2-重力荷载.pdfVIP

第 2 章 重 力 荷 载 教学提示：本章叙述了结构自重、土的自重应力及雪荷载的计算方法，介绍了民用建 筑楼面及屋面活荷载的分布规律，分析了工业厂房吊车荷载的作用特点，给出了桥梁工程 车辆荷载及人群荷载的确定途径。 教学要求：学生应掌握各种重力荷载的取值和计算方法。 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 载则称为重力荷载，主要包括结构自重、土的 自重、雪荷载、车辆重力、屋面和楼面活荷 载等。 2.1 结 构 自 重 结构的自重是由地球引力产生的组合结构的材料重力，一般而言，可以根据结构的材 料种类、材料体积和材料容重计算结构自重(式 2-1) 。结构自重一般按照均匀分布的原则计 算，在施工阶段，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，在施工阶段演算构件 的强度和稳定时，构件重力应乘以适当的动力 系数。 G = γ V (2-1) k 式中， Gk ——构件的自重(kN) ； 3 γ ——构件材料的容重(kN/m ) ； 3 V ——构件的体积，一般按照设计尺寸确定(m ) 。 常见材料和构件的容重见《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001) 附录 A 。式(2-1)适 用于一般建筑结构、桥梁结构及地下结构等各构件自重的计算，但要注意土木工程中结构 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) 。 n G = ∑γ V (2-2) i i i=1 式中，G——结构总自重(kN) ； n——组成结构的基本构件数； 3 γ i ——第 i 个基本构件的重度(kN/m ) ； 3 V——第 i 个基本构件的体积(m ) 。 i 在工程的简化设计及施工验算中，为应用方便起见，有时将建筑物看成是一个整体， 将建筑结构自重简化为平均楼面恒载。近似估算为：一般木结构建筑为 2.0～2.5kN/m2 ，钢 结构建筑为 2.5～4.0kN/m2 2 ，钢筋混凝土结构建筑为 5.0～7.5kN/m 。 第 2 章 重力荷载 ·7 · 2.2 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。若把土体简化为连续体，则应用连 续介质力学(例如弹性力学)来研究土中应力的分布。在计算土中应力时，通常将土体视为 均匀连续的弹性介质。假设天然地面是一个无 限大的水平面，土体在自重作用下只产生竖 向变形，而无侧向变形和剪切变形，因此在任意竖直面和水平面均无剪应力存在。土中任 意截面都包括土体骨架的面积和孔隙的面积，地基应力计算时只考虑土中某单位面积上的 平均应力。实际上，只有通过颗粒接触点传递 的粒间应力