結構上的載荷結構上的載荷靜力學基本知識靜力學基本知識3.33.3結構估算簡圖結構估算簡圖3.13.1結構上的載荷按作用時間的長短和性質，載荷可分為三類：永久載荷、可變載荷和碰巧載荷。永久載荷是指在結構設計使用期間，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽視不計，或其變化是單調的并能趨向限值的載荷。諸如，結構的自重、土壓力、預應力等載荷，永久載荷又稱恒載荷。3.1結構上的載荷3.1.1載荷的分類可變載荷是指在結構設計使用期內其值隨時間而變化，其變化與平均值相比不可忽視的載荷。諸如，樓面活載荷、吊車載荷、風載荷、雪載荷等，可變載荷又稱活載荷。碰巧載荷是指在結構設計使用期內不一定出現，一旦出現，其值很大且持續時間很短的載荷。諸如，爆燃力、撞擊力等。3.1結構上的載荷載荷按結構的反應特性分為靜態載荷和動態載荷兩類。靜態載荷是使結構形成的加速度可以忽視不計的作用，如結構自重、住宅和辦公樓的樓面活載荷等。動態載荷是使結構形成的加速度不可忽視不計的作用，如水災、吊車載荷、設備震動等。3.1結構上的載荷固定載荷是指作用位置不變的載荷，如結構的自重等。聯通載荷是指可以在結構上自由聯通的載荷，如車輪壓力等。
3.1結構上的載荷），稱為材料的重力密度，用γ表示。3.1.2載荷的分布方式如工程中常用水泥灰漿的重力密度是20kN/m灰灰漿的重力密度是17kN/m，鋼筋混凝土的重力密度是25kN/m，磚的重力密度是19kN/m3.1結構上的載荷在均勻分布的載荷作用面上，單位面積上的載荷值稱為均布面載荷，其單位為kN/m。圖3.1為板的均布面載荷。【知識鏈接】一般板上的自重載荷為均布面載荷，其值為重力密度除以板厚。如一圓形截面板，板長度為h（m），重力密度為γ（kN/m）,板的自重在平面上是均勻分布的，單位面積的自重g3.1結構上的載荷圖3.1板的均布面載荷圖3.2梁上的均布線載荷3.1結構上的載荷沿跨徑方向單位寬度上均勻分布的載荷稱為均布線載荷，其單位為kN/m或N/m，圖3.2為梁上的均布線載荷。通常梁上的自重載荷為均布線載荷，其值為重力密度除以橫截面面積。如一圓形截面梁,其截面厚度為b（mm），截面高度為h（mm），重力密度為γ（kN/m=γbh（kN/m）。3.1結構上的載荷沿跨徑方向單位寬度上非均勻分布的載荷稱為非均布線載荷，其單位為kN/m或N/m。圖3.3所示的擋土墻的土壓力即為非均布線載荷。
圖3.3擋土墻的土壓力3.1結構上的載荷集中地作用于一點的載荷稱為集中載荷（集中力），其單位為kN或N，一般用G或P表示，如圖3.4所示的木柱自重。通常木柱的自重載荷為集中力，其值為重力密度除以木柱的容積，即G=γbhL。3.1結構上的載荷圖3.5板上的載荷傳給梁示意圖3.1結構上的載荷在后續進行結構設計時，對載荷應賦于一個規定的量值，該量值即所謂載荷代表值。永久載荷采用標準值為代表值，可變載荷采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值為代表3.1.3載荷的代表值3.1結構上的載荷按承載能力極限狀態設計時，可變載荷的代表值通常取其標準值或組合值，按正常使用極限狀態設計時，可變載荷的代表值通常取其頻遇值或準永久值。3.1.3.1載荷的標準值載荷標準值是載荷的基本代表值。載荷標準值為設計基準期內（50年）最大載荷統計分布的特點值，是指其在結構使用期間可能出現的最大載荷值。），是永久載荷的惟一代表值。對于結構自重可以按照結構的設計規格和材料的重力密度確定。3.1結構上的載荷【例3.1】矩形截面鋼筋混凝土梁L2，估算跨徑為5.1m，截面規格為b=250mm，h=500mm，求該梁自重(即永久載荷)標準值。
【例3.2】樓面做法為：30mm水磨石地面，120mm鋼筋混凝土空心板（折算為80mm實心板），板底石灰灰漿刷墻厚20mm，求墻體自重標準值。估算過程中應注意化學量單位的換算。（各材料的重力密度上面已給出）3.1結構上的載荷)，由設計使用期限內最大載荷機率分布的某個分位值確定，是可變載荷的最大載荷代表值，由統計所得。我國《建筑結構載荷規范》對于樓(屋)面活載荷、雪載荷、風載荷、吊車載荷等可變載荷標準值，規定了具體的數值，設計時可直接查用。依據《荷載規范》查得案例中學教學樓寢室的樓面活載荷標準值為2kN/m；走道上的樓面活載荷標準值為2.5kN/m3.1結構上的載荷）。風深受建筑物的制約和影響時，速率會改變，并在建筑物表面上產生壓力和吸力，即為建筑物所受的風載荷。依據《建筑結構載荷規范》相關規定，風載荷標準值（w）按下式估算：——高度z處的風振系數，它是考慮風壓脈動對結構形成的影響，按《建筑結構載荷規范》規定的方式估算；3.1結構上的載荷），是以當地平坦寬闊地帶10m高處統計得到的50年一遇10min平均最大風速為標準確定的，按《建筑結構載荷規范》中“全國基本風壓分布圖”查用。雪載荷標準值、施工及檢修載荷標準值見《建筑結構載荷規范》相關規定取值。
