荷载与结构设计方法：第2章 重力、侧压力

1、第2章 重力、侧压力2.1 重力2.2 侧压力第2章 重力、侧压力2.1 重力2.1.1 结构自重，1.定义组成结构的材料自身重量产生的重力，属永久作用2.计算2.1 重力2.1.1 结构自重，3.常用材料和构件的重度 见附录4.不同重度材料结构的计算2.1 重力2.1.2土的自重应力，土的组成：土是一种三相非连续介质，由固体颗粒（固相）、水（液相）和气（气相）组成，土中任意截面上都包括骨架和孔隙的面积。土的自重应力：计算土中应力时，通常不考虑土的非均匀性，而是把土体简化为均质连续体，采用连续介质力学理论（如弹性力学理论）计算土中应力的分布，土中应力取为单位面积（包括孔隙面积在内）的平均应力。

2、2.1 重力2.1.2土的自重应力，土的自重应力是土自身有效重力在土体中所引起的应力。土的自重应力的计算：土的天然重度计算深度2.1 重力2.1.2土的自重应力，多层土的自重应力的计算：2.1 重力2.1.2土的自重应力，地下水对土的自重应力的影响：2.1 重力2.1.3雪荷载，1.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。重现期为50年的最大雪压。2.1 重力2.1.3雪荷载，2.屋面的雪压风对屋面积雪的影响对高低跨屋面、多跨坡屋面及曲线形屋面影响大屋面坡度对积雪的影响随屋面坡度的增大而减小坡度大于10时可能产生雪滑移屋面温度对积雪的影响冬季采

3、暖房使使部分积雪融化产生雪滑移2.1 重力2.1.3雪荷载，2.屋面的雪压2.1 重力2.1.3雪荷载，2.屋面的雪压2.1 重力2.1.4车辆荷载，1.列车活载中华人民共和国铁路标准活载（简称“中-活载”）“中-活载”分普通活载和特种活载“中-活载”是桥梁设计的依据验算桥梁横向稳定时，以空车时最大横向风力为最不利2.1 重力2.1.4车辆荷载，2.汽车、平板挂车和履带车荷载把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式，作为设计荷载把偶然、个别出现的平板挂车或履带车作为验算荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，1.楼面活荷载房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施等产生的重力荷载住宅和办公楼的

4、楼面活荷载的最小值取2.0kN/m22.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，1.楼面活荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，1.楼面活荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，1.楼面活荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，2.屋面活荷载（1）房屋均布活荷载房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载屋面均布活荷载包括施工检修人员、工具等自重，上人屋面还包括人员临时聚汇的荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，2.屋面活荷载（1）房屋均布活荷载2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，2.屋面活荷载（1）屋面积灰荷载设计生产中有大量排灰的冶金、铸造、水泥等行业的建筑时需要考虑主要影响因素

5、有除尘装置的使用维修情况、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2.1 重力2.1.5楼、屋面活荷载，2.屋面活荷载（1）屋面积灰荷载屋面积灰荷载的增大系数可参照雪荷载的分布系数有雪地区的积灰荷载与雪荷载需要同时考虑2.1 重力2.1.6人群荷载，1.公路桥梁人群荷载2.1 重力2.1.6人群荷载，2.铁路桥上人行道荷载2.1 重力2.2 侧压力第2章 重力、侧压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，1.基本概念及土压力的分类土压力是墙后填土的自重或填土表面上的荷载对墙产生的侧向压力挡土墙的结构形式有重力式、悬臂式、扶壁式等材料类型有块石、素混凝土、钢筋混凝土等侧向压

6、力的性质和大小与墙身的位移、墙体材料、高度及结构形式、墙后填土的性质、填土表面的形状，以及墙和地基之间的摩擦特性等因素有关2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，1.基本概念及土压力的分类2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，1.基本概念及土压力的分类2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，1.基本概念及土压力的分类2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，1.基本概念及土压力的分类2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（1）主动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（1）主动土压力2.2 侧压力2.2.

7、1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（1）主动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（2）被动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（2）被动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（3）填土面有均布荷载土压力的计算2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（3）填土面有均布荷载土压力的计算2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（4）墙后填土为成层土的土压力第一层的土压力按均质土计算计算第二层土压力时，将第一层土按重度换算成与第二层土相同的当量土层按均质土计算第二层土的土压力，但是只在第二层土层

8、厚度范围内有效，注意主动土压力系数是不同的2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（4）墙后填土为成层土的土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，2.郎金土压力理论（5）填土中有地下水的土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，3.库仑土压力理论基本假定挡土墙是刚性的，墙后填土是无粘性土当墙身向前或向后移动时，产生主动或被动土压力的滑动楔体，沿着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑移；滑动土楔体视为刚体2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，3.库仑土压力理论（1）主动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压力，3.库仑土压力理论（1）主动土压力2.2 侧压力2.2.1土的侧向压

9、力，3.库仑土压力理论（2）被动土压力2.2 侧压力2.2.2静水压力及动水压力，1.静水压力2.2 侧压力2.2.2静水压力及动水压力，2.动水压力2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，1.波浪的分类波浪荷载：在有波浪时，水对结构物产生的附加应力波浪的几何要素2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，1.波浪的分类海洋表面的波浪按频率（或周期）排列分类根据干扰力来分类：风波、潮汐波、船行波等自由波和强迫波根据波前进时是否有流量产生而把波分为输移波和振动波其他如按照位置分为表面波和内波；根据水深分为深水波、中水波和浅水波2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，

10、2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.3波浪荷载，2.波浪荷载的计算2.2 侧压力2.2.4冻胀力，1.冻土的概念、性质及其与结构物的关系具有负温度或零温度，内含有冰且胶结着松散固体颗粒的土（岩）分类多年冻土冻结状态持续2年或2年以上的土（岩）季节冻土地表层每年冬季冻结、夏季全部融化的土（岩）瞬时冻土冬季冻结状态仅持续几个小时至数日的土

11、层2.2 侧压力2.2.4冻胀力，1.冻土的概念、性质及其与结构物的关系季节冻土与结构物的关系密切由于土的冻融的作用会造成各种不同程度的冻胀破坏冬季低温时结构物开裂、断裂、倾覆2.2 侧压力2.2.4冻胀力，2. 土的冻胀原理冻土的基本成分：固态的土颗粒+冰+液态水+气体和水汽土体冻胀影响因素：含水量、负温值、土颗粒大小及土颗粒外形等冻胀指土冻结过程中，土中水分冻结成冰，并形成冰层、冰透镜体、多晶体冰晶等形式的侵入体，引起土颗粒间的相对位移，使土体积产生不同程度的扩胀现象2.2 侧压力2.2.4冻胀力，3. 冻胀力的分类2.2 侧压力2.2.4冻胀力，4. 冻胀力的计算2.2 侧压力2.2.4冻胀力，4. 冻胀力的计算2.2 侧压力2.2.4冻胀力，4. 冻胀力的计算2.2 侧压力2.2