第二章 荷载内力计算
2.1恒活载计算：
2.1.1屋面框架梁
100厚钢筋混凝土楼板： 20.1
252.5KN m ?=
1:8水泥膨胀珍珠岩找坡层（均厚105mm ）： 20.105131.37KN m ?=
100厚憎水膨胀珍珠岩块保温层（3
250
g
K m
ρ≤）： 20.1
2.50.25KN m
?=
30厚1:3水泥砂浆4@200φ双向箍筋： 2300.03250.03 1.65KN m ?+?= 满涂胶黏剂一层： 2
0.40.010.004KN m ?=
20厚1:3水泥砂浆抹平压光： 2
0.02300.6KN m ?=
屋面恒载汇总： 6.372KN m 屋面板均布恒载标准值： 6.372
KN
m
AB 跨上屋面梁恒载标准值： 17.96.3725.162
wk KN g m =
?=
,BC DE 跨上屋面梁恒载标准值: 17.96.3725.162
wk KN g m =
?= 框架梁自重 0.250.725 4.38KN m
??= 框架梁粉刷 (0.70.1)20.02170.408KN
m
-???=
框架梁总自重 3 4.79wk KN
g m
=
屋面不上人，活载标准值为2
0.5KN
m ，则：
AB 跨上屋面梁活载标准值： 17.9
0.5 1.982
wk KN q m =
?=
,BC DE 跨上屋面梁活载标准值: 2
7.90.5 1.982
wk KN q m =?=
2.1.2屋面纵向梁传来的作用于柱顶的集中荷载
女儿墙自重标准值（600mm 高240mm 厚双面抹灰砖墙2
0.6 5.24 3.14KN
m ?=
纵向框架梁自重 0.250.525 3.125
KN m
??= 纵向框架梁粉刷 (0.50.1)20.02170.272
KN m
-
???= ∴纵向框架梁自重标准值 3.40
KN m
次梁自重 0.250.525 3.125
KN m
??= 次梁粉刷 (0.50.1)20.02170.272
KN m
-
???= ∴次梁自重标准值 3.40
KN m
女儿墙自重 3.147.924.8
1KN ?= 纵向框架梁自重 3.47.926.86
KN ?= 纵向次梁自重 7.9
3.413.432
KN ?
= 屋面恒载传来 7.98.47.98.47.92[8.4()] 6.37130.
262224
KN -?-+??= ∴A 轴纵向框架梁传来恒载标准值 1195.3
6wk G KN = 女儿墙自重 3.147.924.8
1KN ?= 纵向框架梁自重 3.47.926.86
KN ?= 纵向次梁自重 7.9
3.413.432
KN ?
= 屋面恒载传来 7.97.27.97.27.92[7.2()] 6.37115.22224
KN -?-+??= ∴B 轴纵向框架梁传来恒载标准值 2180.
3wk G KN = 纵向框架梁自重 3.47.926.86
KN ?= 纵向次梁自重 7.9
3.413.432
KN ?
=
屋面恒载传来 7.97.27.97.27.92[7.2()] 6.37115.22224
KN -?-+??= ∴C 轴纵向框架梁传来恒载标准值 3155.4
9wk G KN = A 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值1wk Q ：
1wk Q =7.9
[8.4(2.23 4.2) 1.98]0.510.222
KN ?
-+??= B 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值2wk Q ：
2wk Q =7.9
[7.2(1.63 3.6) 1.98]0.59.052
KN ?
-+??= （二层为19.27KN ）
C 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值3wk Q ：3wk Q =9.05218.1KN ?=
A 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑130mm 的偏心，以及由此产生的节点弯矩，则1195.360.1325.40wk M KN m =?=?，210.220.13 1.33wk M KN m =?=?
E 轴：1180.30.1323.44wk M KN m =?=?，29.050.13 1.18wk M KN m =?=? 屋面梁荷载简图如下图所示：
图2-1
2.1.3楼面框架梁 楼面均布荷载
100厚现浇混凝土楼板
20.1
252.5KN m
?=
25厚水泥砂浆结合层 20.025200.5KN m ?=
2厚水泥浆 20.002160.03KN m ?=
10厚缸砖面层 20.0121.50.215KN m ?
=
汇总为 2
3.25KN m
200厚填充墙 20.211.82.36KN m ?=
20厚砂浆双面抹灰 20.021720.68KN m
?
?=
内隔墙自重标准值 (3.50.7) 3.048.51KN m
-?=
AB 跨楼面梁恒载标准值 17.9
3.2512.842
k KN g m
=
?=
38.51 4.79
13.3k KN g m
=+
=
CD 跨楼面梁恒载标准值 27.9
3.2512.842
k KN g m
=
?=
44.79k KN
g m
=
办公楼楼面活载标准值为2.02
KN
m ，则,,AB BC CD 跨楼面梁上活载标准值为：
17.9
27.9
2
k KN q m =
?=
2.1.4楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载
外纵墙自重标准值：
墙重 (7.9
2.85 2.1 1.9
2) 3.04KN ?-???=
窗重 1 2.1 1.927.98KN ???=
合计 52.17KN 内纵墙自重标准值
墙重 (7.9 2.85 2.1 1.52) 3.0444.29KN ?-???= 窗重 1 2.1 1.52 6.3KN ???=
合计 55.59KN
外纵墙重 52.17KN
次梁上墙重 3.04(3.50.5) 4.238KN ?-?= 纵向框架梁自重 3.47.926.86
KN ?= 纵向次梁自重 3.4 4.214.28
KN ?= 楼面恒载传来 [7.9
4.2
(2.23 4.2) 1.98] 3.2
5KN ?-+??= ∴A 轴纵向框架梁传来恒载标准值 1198.07k G K N =
内纵墙重 55.59KN
次梁上墙重 3.04(3.50.5) 3.632KN ?-?= 纵向框架梁自重 3.47.9
26.86
KN ?= 纵向次梁自重 3.4 3.612.24
KN ?= 楼面恒载传来 [7.9 3.6
(2.23 3.6) 1.98] 3.2
5KN ?-+??= ∴C 轴纵向框架梁传来恒载标准值 3186.29k G K N =
外纵墙重 52.17KN
次梁上墙重 3.04(3.50.5) 3.632KN ?-?= 纵向框架梁自重 3.47.9
26.86
KN ?= 纵向次梁自重 3.4 3.612.24
KN ?= 楼面恒载传来 [7.9 3.6
(2.23 3.6) 1.98] 3.2
5KN ?-+??= ∴E 轴纵向框架梁传来恒载标准值 2182.87k G K N =
同理，B 轴3—6层 182.87KN
1—2层 186.29KN
A 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值1k Q ：
1k Q =[7.9 4.2(2.23 4.2) 1.98] 2.040.9KN ?-+??=
B 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值2k Q ：
2k Q =[7.9 3.6(1.63 3.6) 1.98] 2.036.17KN ?-+??= （二层为77.07KN ）
C 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值3k Q ：
3k Q =36.17272.34KN ?=
A 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑130mm 的偏心，以及由此产生的节点弯矩，则1198.070.1325.75k M KN m =?=?
