1第二章 重力作用内容提要一、结构自重二、土的自重应力三、雪荷载四、楼面和屋面活荷载五、车辆荷载六、人群荷载一、结构自重二、土的自重应力三、雪荷载四、楼面和屋面活荷载五、车辆荷载六、人群荷载2一、结构自重重 1、结构的自重 — 永久荷载（地球引力）2、 结构自重标准值 G G k k 应根据结构的 设计尺寸 和 材料的容重标准值 确定,取最大概率分位值。 G G k k = =3、材料容重标准值 按 《建筑结构荷载规范》（-2001） 确定常用材料与构件自重(1)4、结构设计时，将结构自重转化为 平均楼面恒载1.98 ∼ ∼ 2.48kN/m 2 木结构; 4.95 ∼ ∼ 7.43kN/m 2 钢筋砼结构2.48 ∼ ∼ 3.96kN/m 2 钢结构; 3.46 ∼ ∼ 5.94kN/m 2 预应力砼结构连接V γ3 常用材料和构件的自重 (-2001附录A表A.1)① 砖 普通砖（ 3m 115mm 3 3 53mm） 18 kN/m 3 3普通砖（机制） 19 kN/m 3 3② 灰浆 水泥砂浆 20 kN/m 3 3石灰砂浆、混合砂浆 17 kN/m 3 3③ 混凝土（砼）素混凝土 （22 ∼ ∼ 24） kN/m 3 3泡沫混凝土 （4 ∼ ∼ 6） kN/m 3 3钢筋混凝土（R.C.） （24 ∼ ∼ 25） kN/m 3 3④ 砌体浆砌普通砖（机制） 18（19） kN/m 3 3空斗砌体（一眠一斗，中填碎瓦） 17 kN/m 3 3粘土砖空斗砌体（全斗） 13 kN/m 3 34⑤ 墙面贴瓷砖墙面（25mm厚（包括水泥砂浆打底）） 0.5 kN/m 2 2水泥粉饰墙面（20mm厚，水泥粗砂） 0.36 kN/m 2 2石灰粗砂粉饰墙面（20mm厚） 0.34 kN/m 2 2⑥ 屋顶小青瓦屋面 （0.9 ∼ ∼ 1.1） kN/m 2 2粘土平瓦屋面 0.55 kN/m 2 2油毡防水层 一层油毡刷油两层 0.05 kN/m 2 2一毡二油上铺小石子 （0.25 ∼ ∼ 0.30） kN/m 2 2二毡三油上铺 （0.30 ∼ ∼ 0.35） kN/m 2 2三毡四油上铺 （0.35 ∼ ∼ 0.40） kN/m 2 2返回5土中一点的应力状态τ zyτ xyτ xzτ zxτ yzτ yxσ zσ xy σ二、土的自重应力一般情况下，土层的覆盖面积很大，土的自重可以看作分布面积为无限大的荷载。

土体在自身重力作用下任一竖直切面均是对称面，切面上都不存在剪应力。土粒气水气水土粒gg wg 、均质土竖向自重应力天然地面czσ σcxσ σcyσ σ γ γ σ σ = =zczσ cz = γ γz土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的 有效重量（从天然地面算起）。均质土中自重应力计算公式:可以看出，随深度呈线性增加，自重应力呈三角形分布。zczγ σ =72、成层土的自重应力计算inii n n czh h h h== + ⋅ ⋅ ⋅ + + =12 2 1 1γ γ γ γ σ说明：1.地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度。2.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布。3. 在地下水位以下，如埋藏有不透水层，由于不透水层中不存在水的浮力，所以不透水层以下的自重应力应按上覆土层的水土总重计算。天然地面h 1h 2h 3γ′ 3γ 2γ 1水位面γ 1 h 1γ 1 h 1 + γ2 h 2γ 1 h 1 + γ2 h 2 + γ′ 3 h 3(1). 土体成层(2). 土层中有地下水时若地下水位以下的土受到水的浮力作用，则水下部分土的重度应按浮重度计算，其计算方法如同成层土的情况。

