荷载及结构设计PPT课件.pptx

作用效应：各种作用产生的内力和变形（S）
内力：弯矩、剪力、轴力、扭矩
变形：挠度、转角、侧移、裂缝
结构抗力：结构或构件承受内力和变形的能
力（P）
（承载力、刚度、抗裂能力）
影响结构抗力的因素：截面形式、截面尺寸
材料强度等级
P≥S
第1页/共155页
（二）荷载的分类
随时间变异分类
（1）永久荷载（恒载）
在设计基准期内，其量值不随时间变化，或其
变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
（结构自重、土压力、预应力）
（2）可变荷载（活载）
在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变
化值与平均值相比不能忽略的荷载。
（楼屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载）
（3）偶然荷载
在设计基准期内不一定出现，但它一旦出现，其量值
很大且持续时间较短。
（地震、爆炸力、撞击力）
第2页/共155页
随空间位置的变异分类
（1）固定荷载
在结构空间位置上具有固定分布的荷载
（结构自重、楼面上的固定设备荷载）
（2）自由荷载
在结构上的一定范围内可以任意分布的荷载
（楼面活荷载、吊车荷载）
第3页/共155页
按结构的动力反应分类
（1）静态荷载
对结构或结构构件不产生加速度或产生的加
速度很小可以忽略不计
（结构的自重、楼面的活荷载）
（2）动态荷载
对结构或结构构件产生不可忽略的加速度
（吊车荷载、地震作用、风荷载）
第4页/共155页
（三）荷载的代表值
设计中用来验算极限状态所采用的荷载量值
1. 荷载标准值
在结构的设计基准期内，正常情况下可能出现的最大
荷载，具有95％的保证率。
可变荷载标准值：住宅楼面的均布荷载
永久荷载标准值：常用材料重度钢筋砼、铁、砖、木
2. 荷载组合值
当结构上作用两种或两种以上的可变荷载时，考虑到
其同时达到最大值的可能性较少，在按承载能力极限
状态或按正常使用极限状态的短期效应组合设计时，
应采用荷载的组合值作为可变荷载的代表值。
第5页/共155页
3. 荷载频遇值
正常使用极限状态按频遇组合设计所采用的
一种可变荷载代表值，在设计基准期内，荷
载达到和超过该值的总持续时间仅为设计基
准期的一小部分。仅在桥梁设计中应用。
4. 荷载准永久值
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。
荷载准永久值系数＝荷载准永久值／标准值≤1
第6页/共155页
（四）荷载分项系数与荷载设计值

考虑荷载超过标准值的可能性
（1）永久荷载的分项系数γG
当其效应对结构不利时：
对由可变荷载效应控制的组合 γG＝
对由永久荷载效应控制的组合 γG＝
当其效应对结构有利时： γG＝
当验算结构倾覆、滑移时： γG＝
第7页/共155页
（2）可变荷载的分项系数γQ
一般情况下： γQ＝
当活荷载标准值>4KN／m2 时，γQ＝

荷载的设计值＝荷载的代表值*荷载分项系数
荷载的设计值用于承载能力极限状态设计
正常使用极限状态设计时：荷载分项系数＝1
第8页/共155页
（五）材料强度指标的取值

结构设计时采用的材料性能的基本代表值，
具有95％的保证率。

砼： γc＝
钢筋：γc＝

材料强度设计值＝材料强度标准值／材料分项系数
第9页/共155页
二、建筑结构概率极限状态设计方法
（一）设计基准期、设计使用年限、安全等级

为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。
不等同于建筑结构的设计使用年限

指建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维
护下所应达到使用年限。
房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程“合理
使用年限”的具体化。
第10页/共155页