荷载与结构设计方法(白国良)-第一章

1、日本明石海峡大桥于1998年4月建成，是世界上最大的悬索桥。该桥全长3910米，中心支距1990米，中国江阴长江大桥主跨1385米，东方明珠电视塔468米，是亚洲最高的塔。1991年3月开工，1994年11月竣工，总重量12万吨，总投资8.3亿元。东方明珠塔由三根直径9米的巨型柱子、一个太空舱、一个上球体、一个下球体、五个小球体、一个塔座和一个正方形组成。央视新址，建设规模：总建筑面积约49.59万平方米，主楼有51层，234米，44层，194米。14层悬挑结构总投资预算：50亿元。存在一些问题：1 .建筑物的三维结构不稳定性和整体抗震能力；2.重力作用下结构基础的抗倾覆问题：3.45米悬臂竖

2、向地震问题；4.对风湍流的阻力；5.打击恐怖活动的结构安全；鸟巢，国家体育场的鸟巢，是由一系列绕着碗形座位区旋转的放射状门式钢桁架组成的。它结构科学简洁，设计新颖独特，是一座具有国际特色的巨型建筑。鸟巢，上海80000个体育场，国家大剧院，北京，世界上最高的建筑，总投资超过750亿日元。上海环球金融中心101层，492.5米，大楼90层(约395米)装有两个风闸，每个重150吨。传感器用于测量建筑物在风的情况下的摇晃程度和方向，自控运动减少了建筑物的摇晃。佩托纳斯大厦，俗称“国有石油双塔”，于1998年在马来西亚吉隆坡建成，西尔斯大厦于1971年至1974年在美国芝加哥建成，高443米。纽约世

3、界贸易中心的双塔于1973年建成，110层，412米厚，于2001年9月11日倒塌。整个钢结构公寓倒塌了，地下是钢筋混凝土结构，地上是四层钢结构公寓。一楼和二楼倒塌，三楼和四楼倒塌。主要原因是H型钢柱由于侧向支撑失效而出现平面外失稳，建筑物没有倒塌，而是保持了较大的水平变形。原因：斜撑水平抗力不足，梁柱节点连接薄弱。厂房墙壁倒塌，胜利大桥，弯曲的铁路，26米高的水塔倒塌，只有一个角落留在医院的七层楼，招待所，地震后的桥梁，幸存的客房，北京白塔寺，塔顶的一些砖和塔基础被震掉。为了纪念唐山大地震，修建了遇难者纪念碑。2007年9月26日上午，正在越南南部谭灿和永隆省之间修建的谭灿大桥倒塌。越南大桥

4、断裂时，至少有52人丧生。据初步估计，事故发生是因为一个建筑塔吊突然倒塌，落在一天前刚浇上水泥的桥上，造成三个桥面的连锁倒塌。在越南，扭曲的脚手架躺在地上。2007年6月15日凌晨5点，广东325国道九江大桥被一艘运输船舶撞毁，造成200多米的桥面坍塌。2007年8月13日，九江大桥坍塌，湖南凤凰大桥坍塌，凤凰西地沱江大桥坍塌。近四年后，它还没有正式命名或投入使用。2007年8月1日，明尼苏达州密西西比河上的一座桥在晚上高峰时间倒塌，约50辆汽车撞上河中，4人死亡，20人失踪。存在结构隐患和功能老化问题，钢结构的熔化导致纽约世贸中心的倒塌。世界贸易中心的建筑情况由七栋建筑组成，主楼为双塔形，建

5、筑采用钢结构，78000吨钢。建筑周围有密集的钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，被称为“世界之窗”。“波音757和波音767分别在两架客机起飞前后撞向世贸中心的姊妹楼，客机的油箱分别装了约30吨和45吨燃油。客机与大楼相撞时，大火烧红了钢柱，铝板弯曲，玻璃爆裂，办公室设备如电脑、桌椅在火中噼啪作响；接着，燃料从缝隙中疯狂地往下掉，高温像闪电一样击中整栋大楼的钢柱达32分钟，也就是北京时间9月11日当地时间9点40分和11日21点40分，南楼倒塌；一小时38分钟后，也就是当地时间9月11日10: 28，北京时间22: 28左右，北楼突然爆炸并倒塌。也就是说，这一恐怖事件就像一个巨大的“钢铁大炼”，7