'sat wγ γ γ = −8例题1 某土层及其物理性质指标如图所示，地下水位在地表下1.0m，计算土中自重应力。9三、雪荷载1、基本雪压 S S 0 0 ∼ ∼ 单位水平面积上积雪的自重(kN/m 2 2 ) )  系指以当地一般空旷平坦地面上统计所得重现期为 50年的最大积雪的自重确定。↓ 积雪密度（t/m的最大积雪的自重确定。↓ 积雪密度（t/m 3 3 ）S S 0 0 = = ρ ρ . . h h . . g g → 重力加速度(9.8m/s 2 2 ) )↑ ↑ 积雪深度（m） 积雪密度 ρ ρ ∼ ∼ 积雪深度 、 积雪时间、海拔、当地的地理气候条件 等因素有关（见课本图2-3） 随积雪深度和积雪时间变化的  方便工程应用  取定值  我国按《建筑结构荷载规范》（-2001) 全国基本雪压分布图 的规定采用102、屋面雪压屋面雪压---（ 不同 ）----地面雪压 主要原因： 风、屋面形式、屋面散热 等响 ⑴ 风对屋面积雪的影响 ∼ ∼ 风的漂积作用  对高低跨屋面、多跨坡屋面及曲线型屋面的屋角附近区域响 ⑵ 屋面坡度对积雪的影响 ∼ ∼ 屋面的雪荷载随其坡度的增加而减小  风的作用  使迎风面的部分积雪漂积到背风面一侧的屋面上，引起屋面的不平衡积雪荷载使迎风面的部分积雪漂积到背风面一侧的屋面上，引起屋面的不平衡积雪荷载  雪的滑移作用 （坡度＞10 0 0 的屋面）  可能形成一坡有雪另一坡完全滑落的不平衡雪荷载；使滑落的雪堆积在与坡屋面临接的较低屋面上可能形成一坡有雪另一坡完全滑落的不平衡雪荷载；使滑落的雪堆积在与坡屋面临接的较低屋面上11  我国《规范》采用 屋面积雪分布系数（ μ μ r r ） 对双坡屋面考虑均匀雪载和不均匀雪载两种情况。

μ μ r r 为屋面雪荷载与地面雪荷载之比  屋面积雪分布系数应根据不同类型的屋面形式，按《规范》（-2001）采用。屋面积雪分布系数应根据不同类型的屋面形式，按《规范》（-2001）采用。α25 ≤ 30 354045 50 ≥ rμ 1.0 0.8 0.6 0.4 0.20 μμμα] [例1] 单跨双坡屋面12μ μμ[例2] 高低屋面考虑到高低屋面处易积雪上人屋面荷载，应在高低屋面处 a 范围内考虑到高低屋面处易积雪，应在高低屋面处 a 范围内 0 . 2 =rμ 。这里m h a m 8 2 4 ≤ = ≤ 13四、楼面和屋面活荷载1、民用建筑楼面活荷载  民用建筑楼面活荷载持久性活荷载 等效为均布荷载∼ ∼ 设计基准期内经常出现— 家具等设备产生的荷载临时性活荷载∼ ∼ 设计基准期内短暂出现— 人员的聚汇荷载  荷载的统计分析 （第二部分介绍）、工业建筑楼面活荷载 工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆除的隔墙产生的局部荷载，工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆除的隔墙产生的局部荷载， 均应按实际情况考虑 ，可用 等效均布活荷载 代替。

 工业建筑楼面（包括工作平台）上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用工业建筑楼面（包括工作平台）上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用 2.0kN/m 2 2 。生产车间的楼面活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于。生产车间的楼面活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于 3.5kN/m 2 2 。 楼面的等效均布活荷载，应在其设计控制部位上，根据需要按内力（如弯矩、剪力等）、变形及裂缝的等值要求来确定。楼面的等效均布活荷载，应在其设计控制部位上，根据需要按内力（如弯矩、剪力等）、变形及裂缝的等值要求来确定。 一般情况，可按内力的等效来确定 。173、屋面均布活荷载 屋面均布活荷载包括施工检修人员、工具等自重，上人屋面还包括人员临时聚汇的荷载施工检修人员、工具等自重，上人屋面还包括人员临时聚汇的荷载 《规范》（-2001）规定了工业与民用建筑房屋的屋面其水平投影面上的均布活荷载的标准值：《规范》（-2001）规定了工业与民用建筑房屋的屋面其水平投影面上的均布活荷载的标准值：上人屋面的均布活荷载的标准值： 2.0 kN/m 2 2不上人的屋面均布活荷载标准值： 0.5 kN/m 2 2屋顶花园均布活荷载标准值： 3.0 kN/m 2 2 屋面直升机停机坪荷载应根据直升机总重 按局部荷载考虑 ，同时其等效均布荷载不低于5.0 kN/m同时其等效均布荷载不低于5.0 kN/m 2 2 。