240.90.13 5.32k M KN m =?=?
E 轴：1186.290.1324.22k M KN m =?=?，236.170.13 4.70k M KN m =?=? 楼面梁荷载简图如下图所示：
图2-2
2.1.5柱自重
混凝土容重取283
KN
m ，以考虑柱外抹灰重。
底层：20.5 4.62832.2KN ??=；一般层：20.5 3.52824.5KN ??=
2.2风载计算：
2.2.1梁柱线刚度计算
AB 跨： 343021
0.720.2517.0110()8.412
EI EI i E E m l l -=
==???=?
BC 跨： 343021
0.720.2519.8510()7.212
EI EI i E E m l l -===???=?
上部各层柱：34310.50.2514.8810()3.512
i E E m -=???=? 底层柱： 3431
0.50.2511.3210()4.612
i E E m -=???=?
线刚度见图2-3
2.3风载作用下框架内力分析
2.3.1风荷载作用下框架内力分析 ①风载：基本风压2
00.4KN w m =，风载体型系数 1.3μ=，风压高度变化系
数按B 类粗糙度查表.
各层迎风面负荷宽度为7.2m ，则各层柱顶集中风荷载标准值如下表所示：
图2-3线刚度
表2-1柱顶风载标准值
图2-4柱顶风载标准值2.3.2柱的侧移刚度
表2-3二层柱线刚度
2.3.3风载作用下的框架内力分析 第6层B 轴线柱：
求柱剪力：
5.82
0.2128.32
D D ==∑,则0.2112.45 2.61V KN =?= 反弯点高度：由 1.33k =查得00.36y =
112331.0,0;1.0,
1.0,0y y αα
α=====，顶层不考虑2y
所以 12300.36y y y y y =+++=
柱端弯矩：柱顶M m =
???上（1-0.36）3.5 2.61=5.85KN 柱底M m =???下0.36 3.5 2.61=3.29KN C 轴线柱：
求柱剪力：
8.34
0.29428.32
D D ==∑,则0.29412.45 3.66V KN =?= 反弯点高度：由 2.67k =查得00.434y =
112331.0,0;1.0,
1.0,0y y αα
α=====，顶层不考虑2y
所以 12300.434y y y y y =+++=
柱端弯矩：柱顶M m =
???上（1-0.434）3.5 3.66=7.25KN 柱底M m =???下0.434 3.5 3.66=5.56KN 其余各层见下表：
表2-5风载作用下的框架内力分析
轴力正负号表示风载可左右两方向作用于框架，当风载反作用于框架时，轴力将变号。框架在风载作用下的内力图见图2-5，2-6：
图2-5风荷载弯矩图
2.4恒载作用下框架内力分析
梁端、柱端弯矩采用弯矩分层法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可采用半框架。
2.4.1梁固端弯矩：将梯形荷载折算成固端等效均布荷载，23(12)e q q αα=-+。
则顶层BC 跨：7.9
40.2747.2
α=
=， 234.7925.16(120.2740.274)26.67KN
q m
=+-?+=
2226.677.2115.211212
ql KN m ?±=±=±?。
图2-6风荷载轴力剪力图
CD 跨：7.9
40.2747.2
α=
=，
234.7925.16(120.2740.274)26.67KN q m
=+-?+=
2226.677.2115.211212
ql KN m ?±=±=±?。 同理其余层：BC 跨：7.9
40.2747.2
α=
=，
213.312.84(120.274q =+-?+30.274)=24.47KN
m
，
2224.477.2105.711212
ql KN m ?±=±=±?。 CD 跨：7.9
40.2747.2
α=
=，
234.7912.84(120.2740.274)15.96KN q m
=+-?+=，
2215.967.21212
ql ?±==68.95KN m ?。 2.4.2用分层法计算梁、柱端弯矩
结构内力可采用分层法计算，除底层柱外，柱的线刚度需要乘以修正系数0.9，且除底层外，其它各柱弯矩传递系数取13
。
表2-8修正后的梁柱线刚度表43(10)E m -?
