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荷载_百度百科

归档日期:07-14       文本归类:低水桥      文章编辑:爱尚语录

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  荷载,读音:hè zài。(“载”有”承载“的意思,故念四声)指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素。或习惯上指施加在工程结构上使工程结构或构件产生效应的各种直接作用,常见的有:结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。

  引起结构失去平衡或破坏外部作用主要有:直接施加在结构上的各种力,习惯上称为荷载,例如结构自重(恒载),活荷载,积灰荷载,雪荷载,风荷载;另一类是间接作用,指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用,例如混凝土收缩,温度变化,焊接变形,地基沉降等。

  重视荷载的目的是为了适应建筑结构设计的需要,以符合安全适用、经济合理的要求。

  1 永久荷载(恒载),其值不随时间变化;或者其变化与平均值相比可以忽略的荷载。例如结构自重、土压力、预应力 基础沉降,混凝土收缩,焊接变形等。恒载也称永久荷载,是施加在工程结构上不变的(或其变化与平均值相比可以忽略不计的)荷载。如结构自重、外加永久性的承重、非承重结构构件和建筑装饰构件的重量、土压力等。因为恒载在整个使用期内总是持续地施加在结构上,所以设计结构时,必须考虑它的长期效应。结构自重,一般根据结构的几何尺寸和材料容重的标准值(也称名义值)确定

  房屋是由基础、墙(柱)、梁、板这样一些较重的结构构件组成。它们首先要承受自身重量,这就是恒载。除此之外,地面、屋面、顶棚、墙面上的抹灰层和门窗都是荷载。

  2 可变荷载(活载荷),在设计基准期间内,其值随时间变化,且变化值和平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。

  活荷载也称可变荷载,是施加在结构上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷载。如工业建筑楼面活荷载、民用建筑楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、裹冰荷载、波浪荷载等均是。

  3 偶然荷载(特殊载荷或偶然作用),在设计基准期可能出现也可能不出现,一旦出现,其值很大且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力,台风雪崩等。

  1.静态作用不使结构或结构件产生加速度或产生加速度可以忽略不计. 例如住宅或办公楼的楼面荷载等

  2.动态作用使结构和结构件产生不可忽略的加速度.例如吊车设备振动;高空坠落物冲击作用等.

  1.均布面载荷建筑物楼面上的均布载荷,例如铺设的木地板,地砖,花岗石,大理石面层等重量引起的荷载.均匀面载荷Q值的计算,可用材料单位体积的重度y乘以面层材料的厚度d,得出增加的均匀布面载荷值,Q=y.d.

  2.线荷载建筑物原有的楼面或层面上的各种面载荷传到梁上或条形基础上,可简化为单位长度上的分布载荷、称为线.集中荷载 荷载的分布面积远小于结构受荷时,为简化计算,可近似地将荷载看成作用在一点上。例如次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中荷载,屋架传给柱子的压力、吊车的轮子对吊车梁的压力都是集中荷载。

  由于直接作用或者间接作用于结构上,在结构内部产生内力(如轴力,弯矩,剪力,扭矩等)和变形(如转角,裂缝),被称作为“结构效应”,也就是我们说的作用。当作用为直接作用时,其效应也称之为“荷载效应”,也即是所说的荷载。

  工业建筑楼面在生产使用和维修安装期间,由设备、运输工具、原材料、成品等物重以及操作人员的重量所产生的荷载。工业设备等重物通常为局部荷载或集中荷载,应按实际资料确定。但为了便于设计,一般可采用对结构构件引起相同效应的等效均布活荷载来代替。

  民用建筑在使用期间,由人群、 物件、家具、 设备等产生的荷载。对于常见的住宅、办公室、 旅馆、医院、学校、礼堂、影剧院、 体育馆、展览馆、商店、车站大厅、候车室、书库、浴室、阳台等民用建筑的楼面均布活荷载值由国家荷载规范规定。

