活荷載
關注創建者：ゝ糖炒"栗"子 創建時間：2021-04-09
活荷載的視頻教程
sap2000之地下矩形水池結構設計
活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用 恒載：自重 DL 土側壓力SD：土重 18kN/m3，主動土壓力系數 1/3 池內水壓力WD：10KN/m3 活荷載LL：頂板活荷載 2.5kN/m2 地面活載 10kN/m2 承載力工況組合情況分為三種(按基本組合設計)： 第一、池內無水，池外有土 1.2DL+0.9*1.4LL+1.27SD 第二、池內有水，池外無土 1.2DL
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SAP2000之圓形水池結構設計
活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用 恒載：自重 土側壓力：土重 18kN/m3，主動土壓力系數 1/3 池內水壓力：10KN/m3 地面活載： 10kN/m2 考慮池壁受溫差的影響（△10℃） 承載力工況組合情況分為三種(按基本組合及準永久組合設計)： 第一、池內無水，池外有土 第二、池內有水，池外無土 第三、池內有水，池外有土 分析要點： 第一、結合規范回顧講解鋼筋混凝土圓形水池的結構設計相關知識點
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連廊舒適度分析與 SAP2000 二次開發
第一部分：SAP2000 二次開發基礎 Python 怎么無痛啟動和調用 SAP2000 腳本編寫的核心技巧：如何選擇每個構件（指哪打哪） 如何用循環批量生成點、桿、面和網格 怎么高效查閱幫助文檔（CHM）輔助編程 第二部分：連廊舒適度分析實操（核心） 規范條文解讀：混凝土彈模 1.2 倍、活荷載 0.35、殼單元 時程函數生成：用 Python 函數自動生成 6 組文本文件
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活荷載的實例教程
一、教科書里荷載的最不利組合的描述
連續梁所受荷載包括恒載和活荷載兩部分，其中活荷載的位置是變化的，所以在計算內力時，要考慮荷載的最不利組合和截面的內力包絡圖。
對于單跨梁，顯然是當全部恒載和活荷載同時作用時將產生最大的內力。但對于多跨連續梁某一指定截面往往并不是所有荷載同時布滿梁上各跨時引起的內力為最大。結構設計必須使構件在各種可能的荷載布置下都能可靠使用，這就要求找出在各截面上可能產生的最大內力，因此必須研究活荷載如何布置使各截面上的內力為最不利的影響，即活荷載的最不利布置。
如下圖所示為五跨連續梁，當活荷載布置在不同跨間時梁的彎矩圖和剪力圖。
從上圖中可以看出其內力圖的變化規律，當活荷載作用在某跨時，該跨跨中為正彎矩，鄰跨跨中為負彎矩，然后正負彎矩相間；比較各彎矩圖可以看出，例如對于1跨，本跨有活荷載，當在3、 5跨同時也有活荷載時，使1跨+M值增大，而2、4跨同時有活荷載時，則在1跨引起-M，使1跨+M值減小，因此欲求1跨跨中最大正彎矩時，應在1、3、5跨布置活荷載。同理可以類推出求其他截面產生最大彎矩時活荷載的布置原則。
根據上述分析，可以得出確定連續梁活荷載最不利布置的原則如下：
1.欲求某跨跨中最大正彎矩時，應在該跨布置活荷載；然后向兩側隔跨布置。
2.欲求某跨跨中最小彎矩時，其活荷載布置與求跨中最大正彎矩時的布置完全相反。
3.欲求某支座截面最大負彎矩時，應在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后向兩側隔跨布置。
4.欲求某支座截面最大剪力時，其活荷載布置與求該截面最大負彎矩時的布置相同。
根據以上原則可確定活荷載最不利布置的各種情況，它們分別與恒載（布置各跨）組合在一起，就得到荷載的最不利組合，如下圖所示為五跨連續梁最不利荷載的組合。
展開 拱肋外腹板設置裝飾性結構?全橋采用42根蘭格爾體系吊桿,順橋向每相鄰3m設置1根吊桿,橫橋向為雙吊桿,拉索采用黑色內層?彩色外層雙層結構的高密度聚乙烯護套料?吊桿索拱端為冷鑄錨固體系,梁端為固定端錨具,拱端為張拉端錨具?橋梁的主要結構參數及立面布置見表1和圖2?