中间层节点的节点分配系数和固端弯矩计算过程如下： 中间层B 节点分配系数： 413.39
0.287
44213.3919.85
BC i i i i μ===++?+上柱上柱上柱下柱 13.390.287213.3919.85μ=
=?+下柱 19.85
0.426
213.3919.85
μ==?+BC 中间层C 节点分配系数：
413.39
0.23744413.39319.85
CB CD i i i i i μ=
==+++?+?上柱上柱上柱下柱
0.237μ=下柱，0.351μ=CB ，0.175μ=CD 中间层C 节点分配系数：
0.237μμ==下上柱,0.351μ=DC ,0.175μ=DE 2.4.3内力计算：
0.237
上
C B 0.287下
B 上
M M C M M 0.287BC
CB
下
CF
FC
0.4260.3510.237
0.175中间层
0.230.310.460.597FC CF 下CB BC 0.403下
0.4260.351-31.330.287下E E 上
0.287
-31.33
62.65-9.39-64.988.3814.82
-118.020.175
0.2370.3510.175E D D E 下D C C D 0.237M M D M M 上C 下0.237-9.39C D 上0.23714.82二层
83.6889.35-89.35170.01-21.61-126.790.1850.249
0.370.56C B B C 下B A A B
0.44M M B M M A 下B 上0.249
-21.61
66.970.321下A -12.930.22下
B 上A M M B M M 0.271A B B A 上B
C C B 00.408.56
0.330.26
0.19-122.49-15.27150.69-101.77
32.884.33底层
13.290.208下D C -10.450.246下C 上M M D M M 0.208C D D C 上D E E D 0.1820.3640.2460.182
-118.415.7189.39
-65.04-8.8361.9-28.44
0.255
下
E E 上0.3
-33.460.3640.445
表2-9横载作用下梁端剪力及柱轴力
竖向荷载梁端调幅系数取0.8，跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷载求得。弯矩图中，括号内的数值表示调幅后的弯矩值。以底层AB 跨中弯矩为例：
梁端弯矩调幅后：m KN M A ?=?=42.8177.1018.0 m KN M A ?=?=55.12069.1508.0 跨中弯矩：
m KN M AB ?=?-??+??+--=22.121 ])4
.849
.7(43[4.884.12241
4.83.138125
5.12042.81222
同理，可求得其它各层调幅后的弯矩值。
图2-7恒载弯矩图
5.4 内力组合 《抗震规范》第5.4条规定如下。 5.4截面抗震验算 5.4.1 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算： G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S γγγψγ=+++ （5.4.1） 式中： S ——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； γG ——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能 力有利时，不应大于1.0； γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表5.4.1 采用； γw ——风荷载分项系数，应采用1.4； s GE ——重力荷载代表值的效应，有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应； s Ehk ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s Evk ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s wk ——风荷载标准值的效应 ； ψw ——风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应采 用0.2。 注：本规范一般略去表示水平方向的下标。 表5.4.1 地震作用分项系数 5.4.2 结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式： RE R S γ= 式中： γRE ——承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表5.4.2采用； R ——结构构件承载力设计值。
表5.4.2 承载力抗震调整系数 5.4.3 当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用1.0。 本次毕业设计，各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表 结构安全等级设为二级，故结构重要性系数为 0 1.0 γ= 根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》，组合三种工况：恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。其具体组合方法如下： 恒荷载控制下：Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+? 活荷载控制下：Gk Qk S 1.2S 1.4S =+ 有地震作用参加的：Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+± 对柱进行非抗震内力组合时，根据规范，对活载布置计算的荷载进行折减，折减系数由上而下分别为1.0，0.85，0.85，0.7，0.7。偏安全，不考虑因楼面活载布置面积对梁设计内力的折减。 梁柱截面标号示意见图5.22。
等效静力风荷载的物理意义 从风洞试验获取屋面风荷载气动力信息，到得到结构的风振响应整个过程来看，计算过程中涉及到风洞试验和随机振动分析等复杂过程，不易为工程设计人员所掌握，因此迫切需要研究简便的建筑结构抗风设计方法。 等效静力风荷载理论 就是在这一背景下提出的。其基本思想是将脉动风的 动力效应以其等效的静力形式表达出来，从而将复杂的动力分析问题转化为易于被设计人员所接受的静力分析问题。等效静力风荷载是联系风工程研究和结构设计的纽带[3] ，是结构抗风设计理论的 核心内容，近年来一直是结构风工程师研究的热点之一。 等效静力风荷载的物理意义可以用单自由度体系的简谐振动来说明 [45, 108] 。 k c P(t) x(t) 图1.3 气动力作用下的单自由度体系 对如图1.3的单自由度体系，在气动力 P t 作用下的振动方程为： mx cx kx P t (1.4.1) 考虑粘滞阻尼系统，则振动方程可简化为： 2 00 2 22P t x f x f x m (1.4.2) 式中 12 f k m 为该系统的自振频率， 2c km 为振动系统的临界阻尼比。 假设气动力为频率为 f 的简谐荷载，即 20i ft P t F e ，那么其稳态响应为： 202 00 1 2i ft F k x t e f f i f f (1.4.3) 进一步化简有： 2 i ft x t Ae (1.4.4) 其中 02 2 2 1 2F k A f f f f ， 2 2arctan 1 f f f f ， A 为振幅， 为气动力和 位移响应之间的相位角。 现在假设该系统在某静力 F 作用下产生幅值为A 的静力响应，那么该静力应该为：
