ②浑水γ(按实际情况考虑)扬压力(含坝基和坝体内扬压力)*坝基扬压力:坝基扬压力包括两部分①下游水深引起的浮托力；②由水头差引起的渗透压力.渗透压力从上游向下游逐渐消减，其变化呈抛物线分布。
扬压力对坝体稳定不利. 见图2.4为减小扬压力需采取工程措施：设帷幕.用折减系数α表示岩体构造、性质、帷幕的深度、厚度、灌浆质量、排水孔直径、间距、深度等因素。
. 设排水.见图2.5.图2.4 无防渗排水措施时坝底扬压力分布图2.5有防渗排水时坝底扬压力分布规范规定：河床坝段：α=0.2～0.3岸坡坝段：α=0.3～0.4需要指出：原型观测资料表明：扬压力因受泥沙淤积的影响随时间延长而减小，对稳定有利。
坝体内扬压力:坝体混凝土也具有一定的渗透性,在水头作用下,库水仍然会从上游坝面渗入坝体,并产生扬2.6.压力,见图4、动水压力溢流坝泄水时，溢流面上作用有动水压力，其中坝顶曲线段和下游直线段上的动水压力较小，可忽略不计。
码头介绍与作用荷载
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⑵、前方堆场： 使用最方便，货物水平运距最短，利用率最高的堆场，也是杂货
⑶半斜坡式：适用于枯水期较长而洪水 期较短的山区河港。
⑷半直立式：适用于高水位时间较长， 而低水位时间较短的情况，水库港。
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9
重庆泸州集装箱码头
重庆长江滨江路码头
重庆九龙坡集装箱码头
广西桂林旅游码头
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云南景洪港码头
重庆江津分阶直立式码头
重庆彭水分阶直立式码头
云南曼阁分阶直立式码头
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港口工程规范
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⑶透空式
工作原理：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地 基。
优点：波浪反射小，泊稳条件好，砂石用量少，对开挖超 深适应能力强。
缺点：对地面超载、工艺变化的适应能力差，水平承载能 力低，耐久性差，须设叉桩（大直径管柱例外）。
适用条件：软土地基。
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寸滩集装箱码头结构图
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架空斜坡式
泊位中实际堆存荷载最大的部位。 宽度： 有门机，18（23）m，对应门机最大吊幅：25（30）m。 无门机，取仓库同宽度（前方有仓库）； 荷载取值：设计时应根据计算项目不同考虑两种情况： 对构件计算：小面积局部堆货； 对整体计算：大面积平均堆货。
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⑶、后方堆场：前方堆场以后的堆场 堆存批量较大，堆存期较长的货物，或堆存较重的五金钢铁 等。 宽度：主要决定于港口土建规划及港方要求。 取值：主要用于地坪设计，对码头结构无多大影响，具体取 值随货种而异。 ㈡、人群荷载
建筑结构的荷载
1.1 荷载的分类
（2）可变荷载。可变荷载是指在结构使用期间 ，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽 略不计的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积 灰荷载、起重机荷载、风荷载、雪荷载等。
建筑结构的荷载
建筑结构在使用期间和施工过程中要承受 各种力的作用。施加在结构上的集中力或分布力 （如人群、设备、风、雪、构件自重等）称为直 接作用，也称为荷载；引起结构外加变形或约束 变形（如温度变化、地基沉降、地面运动等）的 原因称为间接作用。
1.1 荷载的分类
荷载按作用区域的大小可分为集中荷载和分布荷载， 按使用是否产生动力效应可分为静力荷载和动力荷载,按时 间长短可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
一般情况下，荷载效应S与荷载Q之间可近似按线性关系 考虑，即
S=CQ（1-4） 式中，C为荷载效应系数，通常由力学分析确定；Q为某种荷载 的代表值；S为与荷载Q相应的荷载效应。
1.4 荷载效应
例如，承受均布荷载q作用的简支梁，计算
跨度为l，由结构力学方法计算可知，其跨中最大
弯矩值为
，支座处剪力为
。那
1.2 荷载的代表值
1. 荷载的标准值
荷载的标准值一般是指结构在其设计基准 期（50年）内，在正常情况下可能出现具有一 定保证率的最大荷载。它是荷载的基本代表值， 是设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。
1.2 荷载的代表值
2. 可变荷载的组合值
当几种可变荷载进行组合时，其值不一定都同时达到最大，因此 需进行适当调整。调整的方法为：除其中最大荷载仍取其标准值外，其 他伴随的可变荷载均采用小于1.0的组合值系数乘以相应的标准值来表 达其荷载代表值。这种经调整后的可变荷载称为可变荷载的组合值，即
工程荷载总结
工程荷载总结1. 引言工程荷载是指施工过程中作用于结构物上的外部力，它是工程设计的重要参数之一。
合理的荷载计算和评估对于保证工程结构的安全性和合理性至关重要。
本文将对常见的工程荷载进行总结和分析。
2. 常见工程荷载类型2.1 死荷载死荷载指永久性存在于结构中的荷载，一般不会变化或者变化非常缓慢。
常见的死荷载包括结构自重、地基、墙体、地板、梁、柱的重量等。
死荷载的计算应严格按照设计规范进行，确保结构的稳定性和强度。
2.2 活荷载活荷载指在结构使用过程中产生的荷载，可以按照不同的使用方式进行分类。
常见的活荷载包括人员荷载、车辆荷载、施工设备荷载等。
活荷载的计算需要考虑使用情况和设计规范的要求，确保结构的安全性和功能性。
2.3 风荷载风荷载是指风对结构物产生的压力和力矩。
风荷载是工程设计中必须考虑的一种荷载类型，特别是在高层建筑和大跨度结构中。
风荷载的计算需要考虑地理位置、设计风速等因素，通常采用风荷载规范中的计算方法。
2.4 地震荷载地震荷载是指地震引起的结构物上的惯性力，也是工程设计中必须考虑的重要荷载。
地震荷载的计算需要根据地震烈度、结构的抗震能力等因素进行，通常采用地震荷载规范中的计算方法。
3. 工程荷载计算方法3.1 等效静力法等效静力法是工程中常用的荷载计算方法之一，它将动力荷载转换为等效的静力荷载进行计算。
这种方法适用于一些简单的结构，可以较为简便地进行计算。
3.2 弹性响应谱分析法弹性响应谱分析是一种工程结构动力响应的计算方法，可以考虑结构和荷载的动力特性。
通过输入结构的地震响应谱，计算结构在地震作用下的动力响应。
3.3 有限元法有限元法是一种数值计算方法，广泛应用于工程结构的力学分析中。
通过将结构划分为有限个小单元，在每个单元上建立方程，再通过求解方程组获得结构响应结果。
4. 工程荷载评估与控制4.1 荷载标准与规范工程荷载的评估与控制需要依照相应的标准与规范进行。
国家和地区都有相应的工程荷载标准，例如中国的《建筑结构荷载标准》、美国的《国家结构规范》等。
荷载设计题库
一、判断题1. 严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。
（N）2. 狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。
（Y）3. 广义的荷载包括直接作用和间接作用。
（Y）4. 按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。
（N）5. 由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。
（Y）6. 土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
（N）7. 由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。
（N）8. 雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。
（N）9. 雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。
（N）10. 虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定同时出现。
（Y）11. 汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷载是一集中力加一均布荷载的汽车重力形式。
（N）12. 烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。
（Y）13．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。
（N）14. 当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。
（Y）15. 土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
（Y）16. 波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。
（Y）17. 先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。
（Y）18. 在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。
（N）19. 结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。
（N20. 温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。
（Y）21. 结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。