荷载习题

风荷载计算

4.2风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：（－1） 式中： 1.基本风压值Wo 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的 值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μs 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 书P55页表4.2给出了各类地区风压沿高度变化系数。位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μz 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。 计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图

混凝土习题及答案

一、判断题（题数10，共10.0分） 1.风对结构的作用属于直接作用。对 2.单向板肋梁楼盖采用的弯矩调幅法，没有考虑活荷载的最不利布置。错 3.按弹性方法计算时，只要板的长边与短边之比不大于2，这种板就称为两向受力的双向板。错 4.单层厂房排架柱的总高度是由柱顶标高减去基础底面标高求得的。错 5.单层厂房预制柱吊装验算时，柱身自重应乘以1.5的动力系数。对 6.排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时组合。对 7.柱上的短牛腿的计算简图可简化为一个以纵筋为拉杆，以混凝土斜撑为压杆的三角形桁架。对 8.框架内力组合时，采用满布荷载法，所得到的梁跨中弯矩最不利。错 9.框架结构梁端弯矩调幅降低后，应对梁跨中弯矩作相应的提高。错 10.一般而言，对于超高层建筑，框架是一个合适的结构选型。错 11.单向板为仅仅在一个方向弯曲的板。错 12.梁的计算跨度，理论上就是支座转动点之间的距离。对 13.钢筋混凝土连续梁考虑塑性内力重分布后，梁截面承载力的计算值有所提高。对 14.荷载按刚度分配原理是结构设计中的一个重要概念，贯穿结构设计的一条主线。对 15.单层厂房中的柱间支撑应设置在伸缩缝区段两端。对 16.塑性铰只能单向转动，并能承受一定的极限弯矩。对 17.现浇楼盖中的连续梁，在进行正截面承载力计算时，跨中按T形截面计算，而支座按矩形截面计算。对 18.单层厂房排架计算的主要内容是：确定计算简图，确定计算荷载，内力分析和组合，必要时还应验算排架的水平位移值。对 19.吊车的竖向荷载不可能脱离横向水平荷载而单独存在。错 二、单选题（题数10，共20.0分） 1.计算现浇单向板肋梁楼盖时，对板和次梁可采用折算荷载来计算，这是考虑到。（） A、在板的长跨方向也能传递一部分荷载 B、塑性内力重分布的有利影响 C、支座的弹性转动约束 D、出现活载最不利布置的可能性较小 2.五等跨连续梁，为使边支座出现最大剪力，活荷载应布置在（）。 A、1、2、5跨 B、1、2、4跨 C、1、3、5跨 D、2、4跨 3.即使塑性铰具有足够的转动能力，弯矩调幅值也必须加以限制，主要是考虑到（）。 A、力的平衡 B、施工方便 C、正常使用要求 D、经济性 4.用弯矩调幅法计算，调整后每个跨度两个支座MA、MB与调整后跨中弯矩Mc ,应满足（）A、(MA+MB)/2+ Mc≥M0B、(∣MA∣+∣MB∣)/2+ Mc≥M0 /2 C、(∣MA∣+∣MB∣)/2+ Mc≥M0 D、(∣MA∣+∣MB∣)/2+ Mc≥1.02M0 5.作用于排架柱上有几种荷载，这些荷载同时作用又同时都达到最大值的可能性毕竟很小，所以应乘以（） A、大于1的组合系数 B、等于1的组合系数 C、小于1的组合系数 D、小于0.1的组合系数 6.厂房排架牛腿的计算简图应是（） A、一端自由，一端固接于排架柱上的悬臂梁 B、以纵筋为拉杆，以混凝土斜撑为压杆的三角形桁架 C、直接承受吊车梁传来荷载作用的轴心受压短柱 D、直接承受吊车梁传来荷载作用的偏心受压短柱 7.折梁内折角处的纵向钢筋不采用一根通常的纵筋主要是考虑（）。（2.0分） A、施工方便

风荷载例题

风荷载例题 下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。 由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。 1．高层建筑体型系数 高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+（压力），背风面体型系数为（吸力），顺风向总体型系数为1.3s μ=。 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：