四恒荷载内力计算 （一）恒荷载计算 1．屋面框架梁线荷载标准值 20厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m2 40～120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2四层作法防水层0.36kN/m2 100mm厚钢筋混凝土楼板0.1×25=2.56kN/m2 20mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2 屋面恒荷载 4.08 kN/m2 边框架梁自重0.3×0.8×25=6kN/m 边框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m 中框架梁自重0.3×0.6×25=4.5kN/m2 边框架梁粉刷2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m 则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为： g5AB1=6.48kN/m g5BC1=4.85kN/m g5AB2=4.08×3.9=15.91kN/m g5BC2=4.08×3=12.24kN/m 2．楼面框架梁线荷载标准值 20mm厚水泥砂浆找平0.02×20=0.46kN/m2 100mm厚钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m2 20mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2 水磨石面层0.65 kN/m2 楼面恒荷载 3.89 kN/m2 边框架梁自重及粉刷 6.48kN/m 中框架梁自重及粉刷 4.85kN/m 边跨填充墙自重0.24×3.6×18=15.55kN/m 填充墙粉刷2×0.02×2×17=2.45kN/m 则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为： g AB1=6.48+15.55+2.45=24.48kN/m g BC1=4.85kN/m g AB2=3.89×3.9=15.17kN/m g BC2=3.89×3=11.67kN/m
2.6风荷载标准值计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 为了简化计算起见，通常将计算单元范围内外墙面的分布风荷载，化为等量的作用于楼面集中风荷载，计算公式如下： 0)(/2k z z i j W w h h B βμ=+ 式中: 基本风压200.5/kN m w =；结构基本周期1(0.06~0.09)0.24~0.36n s s T ==，取 10.30.25s s T =>考虑风振影响。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值 为：w=βz ·μs ·μz ·ωo ，对于矩形平面μs ＝1.3；μz 可査荷载规范底层柱高取h=4.3+0.45=4.75m 。计算过程如下表中所示W k =β z μ s μz 0ω. 。0ωT 12 =0.5 ×0.32 =0.045, 由于地面粗糙度为C 类，0ωT 12 应乘以0.62，得0.0279查表ξ=1.15 ；H/B=16.45 /82.5=0.20 查表V=0.40。 （1）各楼层位置处的zi β值计算结果zi β=1+ξVZ/H z μ 表2.6-1 （2）各楼层位置处的风荷载标准值Fi= Ai zi βμs z μωo 表2.6-2
水平风荷载作用下框架内力分析 1） 柱端弯矩 如图2.6-2 h y V M ）（１上-= 图2.6-2柱端弯矩计算图 2）梁端弯矩：根据结点平衡求出 对于边柱如图2.6-3 下上i i i M M M += 3）对于中柱如图：2.4-3 Vyh M =下
按两端线刚度分配 右左左 下上左） （i i i M M M i i i ++= 图2.6-3 梁端弯矩计算 4)水平荷载引起的梁端剪力、柱轴力 如图2.6-4所示： 梁端剪力： l M M V i i 右 左+= 柱轴力：边柱 ∑==N i R R V N 1 中柱 ∑=-=N i R R R V V N )(21 图2.6-4 梁端剪力计算 1/1轴框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算过程见下表2.6-3表2.6-4 表2.6-3 表2.6-4 梁端弯矩剪力 右 左右 下上右） （i i i M M M i i i ++=
(1) 设计资料 昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为 24m ,屋架端部高度2m ,长 度90m ,柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采 用1.5 >6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm 厚水泥砂浆找平层，三 毡四油防水层，屋面坡度i 1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上 柱截面400X400mm ,混凝土 C20,屋面活荷载0.50 kN/m 2，屋面积灰荷 载 0.75 kN/m 2,保温层自重 0.4kN/m 2。 (2) 钢材和焊条的选用 屋架钢材选用Q235,焊条选用E43型，手工焊。 (3) 屋架形式，尺寸及支撑布置 采用无檩屋盖方案，屋面坡度i 1/10 ,由于采用1.5m 6m 预应力钢 筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下： 屋架计算跨度： L 0 L 300 24000 300 23700 mm 屋架端部高度取: 为使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦 节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系, 屋架跨中起拱48mm ,几何尺寸如图所示： 根据车间长度，跨度及荷载情况，设置三道上，下弦横向水平支撑，因车间 两端为山墙，故横向水平支撑设在第二柱间；在第一柱间的上弦平面设置刚性系 杆保证安装时上弦的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷 载；在设置横向水平支撑的同一柱间， 设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端 跨中高度： 屋架高跨比: H o 2000mm 23700 1 H H o i 2000 3185 3190mm 2 2 10 H 3190 1 L 23700 7.4 u m J 启
3.1.1 恒载取值 恒载：又称永久荷载，在结构使用期间内，荷载的大小不随时间的推移而变化、或其变化与其平均值相比较可以忽略不计、或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。如结构自重、构造层重、土压力等。 结构自重和构造层重的标准值计算，可按照施工图纸的设计尺寸和材料的单位体积、或面积、或长度的重力，经计算直接确定；土压力标准值的计算详有关基础设计资料。 3.1.1.1 楼面恒荷载 楼面恒荷载主要由三部分组成：建Array筑面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒 荷载，分布形式详图3.1.1所示。 （1）由建筑面层引起的楼面恒荷载 计算 建筑面层引起的楼面恒荷载计算， 必须根据建筑楼面面层的具体做法 确定，常用建筑楼面面层恒荷载取值可图3.1.1 楼面恒荷载组成示意图 参考表3.1.1。 （2）由结构层引起的楼面恒荷载计 算 结构层引起的楼面恒荷载 = 结构楼层楼板厚度×钢筋混凝土容重（一般取25kN/m3）程序计算时，只要输入结构楼层楼板厚度和混凝土容重，结构层恒荷载即会自行导算，详4.1所述。 表3.1.1 常用建筑楼面面层恒荷载取值参考表
（3）由顶棚引起的楼面恒荷载计算 顶棚引起的楼面恒荷载计算，必须根据建筑顶棚的具体做法确定，常用建筑顶棚恒荷载取值可参考表3.1.2。 表3.1.2 常用建筑顶棚恒荷载取值参考表 2
