作用与荷载设计2(精品).ppt

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1、第二章第二章 永久作用永久作用 内容提要内容提要 2.1 2.1 概述概述 2.2 2.2 结构自重结构自重 2.3 2.3 土的自重土的自重 2.4 2.4 水的浮力水的浮力2.1 概述v 土木工程中永久作用的类别v预加力与预应力结构v土的侧压力（主动、静止、被动土压力）v基础变位引起的附加作用v混凝土的收缩和徐变及其引起的应力重分布2.2 结构自重结构自重 1 1、结构的自重、结构的自重 永久荷载永久荷载2 2、结构自重标准值结构自重标准值G Gk k 应根据结构的应根据结构的设计尺寸设计尺寸和和材料的容重标准值材料的容重标准值确定确定一般相当于结构自重实际概率分布的平均值一般相当于结构自

2、重实际概率分布的平均值(G G)3 3、材料容重标准值材料容重标准值 按按建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB50009-2001GB50009-2001）确定确定常用材料与构件自重常用材料与构件自重(1)(1)4 4、结构设计时，将结构自重转化为结构设计时，将结构自重转化为平均楼面恒载平均楼面恒载 1.98 1.98 2.48kN/m2.48kN/m2 2 木结构木结构;4.95 4.95 7.43kN/m 7.43kN/m2 2 钢筋砼结构钢筋砼结构 2.48 2.48 3.96kN/m 3.96kN/m2 2 钢结构钢结构;3.46 3.46 5.94kN/m 5.94kN/m2 2

3、预应力砼结构预应力砼结构 常用材料和构件的自重常用材料和构件的自重(GB50009-2001(GB50009-2001附录附录A A表表A.1)A.1)砖砖 普通砖（普通砖（240mm240mm 115mm 115mm 53mm 53mm）18 kN/m18 kN/m3 3 普通砖（机制）普通砖（机制）19 kN/m19 kN/m3 3 灰浆灰浆 水泥砂浆水泥砂浆 20 kN/m20 kN/m3 3 石灰砂浆、混合砂浆石灰砂浆、混合砂浆 17 kN/m17 kN/m3 3 混凝土（砼）混凝土（砼）素混凝土素混凝土 （22 22 24 24）kN/mkN/m3 3 泡沫混凝土泡沫混凝土 （4 4

4、 6 6）kN/mkN/m3 3 钢筋混凝土（钢筋混凝土（R.C.R.C.）（24 24 25 25）kN/mkN/m3 3 砌体砌体 浆砌普通砖（机制）浆砌普通砖（机制）1818（1919）kN/mkN/m3 3 空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦）空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦）17 kN/m17 kN/m3 3 粘土砖空斗砌体（全斗）粘土砖空斗砌体（全斗）13 kN/m13 kN/m3 3 墙面墙面 贴瓷砖墙面（贴瓷砖墙面（25mm25mm厚（包括水泥砂浆打底）厚（包括水泥砂浆打底）0.5 kN/m0.5 kN/m2 2 水泥粉饰墙面（水泥粉饰墙面（20mm20mm厚，水泥粗砂）厚，水泥粗砂）0

5、.36 kN/m0.36 kN/m2 2 石灰粗砂粉饰墙面（石灰粗砂粉饰墙面（20mm20mm厚）厚）0.34 kN/m0.34 kN/m2 2 屋顶屋顶 小青瓦屋面小青瓦屋面 （0.9 0.9 1.1 1.1）kN/mkN/m2 2 粘土平瓦屋面粘土平瓦屋面 0.55 kN/m0.55 kN/m2 2 油毡防水层油毡防水层 一层油毡刷油两层一层油毡刷油两层 0.05 kN/m0.05 kN/m2 2 一毡二油上铺小石子一毡二油上铺小石子 （0.25 0.25 0.30 0.30）kN/mkN/m2 2 二毡三油上铺二毡三油上铺 （0.30 0.30 0.35 0.35）kN/mkN/m2 2

6、 三毡四油上铺三毡四油上铺 （0.35 0.35 0.40 0.40）kN/mkN/m2 25 5、例题、例题 例例11 双面水泥粉刷厚双面水泥粉刷厚220220墙的自重（墙的自重（20mm20mm厚水泥砂浆面厚水泥砂浆面)解解 g gk k=0.22m=0.22m 19kN/m19kN/m3 3+2+2 0.36kN/m0.36kN/m2 2=4.90kN/m=4.90kN/m2 20.02m 20kN/m3=0.4kN/m280mm80mm厚现浇钢筋混凝土板厚现浇钢筋混凝土板0.08m 25kN/m3=2.0kN/m212mm12mm厚纸筋石灰泥粉底厚纸筋石灰泥粉底0.012m 16kN/

7、m3=0.192kN/m2gk=gki=2.592 kN/m2 例例22 计算某现浇楼面结构自重的标准值计算某现浇楼面结构自重的标准值g gk k 解解 20mm20mm厚水泥砂浆面层厚水泥砂浆面层2.3 土的自重土的自重 1 1、土的自重标准值、土的自重标准值G Gk k 根据根据土层的厚度土层的厚度和和土的容重标准值土的容重标准值确定确定2 2、天然状态下土的容重变化范围较大、天然状态下土的容重变化范围较大 粘性土粘性土 (18(18 20)kN/m 20)kN/m3 3 砂砂 土土 (16(16 20)kN/m 20)kN/m3 3 腐填土腐填土 (15(15 17)kN/m 17)kN

8、/m3 3设计时，土的天然容重取设计时，土的天然容重取 18 kN/m18 kN/m3 3 均质土中均质土中：czcz=.z z czcz沿水平面沿水平面 均匀分布均匀分布 czcz沿深度沿深度 直线分布直线分布3 3、土的自重应力土的自重应力 czcz cz cz=.z1.zzzz天然地面天然地面 不同重度土层中，土的自重应力不同重度土层中，土的自重应力 czcz cz 天然地面天然地面 h1 1 h1 1 h2 1 h1+2 h2 地下水位置地下水位置 2 h3 1 h1+2 h2+/3 h3 3 /3 h4 1 h1+2 h2+/3 h3+/4 h4 4 /4 不透水层面不透水层面 z

9、地下水位以下土的重度采用地下水位以下土的重度采用土的有效重度土的有效重度=土的天然重度土的天然重度-水的重度水的重度 czcz沿深度沿深度 折线分布折线分布2.4 浮力作用浮力作用 地下的土中结构物和地基的浮力计算两种观点地下的土中结构物和地基的浮力计算两种观点 浮力的计算取决于土的物理特性浮力的计算取决于土的物理特性 考虑地基的透水性考虑地基的透水性 产产生生浮浮力力的的必必要要条条件件：地地下下水水能能否否通通过过土土的的空空隙隙、连连通通或或溶溶入入到到结结构基地构基地 不论土的物理特性如何，对各种土都可考虑完全的浮力作用不论土的物理特性如何，对各种土都可考虑完全的浮力作用 浮力计算存在争议浮力计算存在争议 浮力的计算浮力的计算-采用第一种观点采用第一种观点 浮力浮力 =物体排开水的体积物体排开水的体积 结构物基底单位面积上的水浮力：结构物基底单位面积上的水浮力：P Pbuobuo=w wh hw w redred 结构物底基总浮力：结构物底基总浮力：P P=P Pbuobuo F F底面底面 redred浮力折减系数，非岩石地基浮力折减系数，非岩石地基 redred=1.0=1.0 岩石地基岩石地基 redred=0.35=0.35 0.950.95v讨论题：v请同学们联系日常生活的实际，水的浮力对土木工程到底有哪些影响，可讨论5分钟。