2 有限元模型建立
采用MIDAS/Civil建立系桿拱橋模型(見圖3),主梁和拱肋采用梁單元模擬,吊桿采用桁架單元模擬?在拱腳處設固定支座,視為固結,主梁和拱肋臨時支架用彈性連接模擬,對模型進行無墩模擬分析?
3 靜力特性分析
3.1 成橋狀態受力分析
選取以下3種荷載組合研究該橋的靜力特性:組合1為恒荷載;組合2為活荷載;組合3為恒荷載+活荷載+溫度荷載?橋梁的恒荷載根據結構材料及幾何參數由MIDAS/Civil程序自動加載;汽車荷載采用城市-Ⅰ級;人群荷載按CJJ11—2011《城市橋梁設計規范》取用,計算值為2.59kN/m2;溫度荷載以升溫15℃計算;吊桿和系桿的張拉力按施工階段通過對桁架單元施加索力實現?各荷載組合作用下系桿拱橋關鍵截面的位移和內力見圖4~6?
由圖4~6可知:1)橋梁結構在承受荷載作用時,結構撓度受到很大影響?由于恒荷載和活荷載的特性,如恒荷載中的自重和二期荷載在結構承受所有荷載中比例較中,而活荷載中的汽車荷載和人群荷載是當有車輛或行人通過時才作用到橋梁上,故橋梁遭受恒荷載產生的豎向位移遠大于活荷載產生的豎向位移;組合3中溫度荷載對橋梁的影響主要是鋼結構的溫度次應力和自應力,對位移影響較小?2)橋梁承受的內力主要是恒載作用產生的,活載產生的內力占比很小?3)在3種荷載組合作用下,吊桿內力分布規律符合設計要求,吊桿所受張力除1#?21#吊桿外,其他吊桿都關于跨中對稱,1#?21#吊桿由于吊桿計算長度較小,張拉時無法完成張拉受力,導致有所差別
展開 頻遇值是設計基準期內荷載達到和超過該值的總持續時間與設計基準期的比值小于0.1的荷載代表值。
以辦公樓的樓面活荷載為例，辦公樓標準值為2.0kN/m2，其頻遇值系數為0.5，則辦公樓樓面活荷載的頻遇值為0.5*2.0kN/m2=1.0kN/m2.在設計基準期（50年）內，超越1.0的時間只有不到10%，也就是5年。
7、準永久值：對可變荷載，在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值。
《建筑結構可靠度設計統一標準標準》4.0.9條文說明：相對于可變荷載而言。用于正常使用極限狀態的準永久組合和頻遇組合中。準永久值根據在設計基準期內荷載達到和超過該值的總持續時間與設計基準期的比值為0.5確定。結構設計時，準永久值主要用于考慮荷載長期效應的影響。
以辦公樓的樓面活荷載為例，辦公樓標準值為2.0kN/m2，其準永久值系數為0.4，則辦公樓樓面活荷載的頻遇值為0.4*2.0kN/m2=0.8kN/m2. 意味著在50年設計基準期內，超越0.8的時間為一半的設計基準期，也就是25年。
計算鋼筋混凝土構件裂縫時用準永久值，因為裂縫是長期效應，即大部分時間都這樣。準永久值就是超過一半的時間都是這樣；而標準值是設計基準期內最大的值，計算裂縫時考慮用長期出現的荷載，而不是最大荷載。也就是在長期作用下都滿足裂縫的要求即可。
消防車、直升飛機坪、風荷載出現的概率比較小，所以其準永久值為0.