《结构程序PKPM 应用实训》开放性实验资料 3 3.1.1.2 屋面恒荷载 屋面恒荷载主要由三部分组成：建筑屋面面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒荷载，分布形式详图3.1.2所示。 图3.1.2 屋面恒荷载组成示意图 由结构层与顶棚引起的屋面恒荷载计算方法，同相应楼面恒荷载的计算方法，由建筑屋面面层引起的屋面恒荷载，必须根据建筑屋面面层的具体做法确定。 由于建筑屋面承担着保温、隔热和防水、排水的功能，因此建筑屋面面层的做法相对于建筑楼面面层的做法要复杂得多，加之各地气候、雨水情况不同，保温隔热材料和防水材料 的不断更新发展，使各地屋面面层的做法不完全相同，但基本构造层相差不多。 （1）平屋面面层恒荷载计算 平屋面，又称建筑找坡屋面，排水坡度为2%～3%，屋面面层的基本构造、荷重如下： ① 结构层（钢筋混凝土屋面板）上水泥砂浆找平层：厚度15～30mm ，容重20kN/m 3 ； ② 隔气层：以成品为主，重量较轻，可以忽略； ③ 保温层兼找坡层：一般采用憎水性能好、导热系数小和重量轻的保温材料，起坡处 厚度必须满足热工要求、由建筑专业计算决定，如膨胀珍珠岩系列（容重7～15 kN/m 3 ，现场拌制的砂浆取大值，成品取小值）、挤塑板系列（很轻，重量可以忽略）等； ④ 水泥砂浆找平层：厚度15～20mm ，容重20kN/m 3 ； ⑤ 防水层：如二毡三油系列、二布六胶系列等，重量2～8 kN/m 2 ； ⑥ 保护面层：对于不上人屋面，可以是涂料、反射膜、砂石粘料（常称绿豆砂）、蛭石云母粉、纤维纺织毯、水泥砂浆块材等；对于上人屋面，与楼面面层的做法相同，一般以水泥砂浆面层为主；也可以结合环境绿化，采用种植屋面、蓄水屋面等。 （2）坡屋面面层恒荷载计算
扣件式钢管脚手架风荷载标准值计算 在编制扣件式钢管脚手架安全施工组织设计时，作用于脚手架的水平风荷载，往往是计算的难点之一。我们依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）（以下简称《脚手架规范》）和国家现行《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）（以下简称《荷载规范》）的有关规定，对风荷载的计算参数进行分析，找出规律性的内涵，以便准确地计算，确保施工安全。 脚手架规范第4.2.3条规定：作用于脚手架的水平风荷载标准值，应按下式计算： ωk=0.7μzμsω0 式中ωk——风荷载标准值（kN/m2） μz——风压高度变化系数； μs——脚手架风荷载体型系数 ·ω0——基本风压（kN/m2）。 计算风荷载标准值除修正系数外，还有三个参数，现分析归纳如下： 一、基本风压ω0及修正系数 基本风压ω0应按荷载规范“全国基本风压分布图”的规定采用。 荷载规范规定：风荷载标准值ωk=βzμzμsω0，即风荷载标准值中还应乘以风振系数βz，以考虑风压脉动对高层建筑结构的影响。脚手架规范编制时，考虑到脚手架附着在主体结构上，故取βz=1。
荷载规范规定的基本风压是根据重现期为30年确定的，而脚手架使用期较短，遇到强劲风的概率相对要小得多，基本风压ω0乘以0.7修正系数是参考英国脚手架标准计算确定的。 二、风压高度变化系数μz 荷载规范规定：风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》采用。 地面粗糙度可分为A、B、C三类 A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较烯疏的中、小城镇和大城市郊区 C类指有密集建筑群的在城市市区。 选用风压高度变化系数，应注意以下两种情况： 1．立杆稳定计算，应取离地面5m高度计算风压高度变化系数。经计算，风荷载虽然在脚手架顶部最大，但此处脚手架结构所产生的轴压力很小，综合计算值最小；5m高度处组合风荷载产生计算值虽较小，但脚手架自重产生的轴压力接近最大，综合计算值最大。根据以上分析，立杆稳定性计算部位为底部。 2．连墙件计算，应取脚手架上部计算风压高度变化系数。连墙件的轴向力设计值与风压高度变化系数成正比函数关系，即架体升高，风压高度变化系数增大，连墙作轴向力设计值随之增大，架体顶部达到最大。连墙件稳定承载力及扣件抗滑承载力验算，应取连墙件最大轴向力设计值。 三、风荷载体型系数μs 风荷载体型系数按《脚手架规范》4.2.4规定计算。
高层建筑混凝土力组合建筑结构设计计算 书 7 力组合 7.1 选取荷载组合 “《高层建筑混凝土结构技术规程》”规定，抗震设计时要同时考虑无地震作用效应时的组合和有地震作用效应时的组合： 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： d G GK L Q Q Qk w w wK S S S S γγψγψγ=++ d S ——荷载效应组合的设计值； G γ——永久荷载分项系数； Q γ——楼面活荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； L γ——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使用年限为100年时取1.1 GK S ——永久荷载效应标准值； GK S ——永久荷载效应标准值； QK S ——楼面活荷载效应标准值； wK S ——风荷载效应标准值； ,Q w ψψ——楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0。 结合本工程情况作出如下基本组合： 1.由永久荷载效应起控制的组合： 1.35G γ=， 1.4Q γ=， 1.4w γ=，0.7Q ψ=，0.0w ψ= 选用组合为： 1.350.7 1.4GK Qk S S S =+? 2.由可变荷载（只考虑可变荷载）效应起控制的组合： 1.20G γ=， 1.4Q γ=， 1.0Q ψ= 选用组合为： 1.20 1.0 1.4GK Qk S S S =+?
有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定： wK w w Evk Ev Ehk Eh GE G S S S S S γψγγγ+++= S ——荷载效应和地震作用效应组合的设计值； GE S ——重力荷载代表值的效应； Ehk S ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； Evk S ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； wK S ——风荷载效应标准值； G γ——重力荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； Eh γ——水平地震作用分项系数； Ev γ——竖向地震作用分项系数； w ψ——风荷载组合值系数，一般取0.0，对60米以上的高层建筑取0.2。承载 力计算时，7度抗震设计，60m 以下的高层建筑，分项系数取如下： 1.2G γ=， 1.3Eh γ=，不考虑Ev γ，w γ。 选用组合为： 1.2 1.3GE Ehk S S S =+ 7.2 构件的承载力能力验算 根据“GB50010-2010《混凝土结构设计规》第11.1.6条和表11.1.6规定”对结构抗震承载力进行调整。 无地震作用效应： 0S R γ≤ 有地震作用效应： RE R S γ≤ 式中0γ——结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件 ，不应小于1.0； S ——作用效应组合的设计值； R ——构件承载力设计值； 1.1c η= RE γ——构件承载力抗震调整系数，按照下表选取：
一、 设 计 资 料 （一） 桥面净空 16m （行车道）+2*0.75（人行道）+ 2* 0.25 （栏杆）。 （二）主梁跨径和全长 标准跨径 m l b 00.20=（墩中心距离） 计算跨径 m l 50.19=（支座中心距离） 主梁全长 96m .19=全l （主梁预制长度） （三）设计荷载 根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为： 公路－Ⅱ级，人群荷载3.5kN/m 2 （四）材料 混凝土：主梁用40 号（C40），人行道、栏杆及桥面铺装用25 号（C25） 钢筋：直径〉=12mm 时采用Ⅱ级钢筋，直径<12 mm 时采用Ⅰ级热轧光面钢筋。 每侧的栏杆和人行道构件重量的作用力为5KN/m 。 （五）计算方法
1．恒载内力 （1）恒载：假定桥面构造各部分重量平均分配给各主梁承担，计算下表
构件名 构件简图及尺寸(cm) 单元构件体积及算式(m 3) 容重 （KN /m 3) 每延米重量(kN/m) 主 梁 434 .0)2 14 .008.030.1(91.0230.100.2=+-? ?-? 25 85.1025434.0=? 横 隔 梁 中 梁 089.05.19591.02216.018.0)214.008.000.1(=÷???+?+- 25 228.225089.0=? 114.12/228.2= 边 梁 桥 面 铺 装 沥青混凝土： 64.01604.0=? 混凝土垫层（取平均厚12cm ）： 92.11612.0=? 223 224 72.142364.0=? 08.462492.1=? ∑=+=76 .69/)08.4672.14(人 行 道 部 分 11.19/25=?
