《荷载与结构计算方法》第二讲

1、第二章第二章 重重 力力 内容提要内容提要 一、结构自重一、结构自重 二、土的自重和侧压力二、土的自重和侧压力 三、雪荷载三、雪荷载 四、车辆荷载四、车辆荷载 五、楼面和屋面活荷载五、楼面和屋面活荷载 六、施工和检修荷载及栏杆水平荷载六、施工和检修荷载及栏杆水平荷载 七、吊车荷载（补充）七、吊车荷载（补充）一、结构自重一、结构自重 1 1、结构的自重、结构的自重 永久荷载永久荷载2 2、结构自重标准值结构自重标准值G Gk k 应根据结构的应根据结构的设计尺寸设计尺寸和和材料的容重标准材料的容重标准值值确定确定3 3、材料容重标准值、材料容重标准值 按按建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB5

2、0009-2001GB50009-2001）(2006(2006年版）年版）确定确定常用材料与构件自重常用材料与构件自重(1)(1)例题连接 常用材料和构件的自重常用材料和构件的自重(GB50009-2001(GB50009-2001附录附录A A表表A.1)A.1) 砖砖 普通砖（普通砖（240mm240mm115mm 115mm 53mm 53mm） 18 kN/m18 kN/m3 3 普通砖（机制）普通砖（机制） 19 kN/m19 kN/m3 3 灰浆灰浆 水泥砂浆水泥砂浆 20 kN/m20 kN/m3 3 石灰砂浆、混合砂浆石灰砂浆、混合砂浆 17 kN/m17 kN/m3 3 混

3、凝土（砼）混凝土（砼） 素混凝土素混凝土 （22 22 24 24） kN/mkN/m3 3 泡沫混凝土泡沫混凝土 （4 4 6 6） kN/mkN/m3 3 钢筋混凝土（钢筋混凝土（R.C.R.C.） （24 24 25 25） kN/mkN/m3 3 砌体砌体 浆砌普通砖（机制）浆砌普通砖（机制） 1818（1919） kN/mkN/m3 3 空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦）空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦） 17 kN/m17 kN/m3 3 粘土砖空斗砌体（全斗）粘土砖空斗砌体（全斗） 13 kN/m13 kN/m3 3 墙面墙面 贴瓷砖墙面（贴瓷砖墙面（25mm25mm厚（包括水泥砂浆打底

4、）厚（包括水泥砂浆打底） 0.5 kN/m0.5 kN/m2 2 水泥粉饰墙面（水泥粉饰墙面（20mm20mm厚，水泥粗砂）厚，水泥粗砂） 0.36 kN/m0.36 kN/m2 2 石灰粗砂粉饰墙面（石灰粗砂粉饰墙面（20mm20mm厚）厚） 0.34 kN/m0.34 kN/m2 2 屋顶屋顶 小青瓦屋面小青瓦屋面 （0.9 0.9 1.1 1.1） kN/mkN/m2 2 粘土平瓦屋面粘土平瓦屋面 0.55 kN/m0.55 kN/m2 2 油毡防水层油毡防水层 一层油毡刷油两层一层油毡刷油两层 0.05 kN/m0.05 kN/m2 2 一毡二油上铺小石子一毡二油上铺小石子 （0.25

5、 0.25 0.30 0.30） kN/mkN/m2 2 二毡三油上铺二毡三油上铺 （0.30 0.30 0.35 0.35） kN/mkN/m2 2 三毡四油上铺三毡四油上铺 （0.35 0.35 0.40 0.40） kN/mkN/m2 2返回返回5 5、例题、例题 例例11 双面水泥粉刷厚双面水泥粉刷厚220220墙的自重（墙的自重（20mm20mm厚水泥砂浆面厚水泥砂浆面) ) 解解 g gk k=0.22m=0.22m 19kN/m19kN/m3 3+2+2 0.36kN/m0.36kN/m2 2=4.90kN/m=4.90kN/m2 20.02m 20kN/m3=0.4kN/m28

