雪荷载与土侧压力计算.ppt

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1、第二章 重力 侧压力一、结构自重 二、土的自重应力三、雪荷载 四、楼面活荷载五、人群荷载内容提要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)第一节 结构自重式中 ：构件的自重(kN)：构件材料的重度(kN/m3)：构件的体积，一般按设计尺寸确定(m3)4、当各构件材料重度不同时，可将结构会划分为多的基本构件，计算出基本构件重量后叠加。常用材料和构件的自重常用材料和构件的自重(GB50009-2001(GB50009-2001附录附录A A表表A.1)A.

2、1)砖砖 普通砖（普通砖（240mm240mm 115mm 115mm 53mm 53mm）18 kN/m3 18 kN/m3 普通砖（机制）普通砖（机制）19 kN/m3 19 kN/m3 灰浆灰浆 水泥砂浆水泥砂浆 20 kN/m3 20 kN/m3 石灰砂浆、混合砂浆石灰砂浆、混合砂浆 17 kN/m3 17 kN/m3 混凝土（砼）混凝土（砼）素混凝土素混凝土 22 22 24 kN/m3 24 kN/m3 泡沫混凝土泡沫混凝土 4 4 6 kN/m3 6 kN/m3 钢筋混凝土（钢筋混凝土（R.C.R.C.）24 24 25 kN/m3 25 kN/m3 砌体砌体 浆砌普通砖（机制）

3、浆砌普通砖（机制）18 18（1919）kN/m3 kN/m3 空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦）空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦）17 kN/m3 17 kN/m3 粘土砖空斗砌体（全斗）粘土砖空斗砌体（全斗）13 kN/m3 13 kN/m3第一节 结构自重 墙面墙面 贴瓷砖墙面（贴瓷砖墙面（25mm25mm厚（包括水泥砂浆打底）厚（包括水泥砂浆打底）0.5 kN/m 0.5 kN/m2 2 水泥粉饰墙面（水泥粉饰墙面（20mm20mm厚，水泥粗砂）厚，水泥粗砂）0.36 kN/m 0.36 kN/m2 2 石灰粗砂粉饰墙面（石灰粗砂粉饰墙面（20mm20mm厚）厚）0.34 kN/m 0.34

4、kN/m2 2 屋顶屋顶 小青瓦屋面小青瓦屋面 （0.9 0.9 ）kN/m kN/m2 2 粘土平瓦屋面粘土平瓦屋面 0.55 kN/m 0.55 kN/m2 2 油毡防水层油毡防水层 一层油毡刷油两层一层油毡刷油两层 0.05 kN/m 0.05 kN/m2 2 一毡二油上铺小石子一毡二油上铺小石子 （0.25 0.25 ）kN/m kN/m2 2 二毡三油上铺二毡三油上铺 （0.30 0.30 ）kN/m kN/m2 2 三毡四油上铺三毡四油上铺 （0.35 0.35 ）kN/m kN/m2 2第一节 结构自重例1 双面水泥粉刷厚240砖墙的自重（20mm厚水泥砂浆面)解18kN/m3+

5、22220kN/m3280mm厚现浇钢筋混凝土板25kN/m3212mm厚纸筋石灰泥粉底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厚水泥砂浆面层例 题均质土中：cz=.zcz沿水平面 均匀分布cz沿深度 直线分布1、土的自重应力cz第二节 土的自重应力成层土中竖向自重应力沿深度的分布第二节 土的自重应力成层土z处的竖直有效自重应力：n：从天然地面起到深度z处的土层数;hi:第i层土的厚度（m）;i:第i层土的天然重度，若土层位于地下位以下，由于受到水的浮力作用应取土的有效重度i代替天然重度i。第二节 土的自重应力第三节 雪荷载积雪过重压塌市场屋顶积

