《工程力学》课件 2-1-荷载的简化

荷载及分类任务导学实际工程结构所受的荷载情况非常复杂，力学在分析结构受力的时候，既需要反应结构的真实受力，又需要对力进行简化方便计算。任务导学同一本书竖直放置和水平放置，书的自重没有变化，那两种方式对支撑物的作用是否一样？为什么？我们该如何分析简化这两种荷载呢？实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。任务发布荷载的简化约束的简化结构的简化力学简图的建立力学计算简图的建立单个构件受力图的绘制物体系统受力图的绘制荷载

主动作用在结构或构件上的外力，称为荷载。房屋结构使用中底模浇筑施工人员荷载设备荷载冲击荷载GG1静力荷载动力荷载荷载按作用效应分静力荷载

缓慢地加到结构上的荷载，静荷载作用下结构不产生明显的加速度。静载试验静载试验内部

打桩时冲击力汽车对桥梁的冲击力动力荷载

大小、方向随时间而变化的荷载，动荷载作用下结构各点产生明显的加速度。集中荷载分布荷载荷载按作用范围分集中荷载

若荷载作用的范围与构件的尺寸相比很小，可认为荷载集中作用于一点，称为集中荷载。单位kN。吊车轮传给吊车梁的力工字钢传给钢棒的压力

柱子竖直作用时柱子横置于垫木上时分布荷载

若荷载连续分布在一定范围上，称为分布荷载。

q分布荷载

体分布荷载：

当荷载连续的分布在一定体积上时，称为体分布荷载，即重度（容重），单位kN/m3。1.常用的新浇混凝土、砌体重度为24kN/m3；2.含筋率≤2%的钢筋混凝土重度为25kN/m3；3.含筋率>2%的钢筋混凝土重度为26kN/m3。分布荷载面分布荷载：

当荷载连续的分布在一定面积上时，称为面分布荷载，简称面荷载，单位kN/m2。楼面板楼面板重力分布荷载线分布荷载：

当荷载连续的分布在一定长度上时，称为线分布荷载，简称线荷载，单位kN/m。次梁主梁主梁（次梁）重力宽度厚度长度分布荷载线分布荷载：

当荷载连续的分布在一定长度上时，称为线分布荷载，简称线荷载，单位kN/m。次梁主梁主梁（次梁）重力楼面板分布荷载

线分布荷载：

当荷载连续的分布在一定长度上时，称为线分布荷载。均布荷载1非均布荷载2

线荷载等截面箱梁q变截面柱特殊线荷载的合力等效计算注意：以变形体为研究对象时，作用在结构上的分布荷载不能用其合力代替。均布线荷载三角形线荷载梯形线荷载

q

q

例题：如图所示钢筋混凝土预制柱，横置于垫木上，柱的质量均匀分布，容重为25KN/m3，柱的长度3.2m，横截面面积1600cm2，试对该柱的重力进行荷载简化。确定受力构件步骤：

受力构件为钢筋混凝土预制柱例题：如图所示钢筋混凝土预制柱，横置于垫木上，柱的质量均匀分布，容重为25KN/m3，柱的长度3.2m，横截面面积1600cm2，试对该柱的重力进行荷载简化。确定受力构件步骤：确定荷载类型

受力构件为钢筋混凝土预制柱，简化为线均布荷载。q例题：如图所示钢筋混凝土预制柱，横置于垫木上，柱的质量均匀分布，容重为25KN/m3，柱的长度3.2m，横截面面积1600cm2，试对该柱的重力进行荷载简化。确定受力构件步骤：

确定荷载类型计算荷载大小q=4kN/mq=4kN/m永久荷载可变荷载荷载按作用时间长短分偶然荷载大坝结构闸室中水闸设备永久荷载

恒定不变，长期作用在结构上，其大小、方向、位置不变的荷载，称为永久荷载，又称恒载。人群荷载汽车荷载雪荷载可变荷载

大小或者作用点可能发生变化的荷载，称为可变荷载，又称活载。地震轮船撞击桥墩偶然荷载

在工程中不一定出现，一旦出现，数值很大作用时间很短的荷载，称为偶然荷载。荷载结构或构件设计最基础、最重要基本信息《建筑结构荷载规范》极限状态设计方法荷载组合：荷载效应