2．高层建筑风振系数 高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。 3．实例 【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。结构的基本自振周期1 2.5T s =。求风产生的建筑底部弯矩。 解： (1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。 (2) 体型系数 1.3s μ=。 (3) 本例风压高度变化系数 在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为 10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ= 4 1.45z μ= 5 1.62z μ= （4） 风振系数的确定，由 201a w T ＝××2＝221.71/kN s m ? 查表得脉动增大系数 1.51ξ= 计算各区段中点高度处的第1振型相对位移 11?＝ 12?＝ 13?＝ 14?＝ 15?＝ 因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。 将上式数据代入风振系数的计算公式，得到各区段中点高度处的风振系数： 1β＝ 2β＝ 3β＝ 4β＝ 5β＝ (5) 计算各区段中点高度处的风压值 21 1.12 1.30.620.440.40/w kN m =???=

荷载与结构设计方法课后练习答案.doc

作业一 1、 某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如图所示，试求各土层交界处的竖向自重应力，并绘出自重应力分布图。 习题1厚度和容重图 解：（1）各土层交界处的竖向自重应力： σc1=18.23?2.5=45.6kN/m 2 σc2=σc1+18.62?2.0=82.8kN/m 2 σc3=σc2+9.80?1.5=97.5kN/m 2 σc4=σc3+9.40?2.0=116.3kN/m 2 （2）自重应力分布如下图： 2、 已知某市基本雪压S 0=0.5kN/m 2，某建筑物为拱形屋面，拱高f =5m ，跨度l =21m ，试求该建筑物的雪压标准值。 解：(1)屋面积雪分布系数525.08== f l r μ (2) 该建筑物的雪压标准值S k =μr S 0=0.525?0.50=0.2625kN/m 2

风荷载作业参考答案 1. 已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变。H =100m ，B =33m ，地面粗糙度为A 类，基本风压W 0=0.44kN/m 2。结构的基本自振周期T 1= 2.5s 。求风产生的建筑底部弯矩。(注：为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风荷载值作为该区段的平均风载值) 解：(1）体型系数μs =1.3 (2)风压高度变化系数μz 在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别： μz （10）=1.38；μz （30）=1.80；μz （50）=2.03；μz (70）=2.20；μz (90）=2.34 (3)风振系数β ①第一振型函数φ1(z) 16 .0100104tan 4tan )10(7.07.0=???? ??????? ??=??????????? ??=ππφH z ； 35.0100304tan 4tan )30(7.07.0=??? ? ??????? ??=??????????? ??=ππφH z 53 .0100504tan 4tan )50(7.07.0=??????? ???? ??=??????????? ??=ππφH z ； 70.0100704tan 4tan )70(7.07.0=??? ? ??????? ??=??????????? ??=ππφH z 89.0100904tan 4tan )90(7.07.0=??? ???????? ??=??????????? ??=ππφH z ②脉动影响系数ν H/B=3，ν=0.49 ③脉动增大系数ξ W 0T 12=1.38?0.44?2.52=3.795 查表得：ξ=2.2795 ④风振系数β(z) 各区段中点高度处，风振系数) () (1)(z z z z μξν?β+ = β(10)=1.130；β(30)=1.217；β(50)=1.292；β(70)=1.355；β(90)=1.425 （4）计算各区段中点处的风压标准值 W k （z ）=βz μs μz W 0

荷载试验技术方案

静、动载试验 实 施 细 则 2015年7月9日

目录 第一章工程概况 (2) 1.1 工程概况 (2) 1.2 主要技术标准 (2) 第二章静、动载试验的目的和依据 (4) 2.1试验目的 (4) 2.2 试验的主要依据 (4) 第三章试验内容和方法 (5) 3.1 试验内容 (5) 3.2 试验方法 (5) 3.2.1 静载试验方法 (5) 3.2.2 动载试验方法 (7) 第四章试验要求 (8) 4.1成桥恒载状态结构参数测定 (8) 4.2静载试验要求 (8) 4.3动载试验要求 (8) 第五章静载试验方案 (10) 5.1 概况 (10) 5.2 加载控制截面的选取 (10) 5.3 加载工况及相应的荷载效率系数 (11) 5.3.1 加载工况 (11) 5.3.2 加载效率系数及加载布置 (11) 5.4 测点布置 (20) 5.4.1位移测点布置 (20) 5.4.2主梁应变测点布置 (21) 第六章动载试验方案 (22) 6.1动载试验的动应变测试断面及测点布置 (22) 6.2动载试验的内容 (22) 6.2.1 跑车试验 (22) 6.2.2 跳车试验 (23) 6.2.3 刹车试验 (23) 6.3 试验工况 (23) 6.4 测量仪器 (24) 第七章成桥检测程序及工作流程 (25)