6、雪过重压塌市场屋顶 莫斯科市场坍塌压死莫斯科市场坍塌压死48人人 06年德国东南部阿尔卑斯山小镇巴特赖兴哈年德国东南部阿尔卑斯山小镇巴特赖兴哈尔当地时间尔当地时间1月日发生惨剧，大雪压塌当地月日发生惨剧，大雪压塌当地一处溜冰馆的屋顶，一处溜冰馆的屋顶，21人死亡人死亡3人失踪人失踪2005年威海年威海12月月8日讯日讯(特派记者特派记者 黄强黄强)今天凌晨今天凌晨3时时58分，位于威海市崮山分，位于威海市崮山镇的威海大峻金属制品有限公司一车间发生坍塌，造成镇的威海大峻金属制品有限公司一车间发生坍塌，造成1人死亡、多人受伤。人死亡、多人受伤。一、基本雪压一、基本雪压第三节 雪荷载定义：当地空旷平

7、坦地面上根据气象记录资料经统计定义：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。得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。S=S=gh=gh=h 雪压（雪压（2 2）雪重度（）雪重度（）:雪密度（雪密度（kg）h h 雪深（雪深（)l雪重度随雪深的变化雪重度随雪深的变化第三节 雪荷载雪密度随时间的变化雪密度随时间的变化最大雪深与最大雪重度两最大雪深与最大雪重度两者并不一定同时出现者并不一定同时出现。第三节 雪荷载二、屋面雪压二、屋面雪压影响屋面雪压的因素：影响屋面雪压的因素：风；风；屋面形式；屋面形式；屋面散热屋面散热 1.1.风对屋面积雪的影响风对屋面

8、积雪的影响漂积作用漂积作用 在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪吹积到附近的地面上或其他较低的物体上，这种影响称吹积到附近的地面上或其他较低的物体上，这种影响称为风的漂积作用。为风的漂积作用。第三节 雪荷载屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：S Sk kr rS0S0式中式中 S Sk k-雪荷载标准值，雪荷载标准值，kN/mkN/m2 2；r r-屋面积雪分布系数；屋面雪载与地面雪载比值屋面积雪分布系数；屋面雪载与地面雪载比值S S0 0-基本雪压，基本雪压，kN/mkN/m2 2。漂

9、积作用的影响：漂积作用的影响：高低屋面上漂积雪的分布如右示高低屋面上漂积雪的分布如右示第三节 雪荷载使敞风较好的平屋面或小坡度屋面使敞风较好的平屋面或小坡度屋面上的雪压小于邻近地面上的雪压；上的雪压小于邻近地面上的雪压；在高低跨屋面的情况下，在低屋面在高低跨屋面的情况下，在低屋面形成局部较大的漂积荷载；高低屋面形成局部较大的漂积荷载；高低屋面上漂积雪的分布如右示：上漂积雪的分布如右示：在多跨坡屋面情况下，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大在多跨坡屋面情况下，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大第三节 雪荷载当屋面坡度大到某一角度时，积雪就会在屋面当屋面坡度大到某一角度时，积雪就会在屋面上产生滑移或滑落，坡度

10、越大滑落的雪越多，使屋上产生滑移或滑落，坡度越大滑落的雪越多，使屋面雪载越小。面雪载越小。屋面坡度对屋面积雪分布系数的影响屋面坡度对屋面积雪分布系数的影响第三节 雪荷载2 屋面形式对积雪的影响屋面形式对积雪的影响滑落滑落不均匀分布情况：不均匀分布情况：单跨双坡屋面雪载分布单跨双坡屋面雪载分布均匀分布情况：均匀分布情况：第三节 雪荷载“爬坡风爬坡风”效应。风速越大，吹走的积雪越多。而且坡度越陡，这种效应。风速越大，吹走的积雪越多。而且坡度越陡，这种效应越明显。对双坡屋面及曲线型屋面，风作用使总的屋面积雪减少，效应越明显。对双坡屋面及曲线型屋面，风作用使总的屋面积雪减少，还会引起屋面的不平衡积雪荷