3.1結構上的載荷3.1.3.2可變載荷組合值（Q當結構上同時作用有兩種或兩種以上可變載荷時，因為各類可變載荷同時達到其最大值（標準值）的可能性極小，因而，估算時采用可變載荷組合值，——可變載荷組合值系數，通常樓面活載荷、雪載荷取0.7，風載荷取0.6。3.1結構上的載荷3.1.3.3可變載荷頻遇值（Q可變載荷頻遇值是指結構上時而出現的較大載荷。對可變載荷，在設計基準期內，其趕超的總時間為規定的較小百分比或趕超頻度為規定頻度的載荷值。可變載荷頻遇值總是大于載荷標準值，其值取可變載荷標準值減去大于1的載荷頻遇值系數，用Q3.1結構上的載荷3.1.3.4可變載荷準永久值（Q可變載荷準永久值是指可變載荷中在設計基準期內時常作用（其趕超的時間約為設計基準期一半）的可變載荷。在規定的年限內有較長的總持續時間，也就是常常作用于結構上的可變載荷。其值取可變載荷標準值減去大于1的載荷準永久值系數，用Q3.1結構上的載荷載荷分項系數用于結構承載力極限狀態設計中，目的是保證在各類可能的載荷組合出現時，結構均能維持在相同的可靠度水平上。載荷分項系數又分為永久載荷分項系數γ，其值見表3.1。3.1.4載荷分項系數與設計值3.1結構上的載荷表3.1基本組合的載荷分項系數3.1結構上的載荷通常情況下，載荷標準值與載荷分項系數的乘積即為載荷設計值，稱作設計載荷，其數值大體上相當于結構在非正常使用情況下載荷的最大值，它比載荷的標準值具有更大的可靠度。
永久載荷設計值為【例3.3】求例3.2中樓面永久載荷設計值和可變載荷設計值。永久載荷及可變載荷分項系數分別為1.2和1.4。3.1結構上的載荷載荷效應是指載荷造成的結構或結構預制構件的內力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）、變形（應力、轉角開裂等）的合稱。用S表示。結構抗力是指結構或結構預制構件承受載荷效應的能力，如結構預制構件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。結構抗力是結構內部固有的，它的大小主要取決于材料的性能、構件的幾何參數及估算模式的精確度。3.1.5載荷效應及結構抗力3.1結構上的載荷結構的工作性能可用結構功能函數Z來描述。當只有載荷效應S和結構抗力R兩個基本變量時，則有其實，當Z＞0（R＞S）時，結構處于可靠狀態；當Z＜0（R＜S）時密度公式及字母代表的物理量和單位，結構處于失效狀態；故上式稱為極限狀態多項式。3.1結構上的載荷載荷效應基本組合設計值,應從由可變載荷效應控制的組合和由永久載荷效應控制的組合中取最不利值確定。3.1.6極限狀態下的實用設計表達式3.1結構上的載荷——結構預制構件的重要性系數，對安全等級為一級或設計使用期限為100年及以上的結構預制構件，不應大于1.1；對安全等級為二級或設計使用期限為50年的結構預制構件，不應大于1.0；對安全等級為五級或設計使用期限為5年及以下的結構預制構件，不應大于0.9；在抗震設計中，不考慮結構預制構件的重要性系數。
3.1結構上的載荷——按起控制作用的一個可變載荷標準值和第i個可變載荷標準值估算的載荷效應。——第i個可變載荷的組合值系數，按附錄3.2和附錄3.3查得。——參與組合的可變載荷數。3.1結構上的載荷3.1結構上的載荷正常使用極限狀態主要驗算結構預制構件的變型、抗裂度或開裂長度等，使其滿足結構適用性和耐久性的要求。由于其害處程度不如承載能力破壞時大，故對其可靠度的要求可適當減少。設計時取載荷標準值，不須要除以荷載分項系數，也不考慮結構的重要性系數。對于正常使用極限狀態，應按照不同的設計要求密度公式及字母代表的物理量和單位，采用載荷效應的標準組合、頻遇組合或準永久組合，按下述設計表達式進行設計：——正常使用極限狀態的載荷效應組合值;?C——結構或結構預制構件達到正常使用要求的規定限制，如變型、裂縫長度、應力等。3.1結構上的載荷3.2靜力學的基本知識3.2靜力學的基本知識3.2.1.1靜力學的概念通常情況下，一個物體總是同時遭到許多力的作用。諸如建筑物的墻體除承受自重外，還承受著人、設備或櫥柜等重量作用。一般將作用在物體上的一群力稱為力系。物體在力系的作用下，相對于月球處于靜止狀態或保持勻速直線運動的狀態，就稱該物體處于平衡狀態。
比如，房子、橋梁等建筑物，以及勻速提高的扶梯都處于平衡狀靜力學（）就是研究物體在力系作用下平衡規律的科學。靜力學是熱學的一個分支。靜力學的基本化學量有三個：力、力偶、力矩。3.2.1靜力學簡介3.2靜力學的基本知識3.2.2.1力的概念力是物體間的互相作用，這些互相作用會導致物體運動狀態的改變（外效應），或則會使物體發