第二章_雪荷载与土侧压力计算.ppt

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,G,k,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/m,3,),：构件的体积，一般按设计尺寸确定,(m,3,),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,(GB50009-2001,附录A,表,A.1),砖 普通砖（,240mm,115mm,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,第一节 结构自重,墙面,贴瓷砖墙面（,25mm,厚（包括水泥砂浆打底）,0.5 kN/m,2,水泥粉饰墙面（,20mm,厚水泥粗砂）,0.36 kN/m,2,石灰粗砂粉饰墙面（,20mm,厚）,0.34 kN/m,2,屋顶,小青瓦屋面 （,0.9,1.1,）,kN/m,2,粘土平瓦屋面,0.55 kN/m,2,油毡防水层 一层油毡刷油两层,0.05 kN/m,2,一毡二油上铺小石子 （,0.25,0.30,）,kN/m,2,二毡三油上铺 （,0.30,0.35,）,kN/m,2,三毡四油上铺 （,0.35,0.40,）,kN/m,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,G=0.24m,1,8,kN/m,3,+2,0.36kN/m,2,=4.90kN/m,2,0.02m,20kN/m,3,=0.4kN/m,2,80mm,厚现浇钢筋混凝土板,0.08m,25kN/m,3,=2.0kN/m,2,12mm,厚纸筋石灰泥粉底,0.012m,16kN/m3=0.192kN/m2,G,k,=,G,ki,=2.592 kN/m2,例,2,计算某现浇楼面结构自重的标准值,G,k,解,20mm,厚水泥砂浆面层,例 题,均质土中：,cz,=,.,z,cz,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,;,h,i,:,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 莫斯科市场坍塌压死,48,人,06,年德国东南部阿尔卑斯山小镇巴特赖兴哈尔当地时间,1,月日发生惨剧，大雪压塌当地一处溜冰馆的屋顶，,21,人死亡,3,人失踪,2005,年威海,12,月,8,日讯,(,特派记者 黄强,),今天凌晨,3,时,58,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,1,人死亡、多人受伤。,一、基本雪压第三节 雪荷载,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。,S=,gh,=,h,雪压（,2,）,雪重度（）,:,雪密度（,kg,）,h,雪深（,),雪重度随雪深的变化,第三节 雪荷载,雪密度随时间的变化,最大雪深与最大雪重度两,者并不一定同时出现,。,第三节 雪荷载,二、屋面雪压,影响屋面雪压的因素：,风；屋面形式；屋面散热,1.,风对屋面积雪的影响,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,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。,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：,S,k,r,S0,式中,S,k,-,雪荷载标准值，,kN/m,2,；,r,-,屋面积雪分布系数；屋面雪载与地面雪载比值,S,0,-,基本雪压，,kN/m,2,。,漂积作用的影响：,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：,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,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。,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,滑落,不均匀分布情况：,单跨双坡屋面雪载分布,均匀分布情况：,第三节 雪荷载,“,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载。,3,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,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,:1,第,2,项单跨双坡屋面仅当角度大等于,20,度小等于,30,度时可采用不均匀分布情况,2,第,4,、,5,项只适用于坡度小等于,25,度的一般工业厂房屋面。,3,第,7,项双跨双坡或拱形屋面,小等于,25,度,当或,f/l,25,m,2,Q,k,=2.0*0.9*3.6=6.48KN/m,例,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，,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,q,k,=4*0.8*3.9=12.48KN/m,F,k,=4*9.6*3.9*0.6=89.86KN,例,7,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,1,在第四层柱顶（,1-1,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。,解：教学楼属于表,3-2,中项次,2,，设计柱时楼面活荷载标准值的折减系数应取,0.9,。查表露面活荷载为,2KN/m,2,。,故轴向力标准值,N,k,=2*2*0.9*3*8.4=90.72KN,例,9,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,25KN/m3,）楼盖，板厚为,100mm,，梁截面尺寸：,b=250mm,，,h=700mm,，板面,20mm,厚水泥砂浆面层（水泥砂浆,20KN/m3,）,，梁底吊天花（,0.45KN/m,2,）,计算楼面梁上的恒荷载、活荷载标准值,。,。,解：钢筋混凝土自重,25KN/m,3,，水泥砂浆,20KN/m,3,，天花,0.45KN/m,2,1,、恒荷载计算,钢筋混凝土板：,G,1k,=25*0.1*3.6=9KN/m,面层、天花：,G,2k,=20*0.02*3.6+0.45*3.6=3.06KN/m,梁自重：,G,3k,=25*0.6*0.25=3.75KN/m,恒载：,G,k,=9+3.06+3.75=15.81KN/m,2,、活荷载计算,Q,K,=2*3.6*0.9=6.48KN/m,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,4.3.1,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,0.2kN/m,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,4.4.1-1,和表,4.4.1-2,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 土的侧向压力,一、基本概念,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。,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。土压力的计算是一个比较复杂的问题。,第五节 土的侧向压力,分类：根据挡土墙的位移情况土压力可分为,静止土压力、主动土压力和被动土压力。,第五节 土的侧向压力,二、土压力的计算,1,、静止土压力,第五节 土的侧向压力,2,、主动土压力,主动土压力的计算（强度）示意图,第一节 土的侧向压力,第一节 土的侧向压力,3,、被动土压力,被动土压力的计算（强度）示意图,第一节 土的侧向压力,第一节 土的侧向压力,例,2,有一挡土墙，高,5,米，墙背直立光滑填土水平。填土的物理力学性质指标如下：,c=10KPa,，内摩察角为,20,度，,=18KPa,。试求主动土压力及作用点,