荷载-土木工程概论：荷载的影响及分析

直接施加在土木工程结构上的外力是由荷载引起的。土木工程师的一个重要任务是确定有哪些荷载会作用在土木工程设施上，在极端情况下，这些荷载的值有多大。土木工程中的荷载大体有以下三类，单位一般为kN、kN/m或kN/m2。

1.永久荷载

永久荷载也称恒载，指在使用期间永久施加在结构上，其值不随时间变化的荷载。承重结构的自重、围护结构（墙面、地面、屋面、桥面等）的重力以及固定装置的重力都是恒载（见图3-9）。恒载一般以构件的体积乘以所用材料单位体积的重量（即容重）得到。在建筑物中，承重结构的恒载占总荷载的50%～70%。此外，地下工程、挡土工程和隧道工程所承受的土压力和围岩压力也是恒载。

图3-9　施加在结构上的荷载

1—风载（压力，＋）；2—承重结构自重；3—墙面、屋面、地面（含顶棚）恒载；
4—雪载；5—楼面活载；6—风载（吸力，－）

2.可变荷载

可变荷载也称活载，指在使用期间施加在结构上的值随时间变化的荷载。活载有多种类型，例如以下的几种。

（1）使用活载。例如，楼面活载（人群、家具、可移动设备、操作时使用的工件等）、屋面活载（屋面上人时的人群和设施、屋面积灰、屋面直升机停机坪等）都是使用活载（见图3-9）。(www.xing528.com)

（2）车辆活载。这主要是铁路列车或公路车辆的荷载，它们表现为一系列集中荷载和均布荷载组成的移动荷载（见图3-10）。此外，工业厂房中的起重吊车（俗称“天车”）也是一种移动式活载。

图3-10　桥梁上的汽车荷载

T1、T2、T3、T4—汽车辆重；b1、b2、c—不同规范规定的车轴间距离

（3）风载。风是由大气压力不等引起的空气运动。由风的运动而施加在墙面或结构上的压力称为风载（见图3-9）。风载有三个“不一样”：①不同地区不一样（沿海大、内陆小）；②同一地区每时每刻不一样；③不同高程、不同部位不一样（例如，50m比5m高程处的风载约大15倍）。设计时采用的风载值是重现期为50年的10min内平均风压的统计值。

（4）雪载。雪载是指由积雪引起的荷载（见图3-9）。雪载也因地区不同而异。我国南方地区如广州、海口，甚至没有雪载。

3.偶然荷载

偶然荷载是指在使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载，如撞击荷载、爆炸荷载等。