按老版本规范风荷载标准值计算方法： 1.1风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： w k =β gz μ z μ s1 w ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： w k ：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：15.6m； β gz ：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： β gz =K(1+2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数，μ f 为脉动系数 A类场地：β gz =0.92×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地：β gz =0.89×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.5(Z/10)-0.16 C类场地：β gz =0.85×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.734(Z/10)-0.22 D类场地：β gz =0.80×(1+2μ f ) 其中：μ f =1.2248(Z/10)-0.3 对于B类地形，15.6m高度处瞬时风压的阵风系数： β gz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7189 μ z ：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地：μ z =1.379×(Z/10)0.24 当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地：μ z =(Z/10)0.32 当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地：μ z =0.616×(Z/10)0.44 当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地：μ z =0.318×(Z/10)0.60 当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m； 对于B类地形，15.6m高度处风压高度变化系数： μ z =1.000×(Z/10)0.32=1.1529 μ s1 ：局部风压体型系数； 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护 构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μ s1 ： 一、外表面 1. 正压区按表7.3.1采用； 2. 负压区 -对墙面，取-1.0 -对墙角边，取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为大面位置。 按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于围护结构有开启的可能，所以
内力组合 《抗震规范》第条规定如下。 截面抗震验算 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算： G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S γγγψγ=+++ （） 式中： S ——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； γG ——重力荷载分项系数，一般情况应采用，当重力荷载效应对构件承载能力有 利时，不应大于； γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表 采用； γw ——风荷载分项系数，应采用； s GE ——重力荷载代表值的效应，有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应； s Ehk ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s Evk ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s wk ——风荷载标准值的效应 ； ψw ——风荷载组合值系数，一般结构取，风荷载起控制作用的高层建筑应采用。 注：本规范一般略去表示水平方向的下标。 表 地震作用分项系数 结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式： RE R S γ= 式中： γRE ——承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表采用； R ——结构构件承载力设计值。 表 承载力抗震调整系数
当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用。 本次毕业设计，各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表 结构安全等级设为二级，故结构重要性系数为 0 1.0 γ= 根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》，组合三种工况：恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。其具体组合方法如下： 恒荷载控制下：Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+? 活荷载控制下：Gk Qk S 1.2S 1.4S =+ 有地震作用参加的：Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+± 对柱进行非抗震内力组合时，根据规范，对活载布置计算的荷载进行折减，折减系数由上而下分别为，，，，。偏安全，不考虑因楼面活载布置面积对梁设计内力的折减。 梁柱截面标号示意见图。 图 梁截面标号示意图
按老版本规范风荷载标准值计算方法: 1.1风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算: w k =B gz u z y si W 0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006 年版] 上式中： w k ：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa); Z :计算点标高：15.6m ； B gz ：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型，按以下公式计算(高度不足5m 按5m 计算)： 1. 正压区 2. 负压区 - 对墙面， - 对墙角边, 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取 -0.2或0.2 本计算点为大面位置 按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的， 在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料， 在上述区域 B gz =K(1+2 卩 f ) 其中K 为地面粗糙度调整系数， 1 f 为脉动系数 A 类场地： B gz =0.92 X (1+2 卩 f ) 其中： ■0 12 1 f =0.387 X (Z/10). B 类场地： B gz =0.89 X (1+2 [1 f ) 其中： 1 f =0.5(Z/10) -0.16 C 类场地： B gz =0.85 X (1+ 2 1 f ) 其中： 1 f =0.734(Z/10) -0.22 D 类场地： B gz =0.80 X (1+2 1 f ) 其中： 1 f =1.2248(Z/10) -0. 3 对于B 类地形， B gz =0.89 X (1+2 X (0.5(Z/10) 卩Z :风压咼度变化系数； 根据不同场地类型，按以下公式计算: 类场地： ))=1.7189 类场地: 类场地: 类场地: 0 24 卩 z =1.379 X (Z/10). 当 Z>300m 时，取 Z=300m 当 Z<5m 时，取 Z=5m 0.32 卩 z =(Z/10) 当 Z>350m 时，取 Z=350m 当 Z<10ni 时，取 Z=10m 卩 z =0.616 X (Z/10) 0.44 当 Z>400m 时，取 Z=400m 当 Z<15ni 时，取 Z=15m 卩 z =0.318 X (Z/10) 0.60 当 Z>450m 时，取 Z=450m 当 Z<30ni 时，取 Z=30m 15.6m 高度处风压高度变化系数： 对于B 类地形， 卩 z =1.000 X (Z/10) 卩S1：局部风压体型系数； 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护 构 件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数卩 一、外表面 S1 ： 按表7.3.1采用; 取-1.0 取-1.8 15.6m 高度处瞬时风压的阵风系数:
风荷载标准值 关于风荷载计算 风荷载是高层建筑主要侧向荷载之一，结构抗风分析（包括荷载，力，位移，加速度等）是高层建筑设计 计算的重要因素。 脉动风和稳定风 风荷载在建筑物表面是不均匀的，它具有静力作用（长周期哦部分）和动力作用（短周期部分）的双重特 点，静力作用成为稳定风，动力部分就是我们经常接触的脉动风。脉动风的作用就是引起高层建筑的振动 （简称风振）。 以顺风向这一单一角度来分析风载，我们又常常称静力稳定风为平均风，称动力脉动风为阵风。平均风对 结构的作用相当于静力，只要知道平均风的数值，就可以按结构力学的方法来计算构件力。阵风对结构的 作用是动力的，结构在脉动风的作用下将产生风振。 注意：不管在何种风向下，只要是在结构计算风荷载的理论当中，脉动风一定是一种随机荷载，所以分析 脉动风对结构的动力作用，不能采用一般确定性的结构动力分析方法，而应以随机振动理论和概率统计法 为依据。 从风振的性质看顺风向和横风向风力 顺风向风力分为平均风和阵风。平均风相当于静力，不引起振动。阵风相当于动力，引起振动但是引 起的是一种随机振动。也就是说顺风向风力除了静风就是脉动风，根本就没有周期性风力会引起周期性风 振，绝对没有，起码从结构计算风载的理论上顺风向的风力不存在周期性风力。 横风向，既有周期性振动又有随机振动。换句话说就是既有周期性风力又有脉动风。反映在荷载上，它可能是周期性荷载，也可能是随机性荷载，随着雷诺数的大小而定。 有的计算方法 根据现有的研究成果，风对结构作用的计算，分为以下三个不同的方面： （1）对于顺风向的平均风，采用静力计算方法 （2）对于顺风向的脉动风，或横风向脉动风，则应按随机振动理论计算 （3）对于横风向的周期性风力，或引起扭转振动的外扭矩，通常作为稳定性荷载，对结构进行动力计算 风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉 动风引起导致结构风振的等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。由于在结构的风振计算中，一般往往是第1振型起主要作
3.1.1 恒载 恒载：又称永久荷载，在结构使用期间内，荷载的大小不随时间的推移而变化、或其变化与其平均值相比较可以忽略不计、或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。如结构自重、构造层重、土压力等。 结构自重和构造层重的标准值计算，可按照施工图纸的设计尺寸和材料的单位体积、或面积、或长度的重力，经计算直接确定；土压力标准值的计算详有关基础设计资料。 3.1.1.1 楼面恒荷载 筑面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒 荷载，分布形式详图3.1.1所示。 （1）由建筑面层引起的楼面恒荷载 计算 建筑面层引起的楼面恒荷载计算， 必须根据建筑楼面面层的具体做法 确定，常用建筑楼面面层恒荷载取值可图3.1.1 楼面恒荷载组成示意图 参考表3.1.1。 （2）由结构层引起的楼面恒荷载计 算 结构层引起的楼面恒荷载 = 结构楼层楼板厚度×钢筋混凝土容重（一般取25kN/m3）程序计算时，只要输入结构楼层楼板厚度和混凝土容重，结构层恒荷载即会自行导算，详4.1所述。 表3.1.1 常用建筑楼面面层恒荷载取值参考表
（3）由顶棚引起的楼面恒荷载计算 顶棚引起的楼面恒荷载计算，必须根据建筑顶棚的具体做法确定，常用建筑顶棚恒荷载取值可参考表3.1.2。 表3.1.2 常用建筑顶棚恒荷载取值参考表
3.1.1.2 屋面恒荷载 屋面恒荷载主要由三部分组成：建筑屋面面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒荷载，分布形式详图3.1.2所示。 图3.1.2 屋面恒荷载组成示意图 由结构层与顶棚引起的屋面恒荷载计算方法，同相应楼面恒荷载的计算方法，由建筑屋面面层引起的屋面恒荷载，必须根据建筑屋面面层的具体做法确定。 由于建筑屋面承担着保温、隔热和防水、排水的功能，因此建筑屋面面层的做法相对于建筑楼面面层的做法要复杂得多，加之各地气候、雨水情况不同，保温隔热材料和防水材料 的不断更新发展，使各地屋面面层的做法不完全相同，但基本构造层相差不多。 （1）平屋面面层恒荷载计算 平屋面，又称建筑找坡屋面，排水坡度为2%～3%，屋面面层的基本构造、荷重如下： ① 结构层（钢筋混凝土屋面板）上水泥砂浆找平层：厚度15～30mm ，容重20kN/m 3 ； ② 隔气层：以成品为主，重量较轻，可以忽略； ③ 保温层兼找坡层：一般采用憎水性能好、导热系数小和重量轻的保温材料，起坡处 厚度必须满足热工要求、由建筑专业计算决定，如膨胀珍珠岩系列（容重7～15 kN/m 3 ，现场拌制的砂浆取大值，成品取小值）、挤塑板系列（很轻，重量可以忽略）等； ④ 水泥砂浆找平层：厚度15～20mm ，容重20kN/m 3 ； ⑤ 防水层：如二毡三油系列、二布六胶系列等，重量2～8 kN/m 2 ； ⑥ 保护面层：对于不上人屋面，可以是涂料、反射膜、砂石粘料（常称绿豆砂）、蛭石云母粉、纤维纺织毯、水泥砂浆块材等；对于上人屋面，与楼面面层的做法相同，一般以水泥砂浆面层为主；也可以结合环境绿化，采用种植屋面、蓄水屋面等。 （2）坡屋面面层恒荷载计算
风荷载标准值 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
风荷载标准值 关于风荷载计算 风荷载是高层建筑主要侧向荷载之一，结构抗风分析（包括荷载，内力，位移，加速度等）是高层建筑设计计算的重要因素。 脉动风和稳定风 风荷载在建筑物表面是不均匀的，它具有静力作用（长周期哦部分）和动力作用（短周期部分）的双重特点，静力作用成为稳定风，动力部分就是我们经常接触的脉动风。脉动风的作用就是引起高层建筑的振动（简称风振）。 以顺风向这一单一角度来分析风载，我们又常常称静力稳定风为平均风，称动力脉动风为阵风。平均风对结构的作用相当于静力，只要知道平均风的数值，就可以按结构力学的方法来计算构件内力。阵风对结构的作用是动力的，结构在脉动风的作用下将产生风振。 注意：不管在何种风向下，只要是在结构计算风荷载的理论当中，脉动风一定是一种随机荷载，所以分析脉动风对结构的动力作用，不能采用一般确定性的结构动力分析方法，而应以随机振动理论和概率统计法为依据。 从风振的性质看顺风向和横风向风力 顺风向风力分为平均风和阵风。平均风相当于静力，不引起振动。阵风相当于动力，引起振动但是引起的是一种随机振动。也就是说顺风向风力除了静风就是脉动风，根本就没有周期性风力会引起周期性风振，绝对没有，起码从结构计算风载的理论上顺风向的风力不存在周期性风力。
横风向，既有周期性振动又有随机振动。换句话说就是既有周期性风力又有脉动风。反映在荷载上，它可能是周期性荷载，也可能是随机性荷载，随着雷诺数的大小而定。 有的计算方法 根据现有的研究成果，风对结构作用的计算，分为以下三个不同的方面： （1）对于顺风向的平均风，采用静力计算方法 （2）对于顺风向的脉动风，或横风向脉动风，则应按随机振动理论计算（3）对于横风向的周期性风力，或引起扭转振动的外扭矩，通常作为稳定性荷 载，对结构进行动力计算 风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起导致结构风振的等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。由于在结构的风振计算中，一般往往是第1振型起主要作用，因而我国与大多数国家相同，采用后一种表达形式，即采用风振系数βz，它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。 WK=βzμsμZ W0 W0基本风压 WK 风荷载标准值 βz z高度处的风振系数 μs 风荷载体型系数
