第二讲自重土压力雪详解.ppt

第2章 重力、侧向压力 § 2.1、重力 一、概念：地球上一定高度范围内的物体均会受到地球引力的作用而产生重力。该重力导致的荷载称为重力荷载。 二、包含的对象：主要包括结构自重、土的自重、雪荷载、设计车辆重力、设计楼面和屋面活荷载。 § 2.1.1、结构自重 是指材料自身重量产生的荷载（重力）,属永久作用。 （1）概念：根据结构的材料种类、材料体积以及材料容重可得结构自重。 结构自重一般按照均匀分布的原则计算。 结构的重量(集中) Gi=γV γ=ρg 根据所需力(荷载)的集结形式,常以： 面荷载 g= γhz ( hz:构件厚度） 线荷载 g= γbh (b、 h:构件截面宽度、高度） （2）容重取值规定：对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限或下限值。 （3）施工阶段验算：构件在吊装运输或悬臂施工时引起的结构内力，有可能大于正常设计荷载产生的内力，因此，在施工阶段验算构件的强度和稳定时，构件重力应乘以适当的动力系数。 常见材料和构件的重度表 参见P193~197 附表 应记住的材料重度 § 2.1.2 土的自重应力 土:由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。 计算土中应力时,通常不考虑土的非匀质性,而是将土体简化为均质连续体，运用连续介质力学（例如弹性力学）计算土中应力的分布。 土体对建筑物的作用因建筑结构的不同而有所不同。 （1）假设：计算地基土体的自重应力时，一般将地基作为半无限弹性体来考虑，土体不会发生侧向变形，即：土体单元中仅作用着竖向应力和两个相等的水平应力，剪应力则等于零，且土的竖向自重应力随深度增大，呈三角形分布。 （2）计算：深度为Z的单元体的竖向自重应力等于其单位面积上土柱的有效重量，即： A、竖向自重应力： B、水平应力： 不同土的静止侧压力系数不同，可由试验测定。 K0反映了土体在静止时，水平应力(静止土压力）与竖向应力之间的关系. 一般情况下， K01， 即水平应力(静止土压力）竖向应力； 超固结土且超固结比较大时， K0可能1； 一般地：松砂采用0.4；密砂采用0.7；粘土采用0.5；对于正常固结粘土，可由下式近似计算： 其中：φ为填土的有效内摩擦角。 （3）若计算点在地下水位以下，由于水对土体有浮力作用，则对地下水位以下部分，采用土的浮容重(有效重度）计算： （4）若地基是由多层土所组成，则第n层底面处的竖向自重应力为： 2.1.3 雪荷载 雪荷载：是屋面结构的主要荷载之一，属可变荷载。 1、基本雪压 基本雪压：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出现的最大雪压值。 雪压： s =hρg h---积雪深度 ρ----积雪密度、按地区平均雪密度计算雪压 （积雪深度、积雪时间、地理气候条件） 基本雪压：s0 经统计得出的50年一遇，即重现期为50年的最大雪压。 基本雪压分布图 2、屋面的雪压 基本雪压：针对地面积雪荷载定义。 屋面积雪与之不同，原因有： 风、屋面形式 、屋面散热 漂积作用 屋面坡度 屋面温度 解决：屋面积雪分布系数 实质：换算系数 P13~15 .坡屋面 α≧50° ， 中间角度 ，α≦25° μr=0 ， 插值 ， μr=1 .拱形屋面 μr=l /8f ，0.4 ≦ μr ≦1.0 .考虑(局部)滑雪和(局部) 堆雪影响 0.8(0.6)、 1.4(1.4) .高低跨房屋 μr=2h/ s0 ≦4 平均2.0 4 ≦ a ≦8 例: 天津市郊某两跨设有天窗的等高排架厂房。试计算该屋面雪荷载标准值，画出雪荷载分布示意图