11、载。还会引起屋面的不平衡积雪荷载。3 3 屋面散热的影响屋面散热的影响 屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生，故采暖房屋的积雪一般比非采暖房屋小。滑移更易发生，故采暖房屋的积雪一般比非采暖房屋小。第三节 雪荷载注注:1:1第第2 2项单跨双坡屋面仅当角度大等于项单跨双坡屋面仅当角度大等于2020度小等于度小等于3030度时可采用不均匀分布情况度时可采用不均匀分布情况 2 2第第4 4、5 5项只适用于坡度小等于项只适用于坡度小等于2525度的一般工业厂房屋面。度的一般工业厂房屋面。3 3第第7 7项双跨双坡或拱形屋面项双跨双坡或拱形屋面小

12、等于小等于25度度当或当或f/lf/l时只采用均匀分布情况时只采用均匀分布情况 4 4多跨屋面的积雪分布系数多跨屋面的积雪分布系数 可参照第可参照第7 7项的规定采用项的规定采用例例3 3某木屋架仓库屋盖，剖面图如图所示坡度为度，该地区基本雪压为某木屋架仓库屋盖，剖面图如图所示坡度为度，该地区基本雪压为2,2,求求作用在屋盖上的雪荷载标准值。作用在屋盖上的雪荷载标准值。rSk=1.25 r S02例例4 4某高低屋面房屋，其屋面承重结构为现浇钢筋混凝土双向板，屋某高低屋面房屋，其屋面承重结构为现浇钢筋混凝土双向板，屋面平面图及剖面图如图所示，当地基本雪压为面平面图及剖面图如图所示，当地基本雪压

13、为2 2,设计高低跨屋面板的设计高低跨屋面板的雪荷载标准值。雪荷载标准值。高跨屋面板雪荷载标准值：高跨屋面板雪荷载标准值：Sk=r*2=2低跨屋面板雪荷载标准值：低跨屋面板雪荷载标准值：Sk=r S022由于由于h=3mh=3m，不均匀积雪分布范围为，不均匀积雪分布范围为a=2h=6ma=2h=6m，已覆盖低跨屋面范围，因此均，已覆盖低跨屋面范围，因此均布荷载布荷载2 2作用于整个低跨屋面板。作用于整个低跨屋面板。楼面和屋面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、楼面和屋面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施等分别在楼面和屋面上产生的重力荷载用品、设施等分别在楼面和屋面上产生的重力荷

14、载1 1、持久性活荷载、持久性活荷载 设计基准期内经常出现设计基准期内经常出现家具、设备和正常办公人员体重产生的荷载家具、设备和正常办公人员体重产生的荷载第四节 楼面活荷载2 2、临时性活荷载、临时性活荷载 设计基准期内短暂出现设计基准期内短暂出现人员的聚汇荷载如办公室开会时人员的人员的聚汇荷载如办公室开会时人员的临时集中，临时堆放物品重量。临时集中，临时堆放物品重量。楼面活荷载本质是地心引力，楼面活荷载通过一系列集中荷载施加在楼面上，但楼面活荷载本质是地心引力，楼面活荷载通过一系列集中荷载施加在楼面上，但结构设计采用均布荷载，其原理是结构设计采用均布荷载，其原理是“弯矩等效荷载弯矩等效荷载”

15、将几个将几个P P换成均布荷载换成均布荷载q q，使其最大弯矩相等则均布荷载，使其最大弯矩相等则均布荷载q q称为集中荷载称为集中荷载P P的等效荷载的等效荷载常用的几个楼面活荷载值：常用的几个楼面活荷载值：住宅住宅2.02.0KN/m2这些数据是由大量已这些数据是由大量已使用楼面的等效均布使用楼面的等效均布荷载的数据，经数理荷载的数据，经数理统计分析后得到统计分析后得到商店商店3.5 KN/m3.5 KN/m2 2书库书库5.0 KN/m5.0 KN/m2 2一些国家楼面均布活载取值（一些国家楼面均布活载取值（kN/mkN/m2 2）第四节 楼面活荷载第四节 楼面活荷载第四节 楼面活荷载由于