7.1 进场 (25) 7.2 现场检测程序 (25) 7.3 检测结果整理 (25) 7.4 检测报告 (25) 第八章成桥检测措施 (26) 8.1 技术措施 (26) 8.2 安全措施 (26) 8.3 环保措施 (26) 第九章拟投入的检测仪器设备 (27)

组合变形 习题及答案

组合变形 一、判断题 1.斜弯曲区别与平面弯曲的基本特征是斜弯曲问题中荷载是沿斜向作用的。( ) 2.斜弯曲时，横截面的中性轴是通过截面形心的一条直线。( ) 3.梁发生斜弯曲变形时，挠曲线不在外力作用面内。( ) 4.正方形杆受力如图1所示，A点的正应力为拉应力。( ) 图 1 5. 上图中，梁的最大拉应力发生在B点。( ) 6. 图2所示简支斜梁，在C处承受铅垂力F的作用，该梁的AC段发生压弯组合变形，CB段发生弯曲变形。( ) 图 2 7.拉（压）与弯曲组合变形中，若不计横截面上的剪力则各点的应力状态为单轴应力。( ) 8.工字形截面梁在图3所示荷载作用下，截面m--m上的正应力如图3（C）所示。( )

图 3 9. 矩形截面的截面核心形状是矩形。( ) 10.截面核心与截面的形状与尺寸及外力的大小有关。( ) 11.杆件受偏心压缩时，外力作用点离横截面的形心越近，其中性轴离横截面的形心越远。( ) 12.计算组合变形的基本原理是叠加原理。（） 二、选择题 1.截面核心的形状与（）有关。 A、外力的大小 B、构件的受力情况 C、构件的截面形状 D、截面的形心 2.圆截面梁受力如图4所示，此梁发生弯曲是（） 图 4 A、斜弯曲 B、纯弯曲 C、弯扭组合 D、平面弯曲 三、计算题 1.矩形截面悬臂梁受力F1=F，F2=2F，截面宽为b，高h=2b，试计算梁内的最大拉应力，并在图中指明它的位置。

图 5 2.图6所示简支梁AB上受力F=20KN，跨度L=2.5m，横截面为矩形，其高h=100mm,宽b=60mm，若已知α=30°，材料的许用应力[σ]=80Mpa,试校核梁的强度。 3.如图7所示挡土墙，承受土压力F=30KN，墙高H=3m，厚0.75m，许用压应力[σ]ˉ=1 Mpa，许用拉应力[σ]﹢=0.1 Mpa，墙的单位体积重量为 ，试校核挡土墙的强度。 图 6 图 7 4.一圆直杆受偏心压力作用，其偏心矩e=20mm,杆的直径d=70mm,许用应力[σ]=120Mpa,试求此杆容许承受的偏心压力F之值。 5.如图8所示,短柱横截面为2a×2a的正方形,若在短柱中间开一槽,槽深为a,问最大应力将比不开槽时增大几倍?