荷载效应是由荷载作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。极限状态

按当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。极限状态

按当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。设计中的极限状态

——以结构的内力超过其承载能力

为依据

——以结构的变形、裂缝、振动参

数超过设计允许的限值为依据承载能力极限状态正常使用极限状态按承载能力极限状态组合按正常使用极限状态组合取最不利效应组合支撑脚手架水平杆永久荷载+施工荷载+其他可变荷载按承载能力极限状态组合——强度按正常使用极限状态组合——挠度永久荷载荷载组合

按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定，称为荷载组合。承载能力极限状态设计表达式：

安全等级ⅠⅡⅢ

承载能力极限状态基本组合：永久荷载+可变荷载偶然组合：永久荷载+可变荷载

+一个偶然荷载偶然事件后受损结构整体稳固性验算：

永久荷载+可变荷载

承载能力极限状态

基本组合：偶然组合：注意：桥墩配置了防撞设施时，可不计撞击作用。承载能力极限状态

由可变荷载控制取最不利效应设计值由永久荷载控制承载能力极限状态

由可变荷载控制由永久荷载控制

以支撑脚手架立杆稳定承载力的荷载基本组合为例。

永久荷载+

（施工荷载+

其他可变荷载+

风荷载）

永久荷载+

（

施工荷载及其他可变荷载+

风荷载）由永久荷载控制时：由可变荷载控制时：麻烦将左边两个公式像右边一样，按各个符号打散。承载能力极限状态

对结构不利

永久荷载效应控制——1.35可变荷载效应控制——1.2注意：此处所列分项系数来源于《建筑结构荷载规范》；有的行业标准或地方标准在此基础上进行了提高，使用时根据具体要求选用。承载能力极限状态

标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面活荷载——1.3

结构的倾覆、滑移或漂浮验算

荷载的分项系数应满足有关规范的规定。承载能力极限状态

由可变荷载控制由永久荷载控制

受损结构整体稳固性验算承载能力极限状态

正常使用极限状态

设计表达式：

正常使用极限状态标准组合：频遇组合：

准永久组合：注意：以上三种组合情况中的效应设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

总结：

实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。永久荷载任务发布1.明确构件荷载类型步骤：2.计算荷载标准值3.进行荷载组合《建筑结构荷载规范》《建筑施工模板安全技术规范》任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。明确构件荷载类型：任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。

计算荷载标准值：任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。

计算荷载标准值：任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。按承载能力极限状态组合按正常使用极限状态组合由可变荷载控制由永久荷载控制进行荷载组合：

任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。按承载能力极限状态组合按正常使用极限状态组合由可变荷载控制由永久荷载控制进行荷载组合：

C任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。由可变荷载控制进行荷载组合——承载能力极限状态

对结构不利

永久荷载效应控制—1.35可变荷载效应控制—1.2

任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。由可变荷载控制进行荷载组合——承载能力极限状态

标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面活荷载——1.3

任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。由可变荷载控制进行荷载组合——承载能力极限状态

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任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。由可变荷载控制进行荷载组合——承载能力极限状态

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按承载能力极限状态组合时，由可变荷载控制的荷载设计值任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长1200mm，钢板厚2.5mm，钢模板两端支承在钢楞上，用作浇筑220mm厚的钢筋混凝土楼板，试计算钢模板上的荷载，并简化为沿长度方向的线荷载。由永久荷载控制进行荷载组合——承载能力极限状态

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按承载能力极限状态组合时，由永久荷载控制的荷载设计值

[

对结构不利

永久荷载效应控制—1.35可变荷载效应控制—1.2

标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面活荷载——1.3

任务实施实例：组合钢模板块P3012，宽300mm，长120