01 第一章 荷载与结构设计方法绪论.pptx

第1页：荷载与结构设计方法课程封面

《荷载与结构设计方法》课程封面，标示课程名称与课程主题。

第2页：2008年中国南方雪灾灾情概述

土木工程灾难回顾——2008年中国南方雪灾

• 2008年1月，中国发生大范围低温、雨雪、冰冻等自然灾害
• 上海、浙江、江苏、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆和新疆生产建设兵团等20个省（区、市）均不同程度受灾

第3页：南方雪灾人员伤亡与房屋损失统计

2008年中国南方雪灾——人员伤亡与财产损失

• 因灾死亡129人，失踪4人，紧急转移安置166万人，受灾人口超过1亿
• 农作物受灾面积1.78亿亩，成灾8764万亩，绝收2536万亩
• 倒塌房屋48.5万间，损坏房屋168.6万间

第4页：暴风雪造成的交通与生命线中断

2008年中国南方雪灾——基础设施受损

• 暴风雪造成多处铁路、公路、民航交通中断
• 电力受损、煤炭运输受阻，不少地区用电中断
• 电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响，部分重灾区面临断粮危险

第5页：2008年南方雪灾图片页（1）

本页为2008年中国南方雪灾回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第6页：2008年南方雪灾图片页（2）

本页为2008年中国南方雪灾回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第7页：「911」恐怖袭击事件概述

土木工程灾难回顾——「911」恐怖袭击

• 美国东部时间2001年9月11日上午（北京时间9月11日晚），恐怖分子劫持4架民航客机
• 撞击美国纽约世界贸易中心和华盛顿五角大楼
• 包括世贸中心双塔在内的6座建筑被完全摧毁，另有23座高层建筑遭到破坏

第8页：「911」恐怖袭击图片页（1）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第9页：「911」恐怖袭击图片页（2）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第10页：「911」恐怖袭击图片页（3）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第11页：「911」恐怖袭击图片页（4）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第12页：「911」恐怖袭击图片页（5）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第13页：「911」恐怖袭击图片页（6）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第14页：「911」恐怖袭击图片页（7）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第15页：「911」恐怖袭击图片页（8）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第16页：「911」恐怖袭击图片页（9）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第17页：「911」恐怖袭击图片页（10）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第18页：「911」恐怖袭击图片页（11）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第19页：「911」恐怖袭击图片页（12）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第20页：「911」恐怖袭击图片页（13）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第21页：「911」恐怖袭击图片页（14）

本页为「911」恐怖袭击回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第22页：2008年汶川地震基本参数

土木工程灾难回顾——2008年汶川地震

时间

2008年5月12日14时28分04秒

位置

震中心为四川省汶川县映秀镇，其次为北川

震级

里氏震级8.0级，矩震级7.9级

震中烈度

最大11度

伤亡人数

69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪

第23页：汶川地震图片页（1）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第24页：汶川地震图片页（2）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第25页：汶川地震图片页（3）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第26页：汶川地震图片页（4）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第27页：汶川地震图片页（5）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第28页：汶川地震图片页（6）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第29页：汶川地震图片页（7）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第30页：汶川地震图片页（8）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第31页：汶川地震图片页（9）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第32页：汶川地震图片页（10）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第33页：汶川地震图片页（11）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第34页：汶川地震图片页（12）

本页为2008年汶川地震回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第35页：2015年天津港爆炸事故概述

土木工程灾难回顾——2015年天津港爆炸

• 2015年8月12日23:30左右，天津滨海新区第五大街与跃进路交叉口的一处集装箱码头发生爆炸
• 发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品
• 现场火光冲天，灰白色蘑菇云瞬间腾起，附近火焰四溅

第36页：天津港两次爆炸的震级与TNT当量

2015年天津港爆炸——两次爆炸的参数

• 第一次爆炸：2015年8月12日23时34分6秒，近震震级ML约2.3级，相当于3吨TNT
• 第二次爆炸：30秒钟后发生，近震震级ML约2.9级，相当于21吨TNT
• 天津塘沽、滨海，以及河北河间、肃宁、晋州、藁城等地均有震感