荷载试验的目的及主要内容

第五章桥梁荷载试验 第一节荷载试验的目的及主要内容 一、荷载试验的目的 桥梁荷载试验分静载试验和动载试验，进行桥梁荷载试验的目的是检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求，对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的，应验证桥梁的计算图式，为完善结构分析理论积累资料。对于旧桥通过荷载试验可以评定出其运营荷载等级。 二、荷载试验的主要内容 桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，应根据荷载试验的目的进行认真的调查，必要时进行相关的理论分析。在此基础上周密地考虑试验的全过程，预计可能出现的问题及处理方法，制定出切实可行的试验计划（包括荷载试验的主要内容）。荷载试验的主要内容为： （1）荷载试验的目的； （2）试验的准备工作； （3）加载方案设计； （4）测点设置与测试； （5）加载控制与安全措施； （6）试验结果分析与承载力评定； （7）试验报告编写。 三、荷载试验的准备工作 荷载试验正式进行之前应做好下列准备工作。 1．试验孔（或墩）的选择 对多孔桥梁中跨径相同的桥孔（或墩）可选1-3孔具有代表性的桥孔（或墩）进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素： （1）该孔（或墩）计算受力最不利； （2）该孔（或墩）施工质量较差、缺陷较多或病害较严重； （3）该孔（或墩）便于搭设，脚手架，便于设置测点或便于实施加载。 选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。 2．搭设脚手架和测试支架 脚手架和测试支架应分开搭设互不影响，脚手架和测试支架应有足够的强度。刚度和稳定性。脚手架要保证工作人员的安全、方便操作。测试支架要满足仪表安装的需要，不因自身变形影响测试的精度，同时还应保证试验时不受车辆和行人的干扰。脚手架和测试支架设置要因地制宜，就地取材，便于搭设和拆卸，一般采用木支架或建筑钢管支架。当桥下净空较大不便搭设固定脚手架时，可考虑采用轻便活动吊架，两端用尼龙绳或细钢丝绳固定在栏杆或人行道缘石上。整套设置使用前应进行试载以确保安全，活动吊架如需多次使用可做成拼装式以便运输和存放。 睛天或多云天气下进行加载试验时，阳光直射下的应变测点，应设置遮挡阳光的设备，以减小温度变化造成的观测误差。雨季进行加载试验时，则应准备仪器，设备等的防雨设施，以备不时之需。 桥下或桥头用活动房或帐篷搭设临时实验室安放数据采集等仪器、并供测试人员临时办公和看管设备之用。 3．静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排 静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样，以便于加载试验的顺利进行。如加载工况

工程荷载习题集答案解析

《荷载与设计原则》习题答案 第1章荷载与作用 一、填空题 1．作用是施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。 2．作用是使结构或构件产生效应的各种原因。 3．结构上的作用可分为直接作用和间接作用，荷载是直接作用。 4．施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用，与结构本身性能无关；引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用，该作用的大小与结构自身的性质有关。 5．土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。 6．土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系，是土木工程的骨架，也是它们赖以存在的基础。它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。 7．现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。 8．土木工程设计包括功能设计和结构设计。功能设计是实现工程建造的目的、用途；结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来，怎样抵御和传递作用力，各部分尺寸如何，用什么材料制造等等。 9．工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构满足预定的各项功能要求。 10．工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性，统称为可靠性。

11．荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。 二、多项选择 1、下列作用属于直接作用的为（ A、B、E ） A．自重 B．土压力 C．混凝土收缩徐变 D．焊接变形 E、桥梁上的车辆重量 2、下列作用属于间接作用的为（ A、C、D ） A．地基变形 B．水压力 C．温度变化 D．地震作用 E．水中漂浮物对结构的撞击力 3、荷载效应是指（ A、C、D、E ） A．内力 B．温度 C．位移 D．裂缝 E．应力 三、单项选择 1、工程结构的“功能要求”（或“可靠性”）是指工程结构的（ B ） A．可靠、经济、适用、美观 B．安全性、适用性和耐用性 C．安全性、经济、适用 D．可靠、耐用、美观 2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响（ C ）的计算 A．结构抗力 B．结构可靠度 C．荷载效应 D．结构尺寸 四、简答题 1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？ 工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。要在工程结构的可靠与经济之间建立“最佳的合理平衡”，就要根据结构型式、外荷载的大小和作用形式，计算外荷载产生的效应，还要根据结构的型式、材料、尺寸等，计算“结构抗力”。“荷载效应”和“结构抗力”之间“最佳的合理的平衡”，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。如果没有正确的荷载取值和荷载计算，就不可能准确地计算荷载效应，工程结构也不可能符合规定可靠度的要求。所以合理确定和正确计算结构的荷载，是土木工程结构设计中一个十分重要的问题，也是结构设计首先要考虑的问题。 2、举例说明直接作用与间接作用的区别。 直接作用是施加在结构上的集中力或分布力，如结构的自重、土压力、风压力、车辆荷载等；间接作用是引起结构外加变形或约束变形的原因，如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等。

荷载组合的练习题及答案

习题1 某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺 b Xh= 200mm X 400mm,计算跨度=#05m, 净跨度/=4.86m o承受均布线荷载：活荷载标准值 7kN/m,恒荷载标准值10kN/m （不包括自重）。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力 中弯

