楼面活荷载2.ppt

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1、第二章 重 力,内容提要 一、结构自重 二、土的自重 三、雪荷载 四、汽车荷载 （自学范畴） 五、楼面和屋面活荷载 六、 施工和检修荷载及栏杆水平荷载,一、结构自重,1、结构的自重 永久荷载 2、结构自重标准值Gk 应根据结构的设计尺寸和材料的容重标准值确定 一般相当于结构自重实际概率分布的平均值(G) 3、材料容重标准值 按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）确定 常用材料与构件自重(1) 4、结构设计时，将结构自重转化为平均楼面恒载 1.98 2.48kN/m2 木结构; 4.95 7.43kN/m2 钢筋砼结构 2.48 3.96kN/m2 钢结构; 3.46 5.94kN/m2

2、 预应力砼结构 连接, 常用材料和构件的自重(GB50009-2001附录A表A.1) 砖 普通砖（240mm115mm 53mm） 18 kN/m3 普通砖（机制） 19 kN/m3 灰浆 水泥砂浆 20 kN/m3 石灰砂浆、混合砂浆 17 kN/m3 混凝土（砼） 素混凝土 （22 24） kN/m3 泡沫混凝土 （4 6） kN/m3 钢筋混凝土（R.C.） （24 25） kN/m3 砌体 浆砌普通砖（机制） 18（19） kN/m3 空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦） 17 kN/m3 粘土砖空斗砌体（全斗） 13 kN/m3, 墙面 贴瓷砖墙面（25mm厚（包括水泥砂浆打底） 0.5

3、 kN/m2 水泥粉饰墙面（20mm厚，水泥粗砂） 0.36 kN/m2 石灰粗砂粉饰墙面（20mm厚） 0.34 kN/m2 屋顶 小青瓦屋面 （0.9 1.1） kN/m2 粘土平瓦屋面 0.55 kN/m2 油毡防水层 一层油毡刷油两层 0.05 kN/m2 一毡二油上铺小石子 （0.25 0.30） kN/m2 二毡三油上铺 （0.30 0.35） kN/m2 三毡四油上铺 （0.35 0.40） kN/m2 返回,5、例题 例1 双面水泥粉刷厚220墙的自重（20mm厚水泥砂浆面) 解 gk=0.22m19kN/m3+20.36kN/m2=4.90kN/m2,0.02m20kN/m3

4、=0.4kN/m2,80mm厚现浇钢筋混凝土板,0.08m25kN/m3=2.0kN/m2,12mm厚纸筋石灰泥粉底,0.012m16kN/m3=0.192kN/m2,gk=gki=2.592 kN/m2,例2 计算某现浇楼面结构自重的标准值gk 解20mm厚水泥砂浆面层,二、土的自重,1、土的自重标准值Gk 根据土层的厚度和土的容重标准值确定 2、天然状态下土的容重变化范围较大 粘性土 (18 20) kN/m3 砂 土 (16 20) kN/m3 腐填土 (15 17) kN/m3 设计时，土的天然容重取 18 kN/m3, 均质土中： cz= . z,cz沿水平面 均匀分布,cz沿深度

5、直线分布,3、土的自重应力cz,cz,cz=.z,1,.z,z,z,z,天然地面, 不同重度土层中，土的自重应力cz cz 天然地面 h1 1 h1 1 h2 1 h1 + 2 h2 地下水位置 2 h3 1 h1 + 2 h2 +/3 h3 3 /3 h4 1 h1 + 2 h2 +/3 h3 +/4 h4 4 /4 不透水层面 z, 地下水位以下土的重度采用土的有效重度=土的天然重度-水的重度,cz沿深度 折线分布,武汉沌口东风大道海天汽配大世界西区仓库不堪积雪重负垮塌，成千上万的轮胎、钢圈埋在上千平方米的钢架瓦棚之下，电线被拉断。,四川西昌售车展厅被大雪压塌,美中西部雪灾压垮运动场屋顶,

6、重点内容,1、基本雪压S0 2、屋面雪压 3、屋面雪压标准值计算 sk=r s0,三、雪荷载,1、基本雪压S0 单位水平面积上积雪的自重(kN/m2) 系指以当地一般空旷平坦地面上统计所得重现期为50年的最大积雪的自重确定。 S0= . g . h 重力加速度(9.8m/s2) 积雪密度 积雪深度、积雪时间、当地的地理气候条件等因素有关 随积雪深度和积雪时间变化的 方便工程应用 取定值 我国按建筑结构荷载规范（GB50009-2001)全国基本雪压分布图的规定采用 请同学们查全国基本雪压分布图开封地区基本雪压S0 ？,2、屋面雪压 屋面雪压-（不同）-地面雪压 主要原因：风、屋面形式、屋面散热