8、荷載設計值：荷載代表值與荷載分項系數的乘積。荷載代表值是用以驗算極限狀態所采用的荷載量值，例如標準值、組合值、頻遇值和準永久值。
9、荷載效應：由荷載引起結構或結構構件的反應，例如內力、變形和裂縫等。
10、荷載組合：按極限狀態設計時，為保證結構的可靠性而對同時出現的各種荷載設計值的規定。
展開 2.3ANSYS在結構體系彈塑性性能分析中的應用
對于許多工程問題，近似地用線性理論來處理可使計算簡單切實可行，并符合工程的精度要求，如對結構進行線性靜力分析，結構的剛度不變化，荷載與位移呈線性關系。但是許多問題的荷載與位移為非線性關系，結構剛度是變化的，用線性理論完全不合適，必須用非線性理論解決。結構非線性問題主要有幾何非線性、材料非線性、狀態非線性三類，通常結構非線性不是單純某類問題，如可能要同時考慮幾何和材料非線性問題，稱為雙重非線性問題，這些問題ANSYS均可解決。
運用ANSYS軟件對本文中的張拉索膜結構進行幾何非線性（單非）和幾何、材料雙重非線性（雙非）全過程分析，考察結構在20倍“自重+滿跨活荷載”設計值下加載全過程中的力學響應。考慮應力剛化效應，采用Newton-Raphson法對結構進行非線性方程組求解。考慮膜上預應力的剛度貢獻，將各種使用荷載（馬道、吊掛物荷載、索夾重等）轉化為節點荷載，各種活荷載施加于膜上各節點處，對節點分若干荷載步逐步加載。對材料進行彈塑性分析時，索單元采用LINK180三維有限應變桿單元，LINK180單元可考慮材料的非線性，具有塑性、蠕變、大變形、大應變等功能，通過實常數設置為只受拉不受壓單元，再通過施加初應變的方法對其施加預應力。高強鋼絞線應力-應變曲線沒有明顯的屈服點，超過比例極限后應變非線性增長較快，極限應變取為0.03，所以這里采用Von Mises屈服準則和隨動強化準則的多線性模型，見圖4。
ANSYS提供了時間歷程后處理技術，時間歷程后處理器POST26用于處理模型中節點的結果與時間或頻率的關系，主要應用于動力學分析或非線性分析中，如動位移-時間關系、荷載-位移曲線、荷載-應力曲線等。
展開 （三）荷載計算
1．恒載計算：
作用在屋面梁上的恒載有：
0.5mm厚壓型鋼板，重量0.5*7.85*1.25= 5.0 Kg/m2
75mm 厚保溫棉 （容重14kg/m3）75*14/1000=1.05Kg/m2
0.4mm厚屋面內襯板，重量0.4*7.85*1.1=3.5Kg/m2
屋面檁條重量，一般可取3-5Kg/m2
屋面支撐、系桿、檁條拉條、隅撐等重量，可取2Kg/m2
以上重量合計約為15Kg/m2,作用在框架上的恒載為0.15KN/m2*7.5m=1.125KN/m，見下圖：
2．活載計算： 由于每榀框架受荷面積A=66*7.5＝495m2>60m2，故活荷載可取為 0.3KN/m2。
3．屋面懸掛荷載 根據客戶要求，取0.1KN/m2，由于STS軟件沒有此基本工況，我們將懸掛荷載放在活荷載里進行考慮，將活荷載取為0.4KN/m2，這樣作用在框架上的活荷載為0.4KN/m2*7.5m=3.0KN/m,見下圖
4．風荷載計算：
日照的風荷載標準值為0.4KN/m2，按照CESE 102：2002，內部標準跨的風荷載體型系數，風載體型系數參照下圖：
則作用在框架梁柱上的風荷載分別為：
0.4*7.5*(+0.25)=0.8KN/m
0.4*7.5*1.05*(-1.0)=-3.15 KN/m
0.4*7.5*1.05*(-0.65)=-2.0KN/m
0.4*7.5*1.05*(+0.55)=-1.7KN/m
在輸入風荷載時，需要注意STS里的正負號與與體型系數的正負號有所不同。體型系數的正負以風吸力或風壓力定義，風吸力為負，風壓力為正。而輸入程序時，荷載方向與坐標正向一致為正。
展開 