16、楼面均布活荷载可理解为楼面总活载按由于楼面均布活荷载可理解为楼面总活载按楼面面积平均，因此一般情况下所考虑的楼楼面面积平均，因此一般情况下所考虑的楼面面积越大，实际平摊的楼面活载越小。面面积越大，实际平摊的楼面活载越小。故如引起效应的楼面活载面积超过一定的数故如引起效应的楼面活载面积超过一定的数值，则应对楼面均布活载折减。值，则应对楼面均布活载折减。设计楼面梁、墙、柱及基础时，表设计楼面梁、墙、柱及基础时，表4.1.1 4.1.1 中的楼面活荷载标准值在中的楼面活荷载标准值在下列情况下，应乘以规定的折减系数。下列情况下，应乘以规定的折减系数。1 1 设计楼面梁时的折减系数设计楼面梁时的折减系数

17、:1)1)第第1(1)1(1)项当楼面梁从属面积超过项当楼面梁从属面积超过25m25m2 2 时，应取；时，应取；2)2)第第1(2)1(2)7 7 项当楼面梁从属面积超过项当楼面梁从属面积超过50m50m2 2 时应取；时应取；3)3)第第8 8 项项 对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取；对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取；对单向板楼盖的主梁应取；对单向板楼盖的主梁应取；对双向板楼盖的梁应取；对双向板楼盖的梁应取；4)4)第第9 912 12 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。2 2 设计墙、柱和基础时的折减系数设计墙、柱和基础时的折减系数 1)

18、1)第第1(1)1(1)项应按表项应按表4.1.2 4.1.2 规定采用；规定采用；2)2)第第1(2)1(2)7 7 项应采用与其楼面梁相同的折减系数；项应采用与其楼面梁相同的折减系数；3)3)第第8 8 项项 对单向板楼盖应取；对双向板楼盖和无梁楼盖对单向板楼盖应取；对双向板楼盖和无梁楼盖应取应取4)4)第第9 912 12 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。第四节 楼面活荷载例例5 5某医院病房的简支钢筋混凝土楼面梁，其计算跨度为某医院病房的简支钢筋混凝土楼面梁，其计算跨度为7.5m,7.5m,梁梁间距为，楼板为现浇钢筋混凝土板，求楼面承受的均布活

19、荷载在间距为，楼板为现浇钢筋混凝土板，求楼面承受的均布活荷载在量上产生的均布线荷载。量上产生的均布线荷载。解：楼面梁从属面积为解：楼面梁从属面积为A=3.6*7.5=27mA=3.6*7.5=27m2 22525m2Q Qk k例例6 6某停放轿车的停车库钢筋混凝土现浇楼盖，单向板、主次梁结构体系，某停放轿车的停车库钢筋混凝土现浇楼盖，单向板、主次梁结构体系，求次梁承受的楼面均布线荷载标准值及主梁承受的由次梁传来的楼面活荷载求次梁承受的楼面均布线荷载标准值及主梁承受的由次梁传来的楼面活荷载集中力标准值集中力标准值q qk kF Fk k例例7 7某教学楼为钢筋混凝土框架结构，其结构平面及剖面图

20、见图所示，楼某教学楼为钢筋混凝土框架结构，其结构平面及剖面图见图所示，楼盖为现浇单向板主次梁承重体系，求教学楼中柱盖为现浇单向板主次梁承重体系，求教学楼中柱1 1在第四层柱顶（在第四层柱顶（1-11-1截截面）处，当楼面活荷载布满时，由楼面活荷载标准值产生的轴向力。面）处，当楼面活荷载布满时，由楼面活荷载标准值产生的轴向力。解：教学楼属于表解：教学楼属于表3-23-2中项次中项次2 2，设计柱时楼面活荷载标准值的，设计柱时楼面活荷载标准值的折减系数应取。查表露面活荷载为折减系数应取。查表露面活荷载为2KN/m2KN/m2 2。故轴向力标准值故轴向力标准值N Nk k例例9 9某混合结构办公楼二