（1） 设计资料 昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为24m ，屋架端部高度2m ，长度90m ，柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采用×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm 厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度=i 1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，混凝土C20，屋面活荷载 kN/m 2，屋面积灰荷载 kN/m 2，保温层自重m 2。 （2）钢材和焊条的选用 屋架钢材选用Q235，焊条选用E43型，手工焊。 （3）屋架形式，尺寸及支撑布置 采用无檩屋盖方案，屋面坡度10/1=i ，由于采用?预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下： 屋架计算跨度： mm L L 23700300240003000=-=-= 屋架端部高度取： =o H 2000mm
跨中高度： mm i L H H 3190318510 12237002000200≈=?+=+ = 屋架高跨比： 4 .712370031900==L H 为使屋架节点受荷，配合屋面板宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系，屋架跨中起拱48mm ，几何尺寸如图所示： 根据车间长度，跨度及荷载情况，设置三道上，下弦横向水平支撑，因车间两端为山墙，故横向水平支撑设在第二柱间；在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷载；在设置横向水平支撑的同一柱间，设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端和跨中，屋脊节点及屋架支座处沿厂房设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设置一道通长柔性
1风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建 筑物所受的风荷载。 1.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值ω（KN/m2）按下式计算： ω 风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压 1.1.1基本风压 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。 按公式确定数值大小，但不得小于0.3kN/m2，其中的单位为t/m3，单位为kN/m2。也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。 1.1.2风压高度变化系数 风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。 粗糙度类别 A B C D 300 350 450 500 0.12 0.15 0.22 0.3 场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式： 1.1.3风荷载体形系数 1）单体风压体形系数 （1）圆形平面；
（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数； （3）高宽比的矩形、方形、十字形平面； （4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比 的矩形、鼓形平面； （5）未述事项详见相应规范。 2）群体风压体形系数 详见规范规程。 3）局部风压体形系数 檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于 2.0。未述事项详见相应规范规程。 1.1.4风振系数 对于高度H大于30米且高宽比的房屋，以及自振周期的各种高耸结构都应该考虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。（对于高度H大于30米、高宽比且可忽略扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。） 结构在Z高度处的风振系数可按下式计算： ○1g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 0.12 0.14 0.23 0.39 ○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下： 为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取； 为地面粗糙修正系数，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 1.28 1.0 0.54 0.26 为结构第一阶自振频率（Hz）； 高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用 下列公式近似计算： 钢结构 钢筋混凝土框架结构
4.2风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中： 1.基本风压值Wo 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一遇的风压。 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μz 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
风荷载高度变化系数μz 计算公式 A类地区=1.379(z/10)0.24 B类地区= (z/10)0.32 C类地区=0.616(z/10)0.44 D类地区=0.318(z/10)0.6 位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高度系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μs 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的大小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。
荷载计算公式总结
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荷载计算公式 序 号 荷载图示支座反力R、剪力V、弯矩M和挠度ω的计算公式 1 p l b V R AC A = =，p l a V R CB B = - =； p l ab M C =，p l bx M AC X = ) ( ，p l x a M CB X ? ? ? ? ? - =1 ) ( ； EIl b pa C3 2 2 = ω,当b a=时， EI pl C48 3 = ω； 当) 2 ( 3 b a a x b a+ = >、时，得 3 ) 2 ( 9 2 2 max ab a EIl pb+ = ω 2 p l b c V R AC A + = = 2 ，p l b a V R DB B + = - = 2 ， p l a c V CD - =；px l b c M AC X + = 2 ) ( ， () []al x a c l p M CD X + - = ) ( ，()()x l b a l p M DB X - + =2 ) ( ，当c a>，()b c l pa M M C + = =2 max ； () []3 2 2 3 24 2 2 6 c c a l a a l c a EIl pa C - - - + + = ω， () []3 2 2 3 24 2 2 6 a ac l c c l a c EIl pc D - - - + + = ω 3 p n R R B A2 1 - = =； 当n为奇数时：pl n n M 8 1 2 max - =，3 3 2 4 max384 1 4 5 pl EI n n n- - = ω 当n为偶数时：pl n M 8 max =，3 2 max384 4 5 pl nEI n- = ω V AC ――AC段内的剪力 （等值或变值） A B l a b C p A B l a c D p C p b A B l= c c c (n- c c A B R R l x x C