【解】由表查得活荷载组合值系数=0.7。安全等级为二级，则结构重要性系数=1.0o 钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m3,故梁自重标准值为25 X 0.2 X 0.4=2 kN/m。 总恒荷载标准＜tg k=10+2=12kN/m 恒载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准 为：M gk = g k Z02/8 = 12X52/8=37.5kN? m V gk=g k Z n/2= 12X4.86/2=29.16 kN

活荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值:Mqk = Mo" =7X52/8=21.875kN-m V gk=^k Z n/2 = 7 X 4.86/2 =17.01 kN 1、按承载能力极限状态设计时: 跨中弯矩设计值： M = gk + 丫0见氏)=y2G M gk + /

2、按正常使用极限状态标准组合时： 跨中弯矩标准值： Mk =M&k+Mq“ =37.5 + 21.875 = 59.375 册?加支座边缘标准值: V =入 + V qXk =29.16 + 17.01=46.17 kN

风荷载作用-例题

[例题2-1] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m ，其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为30m ?40m ，地下室筏板基础底面埋深为12m,如图2-4所示。已知100年一遇的基本风压为2 /45.0m kN =? 建筑场地位置大城市郊区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。为简化计算，将建筑物沿高度划分为6个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值、计算在风苛载作用下结构底部(一层)的剪力设计值和筏板基础底面的弯矩设计值。 [解] (1) 基本自振周期 根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期 为： s n T t 9.13805.005.0≈?== （ n 是层数） 222210/62.19.145.0m s kN T ?=?=? (2) 风荷载体型系数 对于矩形平面，由《高层规程》附录A 可求得 80.01=s μ 57.0)40 12003.048.0()03.048.0(2=?+-=+-=L H s μ (3) 风振系数 由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表2-6可查得脉动增大系数 502.1=ξ 脉动影响系数v 根据H /B 和建筑总高度H 由表2-7确定，其中B 为与风向相一致的房屋宽度，由H/B=4.0可从表2-7经插值求得v=0.497；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即 H H i z =?。i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。则由式(2-4)可求得风振系数为： H H H H i z i z v z z v z ??+=?+=+=μμξμα?ξβ497.0502.1111 (4) 风荷载计算 风荷载作用下，按式(2-2a)的可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为： z z z z z q βμβμ66.2440)57.08.0(45.0)(=?+?= 按上述方法可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表2-9，如图2-4所示。

风荷载例题

例题1：某三层钢筋混凝土框架结构，平面为矩形，纵向各轴线间距离为4.2m ，层高为3.6m ，室内外高差0.6m ，地貌为B 类，所在地区基本风压值w 0为0.55kN/m 2 。求，顺风向风对一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值。 风压高度变化系数μz (z)（老规范） 离地面高度（m ） 地面粗糙度B 5 1.00 10 1.00 15 1.14 解：建筑总高h <30m ，取βz =1.0 层数 βz μs z μz w 0 w z 1 1.0 1.3 4.2 1.00 0.55 0.715 2 7.8 1.00 0.715 3 11.4 1.04 0.744 一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值为： ()1 1 4. 2 3.60.715 4.211.71kN 2P =?+??= ()21 3.6 3.60.715 4.210.81kN 2P =?+??= 31 3.60.744 4.2 5.62kN 2 P =???= 例题2：某金工车间，外形尺寸及部分风载体型系数如图所示，基本风压2 00.45kN /m ω=， 柱顶标高为10m +，室外天然地坪标高为0.30m -，1=2.1m h ，2=1.2m h ，地面粗糙类别为B ，排架计算宽度6m B =。求作用在排架上的顺风向风荷载标准值。 .解：（1）求21,q q ，

离地10m 时，0.1=z μ，离地15m 时，14.1=z μ，当离地10.3m 时， ()1.141 110.3101 .011510 z μ-=+ ?-=- ()10.8 1.010.456 2.18/k q kN m =???=→ ()20.5 1.010.456 1.36/k q kN m =???=→ （2）求w 屋顶与檐口风压高度变化系数均按檐口离室外地坪的高度10.3+2.1=12.4 ()1.141 112.410 1.071510 z μ-=+ ?-=- ()()0.80.5 2.10.50.6 1.2 1.070.4567.54k w kN =+?+-????=????