6、8，000吨钢被“炼”成一堆扭曲的废钢。美国当地时间9月11日17: 20，纽约世贸中心7号楼47层倒塌，这是世贸中心倒塌的第三栋建筑。原因还在于它的钢结构。纽约世贸中心姊妹楼的高温辐射已经温暖了7号楼，姊妹楼倒塌后，高温集中在地基部分；不幸的是，世贸中心大楼的地基也是用钢连接的，长期的高温传输和大楼内可能发生的爆炸导致7号大楼融化。就像巧克力融化了，纽约世贸中心的三栋建筑化为乌有。10吨梯恩梯可能不会炸毁世贸中心。姐妹楼高达411米。如果要爆破，必须分阶段爆破。如果炸药每隔五层左右放置一次，那么每隔四层左右放置一个区域，这样每隔十层就是一个区域。世贸中心有110层。如果要进行爆破，它可能会被

7、分成11个部分，这将需要半年的时间。一栋建筑至少需要5吨炸药，两栋建筑至少需要10吨。一般爆破一栋普通建筑，炸药消耗量约为50公斤；十吨炸药相当于炸毁200栋普通建筑。此外，10吨梯恩梯不一定会炸毁世贸中心。1993年2月26日，纽约世贸中心姊妹楼地下停车场发生恶性爆炸，地下车库发生爆炸。世贸中心地下建筑的四层被炸穿，有一个30米宽的大洞。现场一片混乱，地板有倒塌的危险。然而，这座建筑仍然屹立不倒，它的地基也没有受到致命的影响。经过一段时间的修复，这座建筑重新开放了。当时，美国联邦调查局和纽约市警察局调查发现，爆炸是由一枚炸弹引起的，而且不止一枚炸弹；有些人估计炸药约为450-1350公斤。第

8、一章：引言，1.1负荷和动作，1.2动作分类，1.1负荷和动作，1。工程结构可靠性设计统一标准GB50068-2001规定，在正常施工和使用过程中，它可以承受各种可能的作用；正常使用时工作性能良好；在正常维护下具有足够的耐久性；设计中规定的事故发生后，仍能保持必要的整体稳定性，建筑需要工作和能量、安全性、适用性、耐久性、经济性、与环境的协调性、承载力极限状态、正常使用极限状态、消防安全、平面和空间布局、通风和采光、隔音和隔热，以便用户要求并具有较长的使用寿命生态环境、社会环境、周围基础设施、建筑环境和定义：使结构产生影响的原因(结构或构件的内力、应力、位移、应变和裂缝等)。)。分类：第一类：直

9、接作用以不同的力的聚合形式直接作用于结构。自重、风荷载、雪荷载、灰尘荷载等。第二种类型：间接作用不直接以力的形式出现，但也会引起结构的内力和变形。温度变化、不均匀沉降、地震、焊接、收缩和蠕变等。二，结构功能，定义：内力(拉伸，压缩，弯曲，剪切和扭转)和变形(拉伸，弯曲，压缩，裂纹，扭转)所产生的，第三章。功效，1.2功能分类，1。根据随时间的变化，在设计参考期内，永久函数的函数不随时间变化，或者它们的变化与平均值相比可以忽略不计。结构自重、土压力、预应力、混凝土收缩和徐变等。设计基准中变量函数的函数随时间变化，其变化与平均值相比不可忽略。风、雪、温度变化、水位变化等。设计参考期：为确定可变负荷

10、的代表值而选择的时间参数(一般为50年)，1.2作用分类，1。永久作用根据随时间的变化，作用值在设计参考期内不随时间变化，或者其变化与平均值相比可以忽略不计。结构自重、土压力、预应力、混凝土收缩和徐变等。可变效应在设计参考期内随时间变化，其变化与平均值相比不可忽略。风、雪、温度变化、水位变化等。不一定发生在设计参考期内，但一旦发生，它们具有大幅度和短持续时间。地震、爆炸、撞击、火灾、龙卷风等。其次，根据空间位置的变化，固定动作在结构的空间位置上具有固定的分布，但其值可能具有随机的自重，固定设备载荷的自由动作可以在结构空间位置的一定范围内随机分布，位置和值可能具有随机效应。人群、家具负载、起重机

