荷载与结构设计方法(白国良)-第一章
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荷载与结构设计-第一章1.荷载:由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
2.作用:能使结构产生效应的各种因素总称。
3.效应:结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝、速度、加速度等4.直接作用:作用在结构上的力的因素,称为荷载。
5.荷载与作用的区别与联系.区别:作用的范围比更大,包括各种间接作用。
联系:荷载属于作用的范畴,是直接作用。
6.结构设计的目标就是确保结构的承载能力足以抵抗内力,而变形控制在结构能正常使用的范围内。
7.间接作用:能够引起结构内力、变形等效应的非直接作用因素(地震、温度变化、基础的不均匀沉降、焊接等)称为直接作用。
8.作用分类:按时间变异分类:永久(焊接)、可变(车辆人员风雪温度)、偶然(地震爆炸);按空间位置分类:固定、可动;按结构反应分类:静态、动态。
第二章2-11.结构的自重:由地球引力产生的组成结构的材料重力:G b=γV或G=Σγi V i2.土是由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。
有效重度:γi'=γi—γw3.深度Z处水平面上的竖直自重应力:δcz = γz4.2-31.雪压:单位面积底面上积雪的自重。
s=γd2.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会出现的最大雪压值。
3.雪的重度是随雪深和时间变化的。
为工程应用方便,将雪重度定为常值,即以某地区的气象记录资料经统计后所得雪重度平均值或某分位值作为该地区的雪度。
4.海拔高度对基本雪压的影响:一般山上的积雪比附近平原地区的积雪要大,而且随山区地形海拔高度增加而增大。
原因:温度低,降雪机会多,积雪的融化延缓。
5.影响屋面雪压的三个因素:风、屋面形式、屋面散热。
6.风对屋面积雪的影响:飘积作用1)风把部分本将飘落在屋面上的雪吹积到附近地面或其他较低的物体上。
2)屋面雪荷载小于地面雪荷载。
3)风的漂积作用大小衡量:μe=平屋面雪压/地面雪压,μe随风速增大而减小。
..第一章1.工程结构的基本功能是什么?①能为人类生活和生产提供良好的服务,满足人类使用要求,审美要求的结构空间和实体②承受和低于结构服役过程中可能出现的各种环境作用2.说明直接作用和间接作用的区别①直接作用直接以力的不同集结形式作用于结构,包括结构的自重,行人及车辆的自重,各种物品及设备的紫红,风压力,土压力,雪压力,水压力,冻胀力,积灰荷载德不孤,这一类作用通常也称为荷载②间接作用不直接以力的某种集结形式出现,而是引起结构的振动,约束变形或外加变形,但也能使结构产生内力或变形等效应,包括温度变化,材料的收缩和膨胀变形。
地基不均匀沉降、地震、焊接等。
3.什么是作用效应?作用在结构上产生的内力和变形称为作用效应4.作用有哪些类型?①按随时间变化分类:永久作用、可变作用、偶然作用②按随空间变化分类:固定作用、自由作用③按结构的反应特点分类:静态作用、动态作用5.永久作用、可变作用主要是指哪些荷载永久作用指在设计基准期内作用随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。
如结构自重、土压力、水位不变的水压力、预加压力、地基变形、钢材焊接、混凝土收缩变形等。
可变作用指在设计基准期内作用随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
如结构施工过程中的人员和物体重力、车辆重力、吊车荷载、服役结构中的人越和设备重力、风荷载、雪荷载、冰荷载、波浪荷载、水位变化的水压力、温度变化等。
6.我国结构设计方法是怎样演变的?容许应力法,破损阶段法,极限状态设计法和概率极限状态设计四个阶段。
7.何为概率极限状态设计法?是以概率论为基础,视作用效应和影响结构拉力的主要因素为随机变量,根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计法。