6、0mm80mm厚现浇钢筋混凝土板厚现浇钢筋混凝土板0.08m 25kN/m3=2.0kN/m212mm12mm厚纸筋石灰泥粉底厚纸筋石灰泥粉底0.012m 16kN/m3=0.192kN/m2gk=gki=2.592 kN/m2 例例22 计算某现浇楼面结构自重的标准值计算某现浇楼面结构自重的标准值g gk k 解解 20mm20mm厚水泥砂浆面层厚水泥砂浆面层二、土的自重应力和侧向压力二、土的自重应力和侧向压力 1 1、土的自重标准值、土的自重标准值G Gk k 根据根据土层的厚度土层的厚度和和土的容重标准值土的容重标准值确定确定2 2、天然状态下土的容重变化范围较大、天然状态下土的容重变化

7、范围较大 粘性土粘性土 (18 (18 20) kN/m 20) kN/m3 3 砂砂 土土 (16 (16 20) kN/m 20) kN/m3 3 腐填土腐填土 (15 (15 17) kN/m 17) kN/m3 3设计时，土的天然容重取设计时，土的天然容重取 18 kN/m18 kN/m3 3 均质土中均质土中： czcz= = . . z z czcz沿水平面沿水平面 均匀分布均匀分布 czcz沿深度沿深度 直线分布直线分布3 3、土的自重应力、土的自重应力 czcz cz cz= .z1 .zzzz天然地面天然地面 不同重度土层中，土的自重应力不同重度土层中，土的自重应力 czcz

8、 cz h1 1 h1 1 h2 1 h1 + 2 h2 2 h3 1 h1 + 2 h2 + /3 h3 3 /3 h4 1 h1 + 2 h2 + /3 h3 + /4 h4 4 /4 z iniiczh1 地下水位以下土的重度采用地下水位以下土的重度采用土的有效重度土的有效重度= =土的饱和重度土的饱和重度- -水的重度水的重度 czcz沿深度沿深度 折线分布折线分布不透水层面不透水层面天然地面天然地面地下水位面地下水位面Wsat土压力土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。对墙背产生的侧压力。E填土面填土面码头码头桥台桥

9、台E隧道侧墙隧道侧墙E土的侧向压力土的侧向压力1、土压力的类型、土压力的类型 ： 主动土压力主动土压力土土 压压 力力 被动土压力被动土压力静止土压力静止土压力( b )E0Ea( a )( c )Ep相同的墙高和填土条件下：即：EaEo20计算截面以上各楼层活荷计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数载总和的折减系数1.00(0.90)0.850.700.650.600.55活荷载按楼层的折减系数活荷载按楼层的折减系数在设计其楼面梁时在设计其楼面梁时对对住住宅宅、宿宿舍舍、旅旅馆馆、办办公公楼楼、医医院院病病房房、托托儿儿所所、幼幼儿儿园园，按按n6 . 04 . 0考考虑虑，如如表表所所示示

10、。 对其他建筑物，直接按楼面梁的折减系数考虑。对其他建筑物，直接按楼面梁的折减系数考虑。 在设计在设计柱、墙、基础柱、墙、基础时时 GB50009规定：规定： 5 5、屋面积灰荷载、屋面积灰荷载 设计生产中有大量排灰的设计生产中有大量排灰的机械、冶金、水泥等的厂房及其附近建机械、冶金、水泥等的厂房及其附近建筑筑时考虑时考虑 影响主要因素影响主要因素：除尘设施的使用维修情况、清灰制度执行情况、：除尘设施的使用维修情况、清灰制度执行情况、风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等 对于具有除尘设施和保证清灰制度对于具有除尘设施和保证清灰制度（一般厂房（

11、一般厂房3 3 6 6个月清灰一次）个月清灰一次）的厂房屋面水平投影面上的积灰荷载的厂房屋面水平投影面上的积灰荷载=0.3kN/m=0.3kN/m2 2 1.0kN/m1.0kN/m2 -2 -见见规范规范（GB50009-2001GB50009-2001）表）表4.4.1-14.4.1-1 积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑同时考虑。 即即 积灰荷载积灰荷载+ +（雪荷载、不上人的屋面均布活荷载）（雪荷载、不上人的屋面均布活荷载）maxmax 6 6、桥梁人群荷载、桥梁人群荷载 当桥梁计算跨径当桥梁计算跨径