7、等 风对屋面积雪的影响 风的漂积作用 对高低跨屋面、多跨坡屋面及曲线型屋面的屋角附近区域 屋面坡度对积雪的影响 屋面的雪荷载随其坡度的增加而减小, 风、坡度综合的作用 使迎风面的部分积雪漂积到背风面一侧的屋面上，引起屋面的不平衡积雪荷载 雪的滑移作用（坡度100的屋面） 可能形成一坡有雪另一坡完全滑落的不平衡雪荷载；使滑落的雪堆积在与坡屋面临接的较低屋面上, 屋面温度对积雪的影响 冬季采暖房屋 使部分雪融化产生滑移 不连续加热屋面 融化的雪重新冻结 冰渣可能堵塞屋面排水 屋面较低处结成较厚的冰层 产生附加荷载 采暖的坡屋面 融化的雪在檐口处冻结为冰棱及冰坝，堵塞屋面排水，出现渗漏；对结构产生不

8、利荷载效应,我国规范采用屋面积雪分布系数（r）计算不同屋面的雪压 屋面积雪分布系数应根据不同类型的屋面形式，按规范（GB50009-2001）采用。,3、屋面雪荷载标准值（GB50009-2001） 屋面水平投影面上雪荷载标准值应按下式计算：,屋面积雪分布系数,基本雪压（ kN/m2 ）,雪荷载标准值（kN/m2） sk=r s0,1、单跨单坡屋面,2、单跨双坡屋面,例3高低屋面,条件：某郑州高低屋面房屋，其屋面承重结构为现浇钢筋混凝土双向板。房屋的平面图及剖面图见图，当地的基本雪压为,。 要求：确定高跨及低跨钢筋混凝土屋面板时应考虑的雪荷载标准值。,3m,6m,6m,解：根据规范表621项次

9、8的规定 高跨钢筋混凝土屋面板时应考虑的雪荷载标准值,低跨钢筋混凝土屋面板时应考虑的雪荷载标准值：,由于高低屋面的差值h=3m，不均匀积雪的分布范围,已覆盖低跨屋面范围，因此均布面荷载,例题4双跨双坡屋面,r,1.0,1.4,r,条件：某车间单层厂房位于天津市郊区，车间长120m，柱距6m，60m处设伸缩缝(并按防震缝考虑)，为两跨24m跨度并设有天窗的等高排架厂房，,要求：试计算该屋面雪荷载标准值，画出雪载分布示意图，设计结构及屋面构件时如何采用。,（1）设计数据,天津市基本雪压：So=04kNm2，,屋面雪载标准值计算,均匀分布,天窗间屋面：,天窗外屋面：,（2）分情况计算,不均匀情况,天

10、窗上屋面：,四、汽车荷载,1、一辆汽车的总重力=汽车自重+载重量。一辆100kN的汽车 30 70 前轴 后轴 2、汽车荷载 车道荷载 车辆荷载, 桥梁结构整体计算, 桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算,3、汽车荷载等级 公路-I 公路-II,4、各级公路桥涵设计的汽车荷载等级, 二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路-I级汽车荷载。, 四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公路-II级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。,5、车道荷载 “均布荷载+集中荷载”的形式 根据车道荷载与车辆荷载在结构构件中产生的内力（弯

11、矩、剪力）等效确定, 公路-I级车道荷载, 车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上 集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处,5、车辆荷载 公路-I和公路-II级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。,五、楼面和屋面活荷载,重点内容 1、活荷载如何取值（如何取值） 2、活荷载在计算中的折减（什么时候考虑）,问题一：活荷载包括哪些内容,民用建筑楼面均布活荷载,工业建筑楼面活荷载,屋面均布活荷载载,屋面积灰荷载,施工、检修荷载和栏杆水平荷载,需考虑冲击力时，可将荷载乘以动力系数后按静力 进行计算。,五、楼面和屋面活荷载,一、民用建筑楼面活荷载 持久性活荷载 设

