第2章 重力、侧压力.ppt

2.1 重力 结构自重 土的自重应力 雪荷载 车辆荷载 楼、屋面活荷载 人群荷载 某同学学完大学物理后，说他（她）承受的地球引力为60千克，试问他（她）说得对吗？ 考虑到土木工程中结构各构件的材料容重可能不同，计算结构自重时可将结构人为地划分为许多基本构件，然后叠加即得到结构总自重式(2-2)。 (2-2) 式中， G——结构总自重(kN)； n——组成结构的基本构件数； ri——第i个基本构件的重度(kN/m3)； Vi——第i个基本构件的体积(m3)。 土是由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。在计算土中应力时，通常将土体视为均匀连续的弹性介质，从而应用连续介质力学(例如弹性力学)来研究土中应力的分布。必须指出的是，土的自重应力为土自身有效重力在土体中所引起的应力。 一般情况下，因土层的覆盖面积很大，可将土体假设为均质半无限体，土的自重可看作分布面积为无限大的荷载，土体在自重作用下既不能有侧向变形也不产生剪切变形，只能产生竖向变形。 对于均匀土层，在天然地面下任意深度z处水平面上的竖向自重应力可取该截面上单位面积的土柱体的重力，即： (2-3) 一般情况下，地基土由不同重度的土层所组成。天然地面下深度z范围内各层土的厚度自上而下分别为h1，h2，…，hi，…，hn，则多层土深度z处的竖直有效自重应力的计算公式为： （2-4） 若土层位于地下水位以下，由于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度 ，即 （2-4-1） 一、基本雪压 1. 基本雪压 根据当地气象台(站)观察并收集的每年最大雪压，经统计得出的50年一遇的最大雪压(重现期为50年的最大雪压)，即为当地的基本雪压。雪压是指单位水平面积上的雪重，决定雪压值大小的是积雪深度与积雪密度，因此年最大雪压s(kN/m2)可按下式确定： （2-5） 地面积雪的情况。低屋面上这种飘积雪大小及其分布情况与高低屋面上的高差有关。由于高低跨屋面交接处存在风涡作用，积雪多按曲线分布堆积(图2.1)。 对于多跨屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，其原因之一是风作用下的雪飘积，屋脊处的部分积雪被风吹落到屋谷附近，飘积雪在天沟处堆积较厚(图2.2)。 2）屋面温度对积雪的影响 由于温度和雪滑移的作用，冬季采暖的房间屋面积雪比非采暖的少。不连续加热的屋面，加热期间融化的冰雪可能在不加热期间重新冻结，进而影响屋面的排水，同时产生附加荷载、降低坡屋面上雪滑移能力。 对于大部分的坡屋面，在其檐口处通常由于不加热，形成冰棱及冰坝，一方面堵塞屋面的排水，出现渗漏；另一方面对结构产生不利的荷载效应。 ? 我国《规范》采用屋面积雪分布系数（?r）对双坡屋面考虑均匀雪载和不均匀雪载两种情况。 ? 屋面积雪分布系数应根据不同类型的屋面形式，按《规范》（GB50009-2010）采用。 一辆汽车的总重力等于自重加载重，如100kN的汽车 一、楼面活荷载 楼面活荷载是指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施等产生的重力荷载。由于这些荷载的量值会随时间变化，且位置也是移动的，因此用活荷载这一名词来表达房屋中的这一可变荷载。它包括持久性活荷载与临时性活荷载两部分。 【1】持久性活荷载：是指某个时间段内，其值保持不变的荷载，如家具、设备和常住人员等。 【2】临时性活荷载：是指楼面上偶然出现的短期荷载，例如人群的聚会、装修时的材料堆积、打扫卫生时的家具堆积等。 一、楼面活荷载 1.民用建筑楼面活荷载：一般取值2kN/m2，具体的取值参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）的相关表格。 2.工业建筑楼面活荷载： ? 工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆除的隔墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可用等效均布活荷载代替。 ? 工业建筑楼