风荷载习题

1、求单层厂房的风荷载 条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m ，基本风压 w 0＝0．55kN ／m 2，室外地坪标高为－0．150。 要求：求作用于排架上的风荷载设计值。 答案： 风荷载体型系数如图2．1．8所示。 风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B 类地面粗糙度确定。 柱顶处(标高11．4m 处) μz ＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m 处） 1.075z μ= （标高13.0m 处） 1.089z μ= （标高15.55m 处） 1.14(1.24 1.14)[(15.550.1515)/(2015)] 1.151z μ=+-?+--= （标高15.8m 处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值： 迎风面：21100.8 1.0440.550.459/k s z w w kN m μμ==??= 背风面：22200.5 1.0440.550.287/k s z w w kN m μμ==??= 排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：211 1.40.4596 3.85/Q k q r w B kN m ==??=

背风面：222 1.40.2876 2.41/Q k q r w B kN m ==??= 作用在柱顶的集中风荷载的设计值： 0() 1.4[(0.80.5) 1.075 1.10(0.20.6) 1.0890.5(0.60.6) 1.151 2.55]0.55624.3w Q si zi i F r h w B kN μμ==+??+-+??++????=∑ 2、求双坡屋面的风压 条件：地处B 类地面粗糙程度的某建筑物，长10m ，横剖面如图2．1．10a ，两端为山墙， w 0＝0．35kN ／m 2。 要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。 答案：1、已知200.35/w kN m = 1 00 t a n (3/12)14.0415α-==<，相应屋面的0.6s μ=-。 100L m = 2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。

进行静动载试验的依据和目的

一、依据： 1、《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）第条规定如下： 特殊检查（含静动载试验）是查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力，确定桥梁技术状态的的工作。 在下列情况下应做特殊检查： 1）定期检查中难以判明损坏原因及程度的桥梁。 2）桥梁技术状况为四、五类者。 3）拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁。 4）条件许可时，特殊重要的桥梁在正常使用期间可周期性进行荷载试验。 2、《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿）第条规定如下： 现有公路桥梁有下列情况之一时，须进行承载能力检测（静动载试验）评定： 1）有明显质量衰退或有较严重病害和损伤的桥梁。 2）按照《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）评定技术状况为四类以上者（含四类）。 3）需提高承载能力及使用功能的桥梁。 4）需通行特种荷载的桥梁。 5）缺失技术资料和安全运营资料的桥梁。 6）发生意外事故并经技术处理后的桥梁。

二、荷载试验的目的 荷载试验分为静力荷载试验与动力荷载试验两种，其目的是了解结构在荷载作用下的实际工作状态，综合分析判断桥梁结构的承载能力和使用条件。 1、静载试验 静载试验主要是通过在桥梁结构上施加与设计荷载或使用荷载基本相当的外载，采用分级加载的方法，利用检测仪器测试桥梁结构的控制部位与控制截面在各级试验荷载作用下的挠度、应力、裂缝、横向分布系数等特性的变化，将测试结果与结构按相应荷载作用下的计算值与有关规范规定值作比较，从而评定桥梁结构的承载能力。具体目的如下： 1）定期检查（外观检查）只能对结构病害进行定性分析，而静载试验能对结构病害进行定量分析，分析结构承载能力的降低情况，判断结构能否满足设计荷载或现有荷载安全通行的要求。（从安全角度考虑） 2）通过静载试验校验系数来说明结构潜在的承载力，相对残余变形反映了结构的工作状态。 3）静载试验是结构加固设计的重要依据，尤其是缺失图纸资料的桥梁显得尤为重要（无相关资料加固设计将无从入手）。通过静载试验对一些承载能力不能满足的桥梁，能指导加固设计需补强结构承载能力的量值（缺多少、补多少）；通过静载试验对一些承载力能满足的桥梁，可进行日常维修养护（无需加固），从而节省了资金。