第二章自重:指组成结构的材料自身重量产生的重力,属于永久作用。
土的自重应力:颗粒间压力在土体中引起的应力。
雪压:是指单位面积上的积雪重量。
基本雪压:是指当地空旷平坦地面上根据气象资料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。
荷载与结构设计方法第1章荷载与作用荷载是指对结构施加的外部力、外部力矩和其他外部影响的集合,包括重力、风载、地震力、温度变形、膨胀、收缩、振动、冲击以及其他外部作用。
在结构设计中,准确确定和合理估计荷载及其作用是非常重要的,因为荷载是影响结构安全性和经济性的关键因素。
一、重力荷载重力荷载是指由于结构自重、装置质量、活荷载等引起的荷载。
在结构设计中,首先要计算结构自重,并根据具体情况确定其他附加荷载,如活荷载、设备负载等。
然后根据规范要求,将这些荷载作用于结构的不同部位,并根据不同荷载的作用方式进行荷载组合,得出最不利的荷载组合。
二、风载荷载风载荷载是指风对结构及结构上的设备和构件产生的静力和动力作用。
风载荷载的计算需要考虑到风压力、风力矩和横风振动等影响因素。
风压力的计算通常采用规范给出的公式,根据结构的形状、高度、风向和地理位置等确定不同部位的风压力大小。
风力矩的计算是指根据风车在结构上的位置和大小计算风对结构产生的力矩。
横风振动是指结构在风的作用下发生的横向振动,其计算需要对结构进行风工程风洞实验或数值模拟,得到结构的振动特性和风荷载。
三、地震荷载地震荷载是指地震对结构产生的地震力和地震位移。
地震荷载是结构设计中最重要、最复杂和最不确定的一种荷载,其计算涉及到地震波的特性、结构的动力响应和地震位移的计算等。
地震力的计算可以根据规范给出的公式进行,也可以采用地震工程领域常用的弹性反应谱法、时程分析法等。
地震位移的计算通常采用勘探工作,结合地震波特性和土层属性等,估计地震引起的地震位移。
四、温度变形荷载温度变形荷载是指由于温度变化引起的结构的热膨胀、热收缩和热应力等引起的荷载。
温度变形荷载的计算需要考虑结构的材料特性、温度变化范围和结构的限制条件等。
对于大型钢结构,通常采用线膨胀系数和面膨胀系数来计算温度变形荷载。
对于混凝土结构,通常采用混凝土的线膨胀系数和钢筋的线膨胀系数来计算热膨胀、热收缩荷载。
荷载与结构设计方法Load & structural design昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星教材.教学计划教材:《荷载与结构设计方法》白国良主编主要参考书1、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001Unified standard for reliability design of building structures2、《建筑结构荷载规范》GB50009—2001Load code for the design of building structures3、《工程结构荷载与可靠度设计原理》李国强等编著教学计划上课时间:1~16周星期四第3~4小节(10;10~11:45)(呈贡多媒体教室420)总学时:32学分:2考查:平时成绩/考试成绩=20/80关于本课程中央电视台新台址CCTV主楼位于北京市朝阳区东三环中路。
建成后最高点为234米,建筑面积约40万平方米。
主楼由两座斜塔(纵、横方向均倾斜6度)、连接两座斜塔顶部的14层高层悬臂结构,以及9层裙楼与大楼底部的3层地下室组成。
关于本课程⏹结构设计和研究的主要内容可概括为五个部分:1、结构方案选择、结构概念设计;2、荷载分析—分析结构上可能出现的各种作用的性质,及其量值的计算;3、结构分析—结构内力、位移、变形等作用效应的分析计算;4、抗力分析—结构的强度、刚度、稳定性等的分析计算;5、结构可靠性分析—研究结构作用效应与结构抗力的分析计算方法。
▪本课程的内容为上述内容的第2和第5部分,主要讲述荷载的分类和各种主要荷载的概念、原理和计算方法。
讲述荷载与结构抗力的统计分析、结构可靠度分析、结构概率可靠度设计方法。
▪本课程的前修课程为1、概率论与数理统计2、结构力学▪本课程是混凝土结构、砌体结构、钢结构等后续结构设计课程的基础。
