分布荷载
雪落在仓库屋面上:按计算 2.1 kN/m²,另有 0.5 是屋面自重。这是每平方米的载荷。20P 槽钢檩条承担宽 1.5 m 的一条屋面——即到相邻檩条的距离。每米檩条承受 2.6 × 1.5 = 3.9 kN,再加上自重:q = 4.08 kN/m。如果把 2.6 当作 kN/m 代入挠度公式,檩条在纸面上挠曲 15 mm,而实际是 22 mm,允许值为 24。
分布载荷是沿长度或面积分摊开的力。作用在楼板上用 kN/m²,作用在梁上用 kN/m。换算只有一种:乘以受荷宽度,也就是梁间距。楼板和面层从面积上汇集载荷,梁从条带上汇集,柱从受荷面积上汇集。如果不写单位,这个乘法里的错误在单位上是看不出来的:2.6 和 3.9 都只是“载荷”而已。
| 记号 | q——线载荷,kN/m;p、g、s——面载荷,kN/m² = kPa |
| 关系 | q = p · a,其中 a 为梁的受荷宽度,m;1 kN/m = 1 N/mm |
| 参考数值 | 1 kN/m² ≈ 102 kgf/m² · 一米水深——9.81 kN/m² · 住宅 1.5 · III 区雪 1.5 |
| 简支梁 | M = qL²/8, R = qL/2, f = 5qL⁴/384EI |
| 悬臂梁 | M = qL²/2, R = qL, f = qL⁴/8EI |
| 在哪里 | 载荷汇集,梁和檩条计算,KM 和 KZh 图纸(钢结构与钢筋混凝土)上的载荷简图 |
01 · 定义
面积、条带、梁
载荷自上而下汇集。雪、人和设备以 kN/m² 压在楼板上。面层把载荷传给梁,每根梁分得一条条带,宽度到它与相邻梁之间跨距的中线。如果梁间距为 3 m,条带宽就是 3 m,每平方米变成每米梁上 3 kN。由此得 q = p · a:面载荷乘以受荷宽度。
接下来,线载荷决定梁的一切。弯矩随跨度的平方增长,挠度随四次方增长。所以把梁间距拉大一半,等于把雪加大一半;而把跨度加长一半,挠度就增大到五倍。从单位上一眼就能看出:kN/m² · m = kN/m,kN/m · m² = kN·m。
同一条带上的七种载荷
每一行是一种面载荷。条带表示梁在选定受荷宽度下得到的载荷,右侧数字以 kN/m 计。左侧是原始的 kN/m²。
五种结构,一条条带,一个挠度
主要操作是“开始加载”按钮。先是载荷落到楼板上——雪、人群、托盘或水——传感器以 kN/m² 显示它。接着突出一根梁的受荷条带,宽度等于梁间距,条带上的载荷汇集成一条线:q = p · a。然后画面转到梁本身:线载荷箭头、弯矩图、支座反力,以及跨中的挠度计。最后一步是强度和挠度验算。场景下方选择结构——仓库屋面、阳台、仓库、人行桥或泳池——以及梁间距。“kN/m² 当作 kN/m”按钮显示忘了乘以间距的计算。
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02 · 换算
旧规范和手册用 kgf/m² 表示载荷:150 kgf/m² 即 1.47 kN/m²,几乎正好 1.5。粗估时 1 kN/m² ≈ 100 kgf/m²,误差 2 %。
美国规范用 psf,即磅每平方英尺:住宅 40 psf 即 1.92 kN/m²。线载荷用 plf 或 klf:1 klf = 14.6 kN/m。
| 负载 | kN/m² | kgf/m² | 3 m 条带上的 kN/m | 来源 |
| {k} | {v} | {h} | {a} | {n} |
03 · 数量级
04 · 测量仪器
05 · 书写规则
系列 · 制图与 CAD
每页配套的案头提示06 · 相邻单位
07 · 历史部分
面载荷几乎从不直接测量。雪靠取样称重,人和家具的载荷取自规范中的统计:在使用年限内被超过的概率很小的值。因此标准载荷是一种约定,而载荷分项系数 γf 再为不确定性加上储备。
结构如何承载,可以通过试验检验:对楼板分级施加试验载荷——沙袋、薄膜水池中的水、混凝土块——每一级都测量挠度。如果挠度线性增长、卸载后又能恢复,说明材料处于弹性工作,计算得到证实。
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完整目录 →国际单位制的七个基本单位
一滴酸改变果汁的颜色,盐给火焰染色,水被轻敲一下就结冰。下面是 Simetrium 的全部页面,按学科和字母顺序排列。
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