结构力学“荷载的分类”

结构力学“荷载的分类” （内容非AI生成 ©读行 • Readwiki™Studio ，转载注明来源）

在结构力学中，为了准确地分析和设计结构，通常根据载荷的不同特性，从多个角度对其进行分类。这些分类方法并非相互独立，而是相互关联的。主要的分类维度包括：载荷产生的原因、作用点的分布情况、作用的持续性、随时间变化的快慢以及其规律的确定性。

1. 产生原因划分 (Classification by Cause)

这是最直观的分类方式，根据引起载荷的具体物理因素来定义。

• 重力载荷 (Gravity Load): 由物体自身重力产生的载荷。
• 温度载荷 (Temperature Load): 由温度变化引起结构材料热胀冷缩而产生的载荷。
• 辐射载荷 (Radiation Load): 由电磁辐射（如太阳辐射）产生的载荷。
• 风载荷 (Wind Load): 由空气流动对结构表面作用产生的载荷。
• 雪载荷 (Snow Load): 由积雪的重量对结构产生的载荷。
• ……,etc.

2. 作用点分布划分 (Classification by Distribution of Application)

根据载荷在结构上的作用范围大小进行区分。

• 集中载荷 (Concentrated Load): 载荷的作用范围与结构尺寸相比非常小，可以简化为作用于一个点的力。
• 分布载荷 (Distributed Load): 载荷连续地作用在结构的某一段长度或某一块面积上。

3. 作用持续性划分 (Classification by Permanence of Application)

根据载荷作用于结构上的时间久暂及其数值的恒定性进行区分。

• 恒载荷 (Dead Load / Permanent Load): 长期作用在结构上，其数值不随时间变化的载荷。例如： 结构的自重、固定的隔墙和装修等。
• 活载荷 (Live Load / Variable Load): 在结构使用期间，其数值会发生变化，或其位置会移动的载荷。例如： 雪载荷、楼面人群、车辆载荷、吊车荷载等。

4. 随时间变化速率划分 (Classification by Rate of Change over Time)

这是区分结构静力分析和动力分析的关键，根据载荷变化的快慢程度进行分类。

• 静载荷 (Static Load): 载荷的大小、方向和作用点不随时间变化，或变化极其缓慢，以至于可以忽略结构产生的惯性效应。例如： 楼梯的自重、人行及交通运输荷载在比较平缓的情况下是静荷载。
• 动载荷 (Dynamic Load): 载荷随时间快速变化，或在短时间内突然施加或卸除，其变化速度快到必须考虑结构的惯性效应。例如： 楼梯上剧烈跳跃的人行、交通运输荷载产生剧烈碰撞，这种情况下是动荷载（考虑额外的加速度影响）。

5. 确定性划分 (Classification by Determinacy)

根据载荷随时间变化的规律是否已知来进行分类。

• 确定载荷 (Deterministic Load): 载荷随时间变化的规律是已知的，可以用一个明确的函数来描述。
• 随机载荷 (Random Load): 载荷随时间的变化规律无法预先准确确定，其变化是一个随机过程，只能用概率统计的方法进行描述。

以上五种分类方法从不同角度描述了载荷的特性，它们之间是相互交叉、互为补充的。同一个具体的载荷，可以同时用这几种方法来进行定义。

例如，建筑物屋顶的 雪载荷：

• 从 原因 上看，它属于 雪载荷。
• 从 分布 上看，它是一种 分布载荷。
• 从 持续性 上看，它属于 活载荷（因为雪会融化或被清除）。
• 从 变化速率 上看，由于其积聚过程通常较慢，一般简化为 静载荷 进行分析。
• 从 确定性 上看，每年雪的大小无法精确预知，因此具有不确定性，可视为一种 随机载荷。

通过这样多维度的分类，可以更全面地理解载荷的性质，从而选择最合适的力学模型和分析方法。