荷载与结构设计方法第章重力侧压力作者袁吉星.ppt

2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 兰金主动土压力计算 由图分析可判断大主应力为： z0 H Ea 小主应力为侧压力即主动土压力： 设主动土压力系数： 于是有： 当： 由平衡条件可求出： 时可得临界深度： 第三十一页，共四十二页。 2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 William John Macquorn Rankine William John Macquorn Rankine 1820-1872 William John Macquorn Rankine was a Scottish engineer and physicist. He was a founding contributor to the science of thermodynamics. Rankine developed a fully complete theory of the steam engine. His steam engine manuals were used for many decades. In civil engineering Rankine made contributions to: Forces in frame structures; Soil mechanics; Earth pressures, and the stability of retaining walls, especially the graphical Rankine method. 第三十二页，共四十二页。 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 第2章 重力、侧压力 第一页，共四十二页。 2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 2.1、重力 一、基本概念：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、车辆重力、楼面和屋面活荷载。 2.1.1结构自重 结构自重的标准值可按设计尺寸与材料重力密度标准值计算 Gk＝∑γiVi (2- 2) γi __组成结构或构件各材料的自重（KN/M3），按《建筑结构荷载规范》附录A查取； Vi __各结构构件的体积（M3），按设计图纸标注尺寸计算。 ? 例题1. 教室楼面自重计算 取1平方米作为计算单元 30厚水磨石面层 100厚钢筋混凝土结构层 15厚水泥砂浆抹灰 22KN/M3×0.030M3=0.66KN 25KN/M3 ×0.100M3=2.50KN 20KN/M3 ×0.015M3=0.30KN gk=3.66 KN/M2 第二页，共四十二页。 2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 2.1.2 土的自重应力 土是由土颗粒、水、和气所组成的三相非连续介质。若把土简化为连续体，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时，应注意到，土中任意截面上都包括有骨架和孔隙的面积在内，所以在地基应力计算时都只考虑土中某单位面积上的平均应力。必须指出，只有通过土粒接触点传递的粒间应力才能使土粒彼此挤紧，从而引起土体的变形，而且粒间应力又是影响土体强度的一个重要因素，所以粒间应力又称为有效应力。因此，土的自重应力即为土自身有效重力在土体中所引起的应力。 在计算土中自重应力时，假设天然地面是一个无限大的水平面，因此在任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。如果地面下土质均匀，土层的天然重度为γ， 在天然地面下任意深度z处水平面上的竖直自重应力σcz，可取作用于该水平面上任一单位面积的土柱体自重γz×1计算， 即： σcz＝γz (2- 3) 沿水平面均匀分布，且与z成正比，即随深度按直线规律分布。 ? 第三页，共四十二页。 2008荷载与结构设计方法 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系袁吉星 2.1.2 土的自重应力 一般情况下，地基土是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，则成层土深度z处的竖直有效自重应力的计算公式为： σcz =γ1h1 +γ2h2+…+γnhn=∑γihi (2-4) 式中n——从天然地面起到深度z处的土层数 hi——第i层土的厚度