第37页：天津港爆炸伤亡人数与善后处置

2015年天津港爆炸——伤亡与善后（截至2015年9月11日15时）

• 遇难者总人数升至165人，仍有8人失联
• 其中公安消防人员24人，天津港消防人员75人，民警11人，其他人员55人
• 截至2015年9月3日24时，事故受损住宅处置协议共签约9420户

第38页：天津港爆炸图片页（1）

本页为2015年天津港爆炸回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第39页：天津港爆炸图片页（2）

本页为2015年天津港爆炸回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第40页：天津港爆炸图片页（3）

本页为2015年天津港爆炸回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第41页：天津港爆炸图片页（4）

本页为2015年天津港爆炸回顾的图片页，源文件未提取到正文文字，仅有图片，建议对照原课件图片补充画面说明。

第42页：第1章 绪论 章节目录

第1章 绪论

• §1.1 荷载与作用
• §1.2 作用的分类
• §1.3 结构设计方法

第43页：工程结构的两项基本功能

§1.1 荷载与作用——工程结构的两项基本功能

• 提供能良好地为人类生活和生产服务、满足使用要求与审美要求的结构空间和实体
• 承受和抵御结构服役过程中可能出现的各种环境作用

第44页：结构上的作用及其分类

§1.1 荷载与作用——结构上的作用

定义

能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种原因的总称

• 直接作用（称为荷载）：结构自重、风压力、雪压力、积灰荷载等
• 间接作用（不以力的集结形式出现）：温度变化、材料收缩和膨胀、地基不均匀沉降、地震等

第45页：作用效应的定义与分类

§1.1 荷载与作用——作用效应

定义

作用在结构上产生的内力（弯矩、扭矩、剪力、压力、拉力等）和变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等）称为作用效应

• 第一类：直接作用效应，即荷载效应
• 第二类：间接作用效应，包括地震作用效应、温度变化作用效应、地基变形作用效应

第46页：作用按随时间变异的分类

§1.2 作用的分类——按随时间的变异分类

永久作用

在设计基准期内作用值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略，如结构自重、土压力、地基变形、混凝土收缩变形等

可变作用

在设计基准期内作用值随时间变化且变化不可忽略，如施工荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度变化等

偶然作用

在设计基准期内不一定出现，一旦出现量值很大且持续时间很短，如地震、爆炸、撞击、火灾、龙卷风等

第47页：作用按空间位置变异的分类

§1.2 作用的分类——按随空间位置的变异分类

固定作用

在结构空间位置上具有固定的分布，但值量可能具有随机性，如结构自重、固定的设备荷载等

自由作用

在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布，出现位置及量值可能具有随机性，如楼面上的人群荷载、桥梁上的车辆荷载等

自由作用设计时应考虑其最不利效应。

第48页：作用按结构反应特点的分类

§1.2 作用的分类——按结构的反应特点分类

静态作用

对结构或结构构件不产生动力效应，或其动力效应与静态效应相比可以忽略不计，如结构自重、雪荷载、楼面活荷载

动态作用

对结构或结构构件产生不可忽略的动力效应，如地震作用、风荷载、爆炸、冲击荷载

第49页：结构设计方法的发展历程

§1.3 结构设计方法——设计方法的发展历程

• 容许应力设计法：建立在弹性理论基础上，规定使用荷载下截面最大计算应力不超过材料容许应力；未考虑材料非线性性能，荷载与容许应力取值凭经验确定
• 破损阶段法：按材料破坏阶段工作状态设计，考虑塑性应力分布后使截面承载力不小于外荷载内力，引入安全系数；未考虑正常使用下的变形与裂缝问题
• 极限状态设计法：将极限状态分为承载力极限状态与正常使用极限状态，限制变形与裂缝；安全度表达为单一系数和多系数，部分荷载与材料性能取值引入概率统计方法
• 概率极限状态设计法：以概率理论为基础，视作用效应与影响抗力的主要因素为随机变量，用可靠概率（可靠指标）度量结构可靠性，预先规定可靠指标并使构件与结构的可靠度水平一致