12、 50m50m时，人群荷载标准值取时，人群荷载标准值取 3.0 kN/m3.0 kN/m2 2 当桥梁计算跨径当桥梁计算跨径 1 150m50m时，人群荷载标准值取时，人群荷载标准值取 2.5 kN/m2.5 kN/m2 2 当当 50m50m 桥梁计算跨径桥梁计算跨径 150m150m时，由时，由线性内插法线性内插法得到人群荷载标得到人群荷载标准值准值 城镇郊区行人密集地区的公路桥梁，人群荷载标准值取上述规定城镇郊区行人密集地区的公路桥梁，人群荷载标准值取上述规定值的值的1.151.15倍倍 专用人行桥梁，人群荷载标准值取专用人行桥梁，人群荷载标准值取3.5 kN/m3.5 kN/m2 2

13、人群荷载在横向应布置在人行道的净宽内；人群荷载在横向应布置在人行道的净宽内； 在纵向施加于使结构产生最不利荷载效应的区段内在纵向施加于使结构产生最不利荷载效应的区段内 人行道板（局部构件）可以一块板为单元，按标准值人行道板（局部构件）可以一块板为单元，按标准值4.0 kN/m4.0 kN/m2 2的的均布荷载计算均布荷载计算 计算人行道栏杆时，计算人行道栏杆时， 作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值 0.75kN/m0.75kN/m 作用在栏杆扶手上的竖向力标准值作用在栏杆扶手上的竖向力标准值 1.0kN/m1.0kN/m六、施工和检修荷载及栏杆水平荷载六、施工

14、和检修荷载及栏杆水平荷载 施工或检修集中荷载施工或检修集中荷载 人和小工具的自重等人和小工具的自重等 设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，施工或检施工或检修集中荷载应取修集中荷载应取1.0kN1.0kN，并应在最不利位置处进行验算，并应在最不利位置处进行验算 当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m1.0m取一个集中荷载；取一个集中荷载； 在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.52.5 3.0m3.0m取一个集中荷载。取一个集中荷载。 楼梯、看台

15、、阳台和上人屋面的栏杆顶部水平荷载楼梯、看台、阳台和上人屋面的栏杆顶部水平荷载： 住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，应取住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，应取0.5kN/m0.5kN/m 学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取1.0kN/m1.0kN/m七、吊车荷载（七、吊车荷载（D Dmax max 、 D Dmin min 、T Tmaxmax） v桥式吊车在排架上产生的荷载有竖向荷载桥式吊车在排架上产生的荷载有竖向荷载D Dmaxmax， D Dminmin，横向水平荷载横向水平荷载

16、T Tmaxmax。 v吊车工作级别：吊车工作级别： 轻级：轻级：A1A1、A2A2、A3A3；中级：；中级：A4A4、A5A5；重级：；重级：A6A6、A7A7 超重级：超重级：A8A81 1）吊车竖向荷载）吊车竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin） v当当小车小车吊有额定最大起重量行驶至大车某一侧端头极限位吊有额定最大起重量行驶至大车某一侧端头极限位置时，小车所在一侧的每个大车轮压即为吊车的最大轮压置时，小车所在一侧的每个大车轮压即为吊车的最大轮压P Pmaxmax，同时另外一侧的每个大车轮压即为最小轮压，同时另外一侧的每个大车轮压即为最小轮压P Pminmin。v当两台吊

17、车满载靠紧并行，其中较大一台吊车的内轮正好运当两台吊车满载靠紧并行，其中较大一台吊车的内轮正好运行至计算排架柱的位置时，行至计算排架柱的位置时，作用于最大轮压作用于最大轮压P Pmaxmax一侧排架柱一侧排架柱上的吊车荷载为最大值上的吊车荷载为最大值D Dmaxmax；同时，；同时，在另一侧的排架柱上，在另一侧的排架柱上，则由最小轮压则由最小轮压P Pminmin产生的竖向荷载为最小值产生的竖向荷载为最小值D Dminmin。Dmax 或或Dmin可根据吊车最不利位置和吊车梁支座反力可根据吊车最不利位置和吊车梁支座反力影响线求得：影响线求得：iiyPDyPDminminmaxmax2 2）吊车横向水平荷载）吊车横向水平荷载T Tmaxmaxv当当小车小车沿厂房横向运动时，由于启动或刹车产生一个横向沿厂房横向运动时，由于启动或刹车产生一个横向水平制动力。水平制动力。v四轮吊车每个轮子产生的四轮吊车每个轮子产生的横向水平制动力标准值为：横向水