活荷載的最新內容
圖3支架模型
模型荷載輸入簡圖如下：
(恒荷載：包括柱頂荷載及鋼支架上層平臺走道荷載)
(活荷載：柱頂荷載）
(活荷載：鋼支架下層平臺檢修樓面荷載)
(X向風荷載,柱頂荷載)
(X向風荷載,包圍鋼架的風荷載)
(Y向風荷載，柱頂荷載)
(Y向風荷載，包圍鋼架的風荷載)
(地震荷載)
擴展建議：
有需要的可以自行集成集成ANSYS OPTIMIZATION模塊實現自動索力優化；
添加*DO循環實現多工況批量分析（如活載、溫度荷載組合）。
1.3. 小結
本案例為橋梁工程師、研究人員及學生提供了一套“開箱即用+靈活擴展”的斜拉橋仿真工具，助力從概念設計到施工優化的全流程決策。無論是快速驗證設計方案，還是深入探索結構非線性行為，均可基于此模型高效實現。
下承式拱橋ansys全橋模型案例11個月前
自重荷載下拱橋位移
考慮索力的位移情況【20250925更新】
模型進一步功能：
模型進一步可自行施加其他荷載，如風荷載、溫度荷載、車輛活載等荷載，也可以結合多尺度模型思路，將一部分單元替換為實體或者板單元。也可以進行動力特性分析，屈曲分析，時程分析等。
案例內容：
活荷載：考慮檢修人員、工具、積灰荷載（尤其SCR脫硝中灰分較高），通常按規范取2-5 kN/m2。
動荷載：風機振動、煙氣流動脈動荷載（需結合流體力學分析），地震荷載。
設計規范：
1. 《建筑荷載設計規范》（GB 50009-2012）
2. 《鋼結構設計標準》（GB 50017-2017）
3.
</p><p>（5）荷載取值：驗算支撐架時，恒荷載為支撐架自重，組合系數取1.2；活荷載為塔吊荷載（由塔吊廠商提供），組合系數取1.4。</p><p><strong>（6）荷載工況分析</strong></p><p>應分析工作狀態和非工作狀態，啟動或剎車荷載工況。</p><p>塔吊處于工作狀態時，吊臂可在360°范圍吊裝重物。
從圖4看出，在活荷載作用下的最大豎向撓度為241mm<L/400=900mm，結構剛度滿足要求。
4.2 鋼主梁應力
標準值組合作用下鋼主梁應力圖如圖5所示。
從圖5看出，鋼主梁最大壓應力為-110.5MPa，最大拉應力為36.7MPa，滿足要求。
4.3 邊跨混凝土主梁應力
標準值組合作用下邊跨混凝土主梁應力圖如圖6所示。
,結構撓度受到很大影響?由于恒荷載和活荷載的特性,如恒荷載中的自重和二期荷載在結構承受所有荷載中比例較中,而活荷載中的汽車荷載和人群荷載是當有車輛或行人通過時才作用到橋梁上,故橋梁遭受恒荷載產生的豎向位移遠大于活荷載產生的豎向位移;組合3中溫度荷載對橋梁的影響主要是鋼結構的溫度次應力和自應力,對位移影響較小?2)橋梁承受的內力主要是恒載作用產生的,活載產生的內力占比很小?3)在3種荷載組合作用下,吊桿內力分布規律符合設計要求
采用ZK標準荷載，將恒載和活載的荷載施加在模型上，總荷載Q計算公式為:
式中:α為高載橋自重;L為橋跨度[4]。簡化模型結構各類構件，選取適合的結構參數，非線性處理高架橋結構，使結構的荷載-位移處于非線性狀態，模擬高架橋邊界條件[5]。
4.3.4 試驗荷載效率
所用試驗荷載根據設計標準活荷載產生的該試驗工況內力的最不利效應值進行等效換算而得，等效換算的原則為使所用的靜力試驗荷載效率ηq應滿足：
關于荷載效率：
對于T梁和空心板，靜載試驗荷載效率應分別計算橫向各塊板（梁），不宜對整個截面計算統一的荷載效率。
7、活荷載重力荷載代表值組合系數
計算重力荷載代表值時的活荷載組合值系數。
8、地震影響系數最大值
地震影響系數最大值由“設防烈度”參數控制，軟件會根據該參數的變化自動更新地震影響系數最大值。
如果要進行中震彈性或不屈服設計，設計人員需要將“地震影響系數最大值”手工修改為設防烈度地震影響系數最大值。