12、计基准期内经常出现家具等设备产生的荷载 临时性活荷载 设计基准期内短暂出现人员的聚汇荷载, （一）民用建筑楼面均布活荷载的标准值,1、活动的人较少,2.0kN/m2,(1) 住宅、宿舍、旅馆、办公楼医院病房、托儿所、幼儿园,(2) 试验室、阅览室、会议室、医院门诊室,2、活动的人较多且有设备,2.5kN/m2,教室、食堂、餐厅、一般的资料档案室,3、活动的人很多且有较重设备,3.0kN/m2,（1）礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台,（2）公共洗衣房,4、活动的人很集中，有时候很拥挤或有较重的设备,3.5kN/m2,(1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客候车室,(2)无固定座位的看台

13、,5、活动性质比较剧烈,4.0kN/m2,（1）健身房、演出舞台,(2)运动场、舞厅,6、储存物品的仓库,5.0kN/m2,（1）书库、档案室、储藏室,12kN/m2,（2）密集柜式书库,书架高度大于2m 时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/ 确定。,7、有大型的机械设备,7.0kN/m2,通风机房、电梯机房,注意：楼面上有特别重的设备时应该按照具体情况具体分析,注意事项, 1、民用建筑楼面均布荷载标准值中不包括隔墙自重和二次装饰荷载 固定隔墙的自重 按恒荷载考虑 非固定隔墙（隔墙位置可灵活自由布置） 作为楼面活荷载的附加值考虑 楼面活荷载的附加值(kN/m2) = 每延米长墙重

14、（kN/m）的1/3 且附加值 1.0 kN/m2（楼面活荷载小于4.0 kN/m2 ） 附加值 0.5 kN/m2（楼面活荷载大于4.0 kN/m2 ）,2、第8 项中的客车活荷载只适用于停放载人少于9 人的客车；消防车活荷载是适用于满载总重为300kN 的大型车辆； 当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷载。,（二）、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 规范（GB50009-2012）规定了工业与民用建筑房屋的屋面其水平投影面上的均布活荷载的标准值：,上人屋面的均布活荷载的标准值： 2.0 k

15、N/m2 不上人的屋面均布活荷载标准值： 0.5 kN/m2 屋顶花园均布活荷载标准值： 3.0 kN/m2 屋顶运动场 3.0 kN/m2,注意：屋顶花园活荷载不应包括花圃土石等材料自重。,5、屋面积灰荷载 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筑时考虑 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、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（一般厂房36个月清灰一次）的厂房屋面水平投影面上的积灰荷载=0.3kN/m2 1.0kN/m2 -见规范（GB50009-2012）表5.4.1-1（教材表2-8）, 积灰荷载应与雪荷载或不

16、上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。 即积灰荷载+（雪荷载、不上人的屋面均布活荷载）max, 屋面直升机停机坪荷载应根据直升机总重按局部荷载考虑，同时其等效均布荷载不低于5.0 kN/m2 。 局部荷载应按直升机实际最大起飞重量确定，当没有机型技术资料时，一般可依据轻、中、重三种类型的不同要求，按规范规定选用局部荷载标准值及作用面积。,知识延伸：屋面直升机,二、设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值的折减 考虑到作用于楼面上的活荷载不可能以标准值的大小同时布满所有的楼面，在设计梁、墙、柱及基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。 在确定梁、墙、柱及基础的荷载标准值时，还应按

17、楼面活荷载标准值乘以折减系数。, GB50009规定：,1、在设计其楼面梁时,教材表2-5 1)第1(1)项当楼面梁从属面积超过25 时，应取0.9； 2)第1(2)7 项当楼面梁从属面积超过50 时应取0.9；,A,活荷载按楼层的折减系数,对其他建筑物，不考虑层数直接按楼面梁的折减系数考虑。,2 设计墙、柱和基础时的折减系数 1)第1(1)项应按下表规定采用； 2)第1(2)7 项应采用与其楼面梁相同的折减系数；,例题,某存放一般资料的两层档案室，其承重结构为无梁楼盖板柱体系，柱网尺寸为7.8mX7.8m，楼层净高为3.0m，楼板厚度0.26m各层楼面上可以布置灵活的C型轻钢龙骨12mm厚石膏板隔墙（0.27kN/m2) 求（1）楼面活荷载设计值是多少？ （2）柱A在基础截顶部面上由楼面活荷载传来的活载标准值产生的轴力,A,7.8m,7.8m,（1）查规范其活荷载设计标准值为,（2）隔墙附加荷载设计标准值为,其值小于1，取,（3）最终附活荷载设计标准值为,（4）楼面活荷载产生的柱底,