1.1 荷载与作用⏹结构的定义⏹结构是指工程实体的受力体系⏹建筑结构building structure组成工业与民用房屋建筑包括基础在内的承重骨架体系。
第一章1。
工程结构的基本功能是什么?①能为人类生活和生产提供良好的服务,满足人类使用要求,审美要求的结构空间和实体②承受和低于结构服役过程中可能出现的各种环境作用2。
说明直接作用和间接作用的区别①直接作用直接以力的不同集结形式作用于结构,包括结构的自重,行人及车辆的自重,各种物品及设备的紫红,风压力,土压力,雪压力,水压力,冻胀力,积灰荷载德不孤,这一类作用通常也称为荷载②间接作用不直接以力的某种集结形式出现,而是引起结构的振动,约束变形或外加变形,但也能使结构产生内力或变形等效应,包括温度变化,材料的收缩和膨胀变形。
地基不均匀沉降、地震、焊接等。
3。
什么是作用效应?作用在结构上产生的内力和变形称为作用效应4。
作用有哪些类型?①按随时间变化分类:永久作用、可变作用、偶然作用②按随空间变化分类:固定作用、自由作用③按结构的反应特点分类:静态作用、动态作用5.永久作用、可变作用主要是指哪些荷载永久作用指在设计基准期内作用随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。
如结构自重、土压力、水位不变的水压力、预加压力、地基变形、钢材焊接、混凝土收缩变形等。
可变作用指在设计基准期内作用随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
如结构施工过程中的人员和物体重力、车辆重力、吊车荷载、服役结构中的人越和设备重力、风荷载、雪荷载、冰荷载、波浪荷载、水位变化的水压力、温度变化等.6.我国结构设计方法是怎样演变的?容许应力法,破损阶段法,极限状态设计法和概率极限状态设计四个阶段。
7.何为概率极限状态设计法?是以概率论为基础,视作用效应和影响结构拉力的主要因素为随机变量,根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计法。
第二章自重:指组成结构的材料自身重量产生的重力,属于永久作用.土的自重应力:颗粒间压力在土体中引起的应力.雪压:是指单位面积上的积雪重量。
基本雪压:是指当地空旷平坦地面上根据气象资料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。
荷载与结构设计方法第一篇:荷载与结构设计方法《荷载与结构设计方法》1-本课程的工程应用现状和前景:⑴根据全国高等学校土木工程专业指导委员会制定的土木工程专业本科培养方案,工程结构荷载和可靠度设计方法应作为土木工程专业本科生必备的基础知识,一个土木工程领域的工程师,应当掌握各类工程结构荷载的类型及取值方法、工程结构可靠度原理及设计方法。
⑵工程结构的最重要功能,就是承受其服役过程中可能出现的各种荷载和作用,所以在各类工程结构的设计、施工、监理等过程当中,应当掌握结构上出现的荷载作用与效应,从而保证结构的安全可靠。
避免因为荷载的疏漏或偏差,导致工程事故的发生。
⑶工程结构设计的第一步就是要确定施加在结构上的荷载与作用,并要以最经济的手段保证结构在预定的使用期限内有足够的承载能力以抵抗自然界各种作用力,将结构的变形控制在满足正常使用的范围内。
2-本课程的学习难度和深度:通过本课程的学习,学生应当掌握下列主要内容:⑴土木工程荷载的分类及代表值;(2)建筑结构荷载的确定和计算(其中包括地震作用);⑶桥梁工程荷载的确定和计算;(4)结构概率可靠度设计方法及规范设计表达式。
3-本课程和前期以及后期课程的关系:本课程和前期课程的关系:学生应当掌握一定的数学、力学知识,如:《高等数学》、《理论力学》、《材料力学》等课程。
合理确定工程结构上作用的荷载值,是进行力学分析计算的首要前提,力学计算才有用武之地。
本课程和后期课程的关系:本课程对后期的《混凝土结构设计》、《钢结构设计》、《建筑结构抗震》等专业课程学习也会有所帮助。
特别是对顺利完成土木工程的毕业设计(结构设计),有着较为重要的作用。
《建筑工程招投标与建设法规》本课程主要内容包括:城乡规划、工程勘察设计、工程建设程序、工程建设执业资格、工程发包与承包、工程建设合同、建设工程监理、建筑安全生产、建设工程质量等方面的法规。
还较为详细地介绍了与工程建设有密切关系的合同法、房地产法等相关法规。