  屋面在施工、使用和维修过程中,由人群、工具和适当的堆料所产生的荷载。对于多雨地区,屋面活荷载也包括可能的屋面积水所引起的积水荷载。

  屋面积灰荷载 对于在生产中有大量排灰的厂房,为考虑屋盖结构的安全而规定的屋面荷载。如铸造车间、炼钢车间、烧结车间、高炉、水泥厂等以及其邻近的建筑,均应考虑屋面积灰荷载。该荷载的标准值可按灰源性质、建筑物与灰源的距离、屋面形状和清灰制度等条件来规定。

  运载人群和货物的车辆施加在房屋楼面、码头和桥梁上的活荷载。在多层工业厂房、仓库和汽车库的楼面上有时要求承受汽车、铲车等荷载。公路桥梁要求承受汽车、平板挂车、履带车和压路机等荷载。铁路桥梁要求承受列车的荷载。由于车辆的型号和等级不同,施加在结构上的荷载也不相同,设计时要考虑最有代表性和控制性的车辆荷载。如公路桥梁选用的是经常地、大量地出现的汽车排列成队,作为计算荷载;将出现机率较少的履带车和平板挂车作为验算荷载。汽车和列车行驶在桥面上,使桥梁受到冲击力,设计时车辆荷载应乘以动力系数。此外,还要考虑车辆制动时的制动力、车辆在曲线上行驶的离心力、列车行驶时的横向摇摆力以及由车辆荷载引起的土的附加侧压力(见桥梁荷载)。

  吊车作业时对结构引起的竖向力和水平力。工业厂房为了在生产中吊运材料和成品,在安装检修时吊运设备,常设置各种吊车,如桥式吊车、悬挂吊车、悬臂吊车等。吊车竖向力为吊车的最大竖向轮压,对桥式吊车而言,可由大车桥架重、小车自重、司机操作室重量和额定最大吊重确定。一般可按吊车产品目录的规定取用。吊车水平力为吊车车轮制动时通过轨道传递的刹车力,对桥式吊车而言,大车制动时产生纵向水平力;小车制动时产生横向水平力。吊车由于轨道不直、不平行、吊车桥架刚度不够以及吊车轮安装位置不正、不平行等原因,使吊车沿纵向行驶时呈蛇形运动,造成大车车轮对轨道的挤压力,称为卡轨力。吊车由于轨道接头高差、工件翻身等所产生的竖向冲击作用,一般可按吊车类别、结构构件类型和部位,以及吊车重量等因素采用不同的动力系数考虑。

  也称风的动压力,是空气流动对工程结构所产生的作用,包括稳定风和脉动风两种作用,在工程结构上称为空气静力作用和空气动力作用。在多大风地区和设计高耸结构大跨度桥梁时,需特别注意。

  一般雪荷载为我国(除华南地区)张拉膜结构设计控制荷载之一,组合值为0.7、频遇值为0.6、准永久值系数按雪荷载分区I、Ⅱ、Ⅲ分别对应为0.5、0.2、0.0.

  基本雪压一般参照规范或者当地气象记录资料。规范给出我国部分大中城市地区10年、50年、100年基本雪压。一般结构取50年基本雪压,景观小品、临时性建筑、仓储、不重要构筑物等,可按10年、30年取值,或适当调整。

  对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

  荷载分项系数是设计计算中反映荷载不确定性并与结构可靠度的分项系数。荷载分项系数可按下列规定采用:

  当其效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取1.2;由永久荷载效应控制的组合应取1.35。

  当其效应对结构有利时,应取1.0,对倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。

  承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时,对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。

  正常使用极限状态按频遇组合设计时,应采用频遇值、准永久值作为可变荷 载的代表值;按准永久组合设计时,应采用准永久值作为可变荷载的代表值。

  荷载标准结构设计时采用的荷载基本代表值,也就是在荷载规范中所列的各项标准荷载。标准荷载在概念上一般是指结构或构件在正常使用条件下可能出现的最大荷载值,因此它应高于经常出现的荷载值。用统计的观点,荷载的标准值是在所规定的设计基准期内,其超越概率小于某一规定值的荷载值,也称特征值,是工程设计可以接受的最大值。在某些情况下,一个荷载可以有上限和下限两个标准值。当荷载减小对结构产生更危险的效应时,应取用较不利的下限值作为标准值;反之,当荷载增加使结构产生更危险的效应时,则取上限值作为标准值。又如各种活荷载,当有足够的观测资料时,则应按上述标准值的定义统计确定;当无足够的观测资料时,荷载的标准值可结合设计经验,根据上述的概念协议确定。

