山东理子大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 第二章.重力荷载 §2-1结构自重 §2-2土的自重应力 §2-3雪荷载 §2-4车辆荷载 §2-5人群荷载 §2-6吊车荷载 §2-7楼面和屋面活荷载
2 第二章.重力荷载 §2-1 结构自重 §2-2 土的自重应力 §2-3 雪荷载 §2-4 车辆荷载 §2-5 人群荷载 §2-6 吊车荷载 §2-7 楼面和屋面活荷载
§2.1结构自重 结构的自重是由地球引力产生的组合结构的材料重力， 一般而言，可以根据结构的材料种类、材料体积和材料容重计 算结构自重（式2-1）。结构自重一般按照均匀分布的原则计算， 在施工阶段，构件在吊装运输或悬臂施工时引起的结构内力， 有可能大于正常设计荷载产生的内力，因此，在施工阶段演算 构件的强度和稳定时，构件重力应乘以适当的动力系数。 G =yV (式2-1) 注意土木工程中结构各构件的材料容重可能不同，计算结构自 重时可将结构人为地划分为许多基本构件，然后叠加即得到结 构总自重（式2-2）。 (式2-2) 3
3 §2.1 结构自重 结构的自重是由地球引力产生的组合结构的材料重力， 一般而言，可以根据结构的材料种类、材料体积和材料容重计 算结构自重(式2-1)。结构自重一般按照均匀分布的原则计算， 在施工阶段，构件在吊装运输或悬臂施工时引起的结构内力， 有可能大于正常设计荷载产生的内力，因此，在施工阶段演算 构件的强度和稳定时，构件重力应乘以适当的动力系数。 G V k = γ (式2-1) 注意土木工程中结构各构件的材料容重可能不同，计算结构自 重时可将结构人为地划分为许多基本构件，然后叠加即得到结 构总自重(式2-2)。 1 n i i i G Vγ = = ∑ (式2-2)
§2.2土的自重应力 土是由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。若把土体简化为连续体 ,则应用连续介质力学（例如弹性力学）来研究土中应力的分布。在计算土中应 力时，通常将土体视为均匀连续的弹性介质。若土层天然重度为γ，在深度z处 a-a水平面（图2.1(a),土体因自身重量产生的竖向应力可取该截面上单位面积的 土柱体的重力，即： Oe ya 可见自重应力沿水平面均匀分布，且与z成正比，即随深度按直线规律增 加，如图2.1(b)所示。 天然地面 入 入 线 O-YZ 任意深度水平截面上的土自重应力 (b)自重应力呈线性增加 图2.1均质土中竖向自重应力
4 §2.2 土的自重应力 土是由土颗粒、水和气所组成的三相非连续介质。若把土体简化为连续体 ，则应用连续介质力学(例如弹性力学)来研究土中应力的分布。在计算土中应 力时，通常将土体视为均匀连续的弹性介质。若土层天然重度为γ ，在深度z处 a-a水平面(图2.1(a))，土体因自身重量产生的竖向应力可取该截面上单位面积的 土柱体的重力，即： 可见自重应力 沿水平面均匀分布，且与z成正比，即随深度按直线规律增 加，如图2.1(b)所示。 cz σ γ = z (a)任意深度水平截面上的土自重应力 (b)自重应力呈线性增加 图2.1 均质土中竖向自重应力
§2.2土的自重应力 般情况下，地基土由不同重度的土层所组成。如图2.2所示，天然 地面下深度z范围内各层土的厚度自上而下分别为h1,h2,.,hi, ，h,则多层土深度z处的竖直有效自重应力的计算公式为： 6=4+72h++n.=∑x (2-4) i=l 式中，一从天然地面起到深度z处的土层数； h:一第i层土的厚度(m); Y:一第i层土的天然重度(kN/m3):若土层位于地下水位以下，由 于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重 度称为土的有效重度，即： M=-% (2-5) 天然地面 7 77N 77入N Y: 线 地下水位面 i+h ☑ hs h+2h+3 3方 图2.2成层图中竖向自重应力沿深度分布 7.7i 4+h+yh+Yh 不透水层面 77X7777入N 5
5 §2.2 土的自重应力 图2.2 成层图中竖向自重应力沿深度分布 1 1 γ h 11 2 2 γ γ h h + 11 2 2 3 3 γγ γ hh h + + ′ 11 2 2 3 3 4 4 γγ γ γ hh h h ++ + ′ ′ 1 γ 2 γ 3 3 γ γ ′ 4 4 γ γ ′ 天然地面 地下水位面 不透水层面 h1 h2 h3 h4 σ cz σ cz 线 11 2 2 1 n cz n n i i i σγ γ γ γ hh h h = = + +⋅⋅⋅+ = ∑ (2-4)
§2.2土的自重应力 【例1-（习题2.9-1）】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。 又地面 77777 h,-2.5m Y=18.23kN/m2 77777本 h,-2.0m 2-18.62kN/m2 77777本 h,-15m ￥=9.80kN/m2 厚度和容重图 77777 h,=2.0m Y4-9.40kN/m2 77777
§2.2 土的自重应力 【例1-（习题2.9-1）】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。 厚度和容重图