局部荷载应按直升机实际最大起飞重量确定，当没有机型技术资料时，。局部荷载应按直升机实际最大起飞重量确定，当没有机型技术资料时，一般可依据轻、中、重三种类型的不同要求，按《规范》规定选用局部荷载标准值及作用面积一般可依据轻、中、重三种类型的不同要求上人屋面荷载，按《规范》规定选用局部荷载标准值及作用面积 。、设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值的折减  考虑到作用于楼面上的活荷载不可能以标准值的大小同时布满所有的楼面，在设计梁、墙、柱及基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。考虑到作用于楼面上的活荷载不可能以标准值的大小同时布满所有的楼面，在设计梁、墙、柱及基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。  在确定梁、墙、柱及基础的荷载标准值时，还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数在确定梁、墙、柱及基础的荷载标准值时，还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数 。 国际标准：  计算梁时：对住宅、办公楼等房屋或其房间：A33 . 0 + = λ(218m A>) 对公共建筑或其房间：A35 . 0 + = λ (236m A> )A— 所计算梁的从属面积，取梁两侧各延伸1/2 梁间距范围内的实际楼面面积。

  计算多层房屋的柱、墙和基础时：对住宅、办公楼等房屋： n6 . 03 . 0 + = λ 对公共建筑：n6 . 05 . 0 + = λ n— 所计算截面以上的楼层数,。 2 ≥ n21  规定：225、屋面积灰荷载 设计生产中有大量排灰的机械、冶金、水泥等的厂房及其附近建筑机械、冶金、水泥等的厂房及其附近建筑 时考虑 影响主要因素：除尘设施的使用维修情况、清灰制度执行情况、风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等：除尘设施的使用维修情况、清灰制度执行情况、风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等 对于具有除尘设施和保证清灰制度 （一般厂房3∼ ∼ 6个月清灰一次）的厂房屋面水平投影面上的积灰荷载=0.3kN/m 2 ∼ ∼ 1.0kN/m 2 ---- 见《规范》（-2001）表4.4.1-1见《规范》（-2001）表4.4.1-1 积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。即 积灰荷载+（雪荷载、不上人的屋面均布活荷载）。

即 积灰荷载+（雪荷载、不上人的屋面均布活荷载）   载 施工或检修集中荷载 ∼ ∼ 人和小工具的自重等  设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，施工或检修集中荷载应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算施工或检修集中荷载应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算  当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.5当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.5∼ ∼ 3.0m取一个集中荷载。  楼梯、看台、阳台和上人屋面的栏杆顶部水平荷载 ：  住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，应取0.5kN/m  学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取1.0kN/m学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取1.0kN/m6.施工和检修荷载及栏杆水平荷载26五、车辆荷载1、一辆汽车的总重力=汽车自重+载重量。一辆100kN的汽车3070前轴 后轴1、一辆汽车的总重力=汽车自重+载重量。

一辆100kN的汽车3070前轴 后轴2、汽车荷载汽车荷载由 车道荷载 和 车辆荷载 组成 注意二者区别车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥涵结构的整体计算采用车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥涵结构的整体计算采用 车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用 车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。27车辆荷载横向布置28 车道荷载的均布荷载标准值 应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上 集中荷载标准值 只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处294、各级公路桥涵设计的汽车荷载等级公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 汽车荷载等级 公路-I 公路-I 公路-II 公路-II 公路-II   二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路-I级汽车荷载。二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路-I级汽车荷载。  四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公路-II级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。

四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公路-II级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。3、汽车荷载等级（车道荷载）  公路-I   公路-II305、车道荷载 ∼ ∼ “ 均布荷载+集中荷载 ”的形式  根据车道荷载与车辆荷载在结构构件中产生的内力（弯矩、剪力）等效内力（弯矩、剪力）等效 确定  公路-I 级车道荷载均布荷载标准值 m kN q k 5 . 10 =  计算弯矩时 集中荷载标准值 kN Pk180 = ( 桥梁计算跨径 m l 5 ≤ ) kP = 采用直线内插计算( 桥梁计算跨径 m l m 50 5 < < ) kN Pk360 = ( 桥梁计算跨径 m l 50 ≥ )  计算剪力时 集中荷载标准值 取上述kP 的 的 1.2 系数 公路-II 级车道荷载 均布荷载标准值kq 和集中荷载标准值 kP 按公路-I 级车道荷载的 0.75 倍采用31 31汽车静载试验工况一加载32 32汽车静载试验33345、车辆荷载公路-I和公路-II级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。公路－Ⅰ级和公路－Ⅱ级标准车辆荷载采用总重为550kN的加重车。公路-I和公路-II级汽车荷载采...

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