风荷载计算软件方法与规范方法进行比较

风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。 风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。中国的地理位置和气候条件造成的大风为：夏季东南沿海多台风，内陆多雷暴及雹线大风；冬季北部地区多寒潮大风。其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。台风造成的风灾事故较多，影响范围也较大。雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。 一《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中所规定的顺风向风荷载的具体计算 1 顺风向风荷载 2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化，仍然采用平均风压乘以风振 0ωμμβωκz s z = （1） 其中： k ω— 风荷载标准值（kN/m 2）； z β— 高度z 处的风振系数； s μ— 风荷载体型系数； z μ— 风压高度变化系数； 0ω— 基本风压。 如果不考虑结构在风荷载作用下的动力响应，则由平均风压引起的静荷载取决于体型系 数、风压高度变化系数及基本风压这三项因素，下面讨论顺风向作用下的静荷载计算： 1.1 基本风压 中国规定的基本风压w 0 以一般空旷平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平 均的最大风速为标准，按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年，高层建筑和高耸结构为50年，特别重要的结构为100年)，统计得最大风速v （即年最大风速分布的96.67%分位值，并按w 0=ρv 2/2确定。式中ρ为空气质量密度；v 为风速）。根据统计，认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压，统计分布可按极值I 型考虑。 基本风压因地而异，在中国的分布情况是：台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区，由台风造成。东北、华北、西北的北部是风压次大区，主要与强冷气活动相联系。青藏高原为风压较大区，主要由海拔高度较高所造成。其他内陆地区风压都较小。 风速风速随时间不断变化，在一定的时距Δt 内将风速分解为两部分：一部分是平均风 速的稳定部分；另一部分是指风速的脉动部分。为了对变化的风速确定其代表值作为基本风压，一般用规定时距内风速的稳定部分作为取值标准。 建筑设计中的取用：基本风压应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录E 中附表 E.5 给出的全国各地区的风压采用数值。对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。 当城市或建设地点的基本风压值在本规范全国基本风压图上没有给出时，基本风压值可 根据当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定，分析时应考虑样本数量的

静动载试验-----静载试验

第二章 静载试验 北浩龙江大桥位于广西省柳州市柳城县，采用40+64+40m 三跨一联预应力砼变高度箱形连续梁，属于新建铁路桥梁。根据结构特点，静载试验选择3跨（0#台~1#墩边跨、中跨、1#墩~2#墩边跨）进行试验，经过各方单位几天的密切配合和精心准备，于2008年7月10日上午6:30至下午18:00完成了对0#桥台到3#墩之间的桥跨的全部3种工况的现场静载试验。 柳州 贵阳 图2.1北浩龙江大桥立面布置图（单位:m ） 2.1测点布置与测试方法 2.1.1 控制截面应力测试 应变测试主要采用表面式振弦式应变计，配合读数仪，测量精度控制在±0.2MP 以内。应变值通过记录的N 或L 值得到： ?? ? ???-?=-=?20219211110N N K εεε=-1L 0L

式中，K=4.062， N、1L——当前值，0N、0L——初始值。 1 为消除温度变化的影响，在梁体非受力位置布置一个应变温度补偿测点。 下游 (a)跨中截面测点布置图 下游 (b)墩顶截面测点布置图 图2.2 梁体控制截面应变测点布置示意图 2.1.2 梁体竖向静挠度测试

在边跨跨中、中跨跨中、中跨L/4、中跨3L/4及各支座截面布置挠度测点，上下游两侧对称布置。考虑到连续梁桥的特点，各控制截面加载时，除了测试本试验跨支点外，还需测试两相邻桥跨跨中、支点处布置挠度测点，测点布置如图2.3所示。挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，须找取不受荷载影响的稳定的后视点。此项内容主要为评判桥梁的竖向刚度提供依据。同时，还可监测各支点的沉降。 试验跨 试验跨试验跨 图2.3 挠度测点布置示意图 2.1.3 裂缝观测 为了确保梁体的工作状态，试验过程中及加载后，须对梁体控制截面进行详细观测，包括裂缝的出现及扩展情况。若混凝土出现裂缝，则进行裂缝状况描绘，并采用20倍的刻度放大镜或安装千分表进行裂缝宽度量测。 2.2 理论分析 为了准确分析该的结构特性和确定最不利轮位布载，理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版以及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线、控制截面的应力和变形等参数。各控制截面影响线如图2.4（a）～（c）所示。