21、层办公室平面图如图所示，整浇钢筋混凝土（钢筋混凝某混合结构办公楼二层办公室平面图如图所示，整浇钢筋混凝土（钢筋混凝土自重土自重25KN/m325KN/m3）楼盖，板厚为）楼盖，板厚为100mm100mm，梁截面尺寸：，梁截面尺寸：b=250mmb=250mm，h=700mmh=700mm，板面，板面20mm20mm厚水泥砂浆面层（水泥砂浆厚水泥砂浆面层（水泥砂浆20KN/m320KN/m3），梁底吊天花（，梁底吊天花（2 2）,计算楼面梁上的计算楼面梁上的恒荷载、活荷载标准值恒荷载、活荷载标准值。解：钢筋混凝土自重解：钢筋混凝土自重25KN/m25KN/m3 3，水泥砂浆，水泥砂浆20KN/m

22、3，天花，天花21 1、恒荷载计算、恒荷载计算钢筋混凝土板：钢筋混凝土板：G G1k1k=25*0.1*3.6=9KN/m=25*0.1*3.6=9KN/m面层、天花：面层、天花：G G2k2k梁自重：梁自重：G G3k3k恒载：恒载：G Gk k2 2、活荷载计算、活荷载计算Q QK K屋面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应按表采用。屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。第四节 楼面活荷载 注：1、不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的规定，将标准值作2 的增减。2、上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。3、对

23、于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度确定屋面活荷载 4、屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。第四节 楼面活荷载屋面积灰荷载设计生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑时，对于具有一定除尘设施和保证清灰制度的机械、冶金、水泥等的厂房屋面，其水平投影面上的屋面积灰荷载，应分别按表和表采用第四节 楼面活荷载作业：有一宿舍走廊单跨简支板如图所示，板厚100mm，板面层做法为20mm厚水泥砂浆面层，板底抹灰为15mm石灰砂浆。求该板在1m宽度计算单元上的荷载标准值（包括恒载与活载）第五节第五节 土的侧向压力土的侧向压力一、基本概念一、基本概念定义：土的

24、侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷定义：土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷 载作用对墙背产生的土压力。载作用对墙背产生的土压力。由于土压力是挡土墙的主要外荷载，因此，设计挡由于土压力是挡土墙的主要外荷载，因此，设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。土压力的计算是一个比较复杂的问题。土压力的计算是一个比较复杂的问题。第五节第五节 土的侧向压力土的侧向压力分类：根据挡土墙的位移情况土压力可分为分类：根据挡土墙的位移情况土压力可分为静止土压静止土压力、主动土压力和被动土压力。力、主动土压力和被动土压力。第五节第五节 土的

25、侧向压力土的侧向压力二、土压力的计算二、土压力的计算1、静止土压力、静止土压力第五节第五节 土的侧向压力土的侧向压力2、主动土压力、主动土压力主动土压力的计算（强度）示意图主动土压力的计算（强度）示意图第一节第一节 土的侧向压力土的侧向压力第一节第一节 土的侧向压力土的侧向压力3、被动土压力、被动土压力被动土压力的计算（强度）示意图第一节第一节 土的侧向压力土的侧向压力第一节第一节 土的侧向压力土的侧向压力例例2 有一挡土墙，高有一挡土墙，高5米，墙背直立光滑填土水平。填土的物理力米，墙背直立光滑填土水平。填土的物理力学性质指标如下：学性质指标如下：c=10KPa，内摩察角为，内摩察角为20度，度，=18KPa。试求。试求主动土压力及作用点主动土压力及作用点