11、负载和车辆负载。第三，根据结构的反射特性，静态作用对结构或构件没有动态影响，或者其产生的动态影响与静态影响相比可以忽略。自重、雪荷载、土压力、楼面活荷载和温度变化等动力效应不容忽视。设备振动、爆炸和冲击载荷、载荷：永久载荷、风载荷、雪载荷：地震、温度、变形等。第2章：重力、2.1结构重力、2.2波浪荷载、永久荷载、雪荷载、地板和屋顶活载。一般指结构的自重。1.它被定义为其值不随时间变化的负荷，或者其变化与平均值相比可以忽略，或者其变化是单调的并且可以趋向于极限值。二、自重的计算是根据结构设计中规定的尺寸和材料或结构构件单位体积的自重(或单位体积的自重):Gi=Gi构件的自重Gi=rV公式(kn

12、)；r组件材料体积密度(kn/m3)；V形构件的体积通常根据设计尺寸(cm3)确定。注：自重变化较大的材料构件自重的选择有利于抗倾覆稳定性的计算，取其下限；不利强度计算，取上限。3.结构总重量的计算。在计算结构的总重量时，应把结构分成各种基本构件，根据每个构件的不同材料重量，这些构件易于计算。首先要计算基本构件的重量，通过叠加可以得到结构的总重量。教室采用80毫米厚的现浇钢筋混凝土板，结构布置如图所示。据了解，水磨石地面和细石混凝土垫层厚30毫米(r=22kN/m3)，板底部的石灰砂浆厚12毫米(r=17kN/m3)，因此计算该构件的自重。2.1.2:雪荷载是房屋屋顶上的主要荷载之一，是结构上

13、的可变荷载；地板活载。屋顶活载。1.雪荷载标准值和基本雪压力。1.屋顶水平投影面上的雪荷载标准值应按以下公式计算：其中，雪荷载标准值；屋顶积雪分布系数；基本雪压。2.基本雪压、基本雪压：基本雪压的修订是根据我国672个气象站自建站至1995年的最大雪压和雪深资料，通过统计得到每50年一次的最大雪压，即重现期为50年的最大雪压，以此来规定当地的基本雪压。3、测定基本雪压，当有数据时，查表确定。表2-2。基本雪压的确定，当没有雪压数据时，可以间接计算雪深，其中s为雪压，kn/；h雪深，仅雪面至地面的垂直深度，m；积雪密度，t/m3；重力加速度，9.8m/s2。积雪深度受积雪深度、积雪时间以及当地地

14、理和气候条件的影响。根据区域平均积雪密度计算；东北和北疆平均密度为0.15吨/立方米；华北和西北地区的平均密度为0.13吨/立方米。江西和浙江的平均密度为0.20吨/立方米。淮河以南和秦岭山区的平均密度为0.15吨/立方米。二是屋面雪压，基本雪压是根据地面雪荷载定义的，由于风向、屋面形式和屋面散热的影响，基本雪压不同于地面雪荷载。因此，在计算屋顶雪荷载时，地面基本雪压力应乘以屋顶雪分布系数。影响因素：风、屋顶坡度和屋顶温度。1.风对屋顶积雪的影响，漂移效应：下雪时，风会把落在屋顶上的积雪吹到附近的地面或其他较低的物体上，这种效应称为风漂移效应。高、低跨度屋面：苏联屋面雪分布系数，其中h屋面高差，m；S0，基本雪压，kN/m2。2.屋面坡度对积雪的影响，由于风和雪的作用，屋面雪荷载随着屋面坡度的增大而减小；屋顶表面的光滑度影响雪的滑动；双坡屋顶可能形成一种不平衡状态，其中一个斜坡有雪，另一个斜坡完全滑动；雪滑导致下部屋顶积雪，并可能产生局部载荷。3。屋顶温度对积雪的影响，屋顶散发的热量使一些积雪融化，使积雪容易滑落；不连续加热的房屋容易冻结并产生额外的负荷；重新冻结的冰和雪也可能降低雪的滑动能力；供暖房屋的屋檐冻结，堵塞了屋顶排水，从而对结构造成不利的荷载。根据设计经验和相关资料，我国建筑结构荷载规范(GB