荷载习题解答解读

《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答 1 荷载与作用 1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？ 结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构，称为间接作用。 “荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。 1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？ 结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。 1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？ 荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。 2 重 力 作 用 2.1 成层土的自重应力如何确定？ 地面以下深度z 处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。 2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？ 根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件？比较三者数值的大小？ 当挡土墙在土压力作用下，不产生任何位移或转动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力，可用E 0表示。 当挡土墙在土压力的作用下，向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少，直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动，在滑动楔体开始滑动的瞬间，墙背上的土压力减少到最小值，土体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力，可用E a 表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时，墙体挤压墙后土体，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大，墙后土体也会出现滑动面，滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出，在滑动楔体开始隆起的瞬间，墙背上的土压力增加到最大值，土体内应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力，可用E p 表示。 在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，即： p 0a E E E << 2.4 如何由朗金土压力理论导出土的侧压力计算方法？ 郎金土压力理论假定土体为半空间弹性体，挡土墙墙背竖直光滑，填土面水平且无附加荷载，根据半空间内土体的应力状态和极限平衡条件导出了土压力计算方法。当填土表面受有连续均布荷载或局部均布荷载，挡土墙后有成层填土或填土处有地下水时，还应对侧向土压力进行修正。

桥梁荷载试验

桥梁荷载试验 一、桥梁荷载试验的目的 桥梁荷载试验是对桥梁结构物工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。由于大桥的跨径较大，设计、施工技术难度较大，另外，根据国家有关规定，大型桥梁竣工后应进行生产鉴定性质的试验，桥梁荷载试验力求达到以下目的： 1、通过现场加载试验以及对试验观测数据和试验现象的综合分析，检验本桥设计与施工质量，确定工程的可靠性，为竣工验收提供技术依据； 2、直接了解桥跨结构的实际工作状态，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能； 3、验证设计理论、计算方法和设计中的各种假定的正确性与合理性，为今后同类桥梁设计施工提供经验和积累科学资料； 4、通过动载试验测定桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能，评估实际结构的动载性能； 5、通过荷载试验，建立桥梁健康模型，记录桥梁健康参数。 二、桥梁荷载试验的分类 桥梁荷载试验包括静力荷载试验与动力荷载试验。一般情况下只做静力荷载试验，必要时增做部分动力荷载试验，如特大型桥梁、新型桥梁等。 静力荷载试验是指将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。 动力荷载试验是指采用动力荷载，如行驶的汽车荷载或者其他动力荷载作用于桥梁结构上，以测出结构的动力特性，如振动变形，从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和振动影响。桥梁的动力荷载试验和静力荷载试验相比具有其特殊性。首先，引起结构产生的振幅（如车辆、人群、阵风或地震力等）和结构的振动影响是随时间而变化的，而结构在动荷载作用下的响应与结构本身的动力特性有密切关系，动荷载产生的动力效应一般大于相应的静力效应。

风荷载习题

1 1、求单层厂房的风荷载 条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m ，基本风压 w 0＝0．55kN ／m 2，室外地坪标高为－0．150。 要求：求作用于排架上的风荷载设计值。 答案： 风荷载体型系数如图2．1．8所示。 风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B 类地面粗糙度确定。 柱顶处(标高11．4m 处) μz ＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m 处） 1.075z μ= （标高13.0m 处） 1.089z μ= （标高15.55m 处） 1.14(1.24 1.14)[(15.550.1515)/(2015)] 1.151z μ=+-?+--= （标高15.8m 处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值： 迎风面：21100.8 1.0440.550.459/k s z w w kN m μμ==??= 背风面：22200.5 1.0440.550.287/k s z w w kN m μμ==??= 排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：211 1.40.4596 3.85/Q k q r w B kN m ==??=

2 背风面：222 1.40.2876 2.41/Q k q r w B kN m ==??= 作用在柱顶的集中风荷载的设计值： 0() 1.4[(0.80.5) 1.075 1.10(0.20.6) 1.0890.5(0.60.6) 1.151 2.55]0.55624.3w Q si zi i F r h w B kN μμ==+??+-+??++????=∑ 2、求双坡屋面的风压 条件：地处B 类地面粗糙程度的某建筑物，长10m ，横剖面如图2．1．10a ，两端为山墙， w 0＝0．35kN ／m 2。 要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。 答案：1、已知200.35/w kN m = 100t a n (3/12)14.0415α-==<，相应屋面的0.6s μ=-。 100L m = 2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。