  在ansys中,载荷包括边界条件和激励。对应不同分析类型,载荷可分为以下几种不同种类:结构分析中常见的载荷:力、压力、重力、位移边界条件等;热分析中常见的载荷:温度、热流速率、对流边界条件等;磁场分析中常见的载荷:磁势,磁通量边界条件等;电场分析中常见的载荷:电势(电压)、电流、电荷和电荷密度等;流场分析中常见的载荷:流速和压力等。

  偶然荷载 指的是在结构的设计使用期内偶然出现(或不出现),其数值很大、持续时间很短的荷载,如爆炸力、地震力、船只或漂浮物撞击力等。

  1、建筑结构设计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。本词条仅对有关荷载作出说明。

  2、建筑结构设计中涉及的作用或荷载,除按本规范执行外,尚应符合现行的其他国家标准的规定。

  雪荷载 施加在建筑屋面或其他结构外露面上的积雪重量。雪荷载值S由地面积雪重量即基本雪压So乘以屋面积雪分布系数μr确定:

  中国规定的基本雪压是一般空旷平坦地面按一定重现期统计而得的年最大积雪量(相当于该一定年限基准期最大积雪重量分布的某一分位值)。根据统计,年最大地面雪压的统计分布也可按极值Ⅰ型考虑。中国积雪情况与世界上积雪严重的苏联、日本、北欧、加拿大等国家相比,雪量不大,积雪期也短,东北和新疆北部是中国两个高雪压地区。此外,长江中下游也是一个高雪压地区,但积雪期极短。对中国南方大部地区,设计中不考虑屋面的积雪问题。严重的屋面积雪也会引起房屋倒塌事故。屋面积雪因受到屋面形式、朝向、风力以及建筑物的室内采暖或生产热量的散发等影响,一般与气象站在野外平坦地面所测定的积雪有一定的差别。

  裹冰荷载 包围在塔架杆件、缆索、电线表面上的结冰重量。在冬季或早春季节,处于特定气候条件下,在一些地区由冻雨、 冻毛雨、气温低于0°C的雾、云或溶雪冻结形成,其值可根据裹冰厚度和裹冰容重确定。

  裹冰荷载对于如输电塔架、线路等结构往往是一种重要荷载。由于裹冰增大了杆件、缆索的截面,或封闭了某些格构的空隙,不但使结构或构件的重量增大,而且由于结构挡风面积增大,显著地加大了风荷载,使结构受力更为不利。

  波浪荷载 也称波浪力,是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。按绕射理论进行分析,波浪对结构物的作用由四部分组成:水流粘滞性所引起的摩阻力(与水质点速度平方成正比);不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力(与波浪中水质点加速度成正比);结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。在实际工作中,常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森方程分析波浪力。

  ·不随时间变化或变化较缓慢的载荷称为静载荷,如重力,锅炉中的压力,螺栓拧紧后受到的拉力;

  ·随时间变化的栽荷称为变载荷,如内燃机活塞杆受到的力,机器中的齿轮受到的力等。

  ·根据原动机额定功率(或阻力、阻力矩)计算出来的作用于机械零件上的载荷称为名义载荷,一般用F表示力,用T表示力矩。

  ·考虑机械零件在工作时有冲击、振动和由于各种因素引起的栽荷分布不均匀等.将名义载荷修正后用于零件计算的栽荷称为计算载荷,以

  工程机械传动系零件的主要破坏形式是疲劳破坏。零件常在满负荷情况下工作,所受冲击载荷较大,故应以发动机传来的最大静力矩与附着条件决定的力矩中的较小值作为计算力矩。

  实际上附着系数是一个在很大范围内随地面状况变动不定的数值,因此主要从发动机传来的力矩作计算,附着情况的计算仅必要时作校核用。

  在确定了传动比的分配和传动图以后,即可设计计算传动系各部件,如齿轮、轴、轴承等。

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