荷载与结构设计方法：绪论及第一章 荷载与作用

荷载与结构设计方法荷载与结构设计方法主编柳炳康副主编黄慎江武汉理工大学出版社AndrzejS.Nowak,KevinR.Collins.ReliabilityofStructures.参考文献1、中华人民共和国国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）2、陈基发等.中国建筑工业出版社.《建筑结构荷载设计手册》3、面向21世纪教材.《工程结构荷载与可靠度设计原理4、中华人民共和国国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2001）5、中华人民共和国国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153—92）6、风工程、地震工程等相关书籍工程中的荷载你可以学到的荷载有哪些？这些荷载如何定义、取值的？工程设计中如何考虑的？你认为这门课是否重要？绪论结构工程专业的知识体系①结构分析②荷载与结构设计准则③结构设计基本原理④结构工程设计⑤结构试验与测试⑥结构工程施工。}结构工程基础知识}结构工程专门知识

绪论工程结构设计荷载结构抗力结构设计方法工程结构设计的目的就是要保证结构具有足够的抵抗自然界各种作用力的承载能力，并将结构变形控制在满足正常使用的范围内。绪论本门课程的内容荷载各种荷载的概念、原理及设计方法结构设计方法荷载与结构抗力的统计分析、结构可靠度的原理及分析方法、结构概率可靠度设计方法课程考核方法试卷及答案一套（10+5分）出勤及课堂表现（10+5分）闭卷考试（70分）平时成绩课程成绩第一章荷载与作用第一节工程结构的荷载与作用荷载与作用从哪里来？第一节工程结构的荷载与作用工程结构:是指用建筑材料建造的房屋、道路、桥梁、隧道、堤坝等工程设施。工程结构首先应满足自身功能要求，其次工程结构需要形成一个坚实的骨架，承受使用过程中可能出现的各种环境作用。如房屋结构要承受自身重量、人群和家具重量、风压力和雪重等作用。第一节工程结构的荷载与作用定义：荷载——由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。例如：重力、水压力、风压力；效应——结构的内力、位移、变形、应力、应变、裂缝以及加速度作用——使结构产生各种效应的各种原因的总称；直接作用——直接作用在结构上的各种荷载；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，例如：地震、温度变化、地基不均匀沉降等。第二节作用分类1、按时间变异分类：永久作用：在结构设计基准期内不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。例如：自重、土的侧压力、水压力、预应力、钢材焊接应力、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降；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以忽略。例如：风荷载、雪荷载、楼面活荷载、车辆重力荷载及制动刹车力、温度变化等；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较短。例如：地震、爆炸冲击荷载，突发洪水等第二节作用分类2、按空间变异性分类：固定作用：在结构空间位置上具有固定的分布。如：结构自重、固定设备等；可动作用：在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布。例如：房屋中的人员、家具荷载、桥梁上的车辆荷载、吊车荷载等；在进行结构分析时，对于动态作用应当考虑其动力效应，运用结构动力学方法考虑其影响；也可采用乘以动力参数的简化方法，将动态作用转换为等效的静态作用来考虑。第二节作用分类3、按结构的反应分类：静态作用：对结构或结构构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。例如：结构自重、土压力、温度变化、楼面上的人员荷载、雪荷载等；动态作用：对结构或构件产生不可忽略的加速度。例如：地震、风荷载、冲击荷载、设备震动、爆炸荷载等；第三节荷载的代表值1、定义：荷载代表值：由于施加在结构上的集中力和分布力引起的直接作用有明显的变异性，在设计时为了便于取值，通常是考虑荷载的统计特征赋予一个规定的量值，这个量值称为荷载代表值。工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值、组合值、频遇值和准永久值；荷载标准值：荷载在结构使用期间可能出现的最大值。是荷载的基本代表值；荷载组合值：当有两种或两种以上的可变荷载同时作用在结构上，所有可变荷载同时达到最大值的概率极小，这时产生作用效应最大的荷载取标准值，其他可变荷载取小于其标准值的组合值；荷载准永久值：可变荷载在结构使用期间经常达到和超过的值。用于考虑荷载对结构的持久作用影响；荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现且量值较大的值。用于荷载短期效应组合中。第三节荷载的代表值2、荷载代表值的使用方法：不同类别的荷载，在不同极限状态设计中，应采用不同的代表值；永久荷载的代表值为标准值；可变荷载根据设计的不同要求，采用标准值、组合值、频遇值和准永久值作为代表值；

偶然荷载效应根据试验资料，结合工程经验确定其代表值；考虑地震作用时，将全部结构自重及部分可变荷载合并为重力荷载，设计时以结构自重标准值和部分可变荷载组合值之和为重力荷载代表值，地震效应应在重力荷载代表值的基础上确定；我国设计规范正常使用极限状态设计中通常采用荷载效应的标准值组合，过分偏于安全；第三节荷载的代表值2、荷载代表值的使用方法：频遇组合意味着允许某些极限状态在一个短的持续时间内被超过，随着人们对正常使用功能控制认识的深化，会逐渐代替现行标准组合；准永久组合相当于可变荷载在整个变化过程中的中间值，它代表结构上长期作用的