建筑结构荷载的计算
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建筑结构荷载规范[附条文说明] GB50009-20121总则1.0.1为了适应建筑结构设计的需要,符合安全适用、经济合理的要求,制定本规范。
1.0.2本规范适用于建筑工程的结构设计。
1.0.3本规范依据国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008规定的基本准则制订。
1.0.4建筑结构设计中涉及的作用应包括直接作用(荷载)和间接作用。
本规范仅对荷载和温度作用作出规定,有关可变荷载的规定同样适用于温度作用。
1.0.5建筑结构设计中涉及的荷载,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1永久荷载permanent load在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。
2.1.2可变荷载variable load在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。
2.1.3偶然荷载accidental load在结构设计使用年限内不一定出现,而一旦出现其量值很大,且持续时间很短的荷载。
2.1.4荷载代表值representative values of a load设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值,例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。
2.1.5设计基准期design reference period为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。
2.1.6标准值characteristic value/nominal value荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。
2.1.7组合值combination value对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值;或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。
2.1.8频遇值frequent value对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
住宅楼荷载计算书一、工程概述本住宅楼位于具体地址,建筑总高度为具体高度,总层数为具体层数,结构形式为结构形式。
该住宅楼的设计使用年限为设计使用年限,抗震设防烈度为抗震设防烈度。
二、荷载分类及取值(一)恒载恒载是指长期作用在结构上的不变荷载,主要包括结构自重、建筑装修层重量、固定设备重量等。
1、结构自重根据建筑结构材料的容重和构件尺寸,计算出梁、板、柱、墙等结构构件的自重。
例如,混凝土的容重通常取 25kN/m³,钢材的容重取785kN/m³。
2、建筑装修层重量地面装修层通常包括地砖、水泥砂浆等,根据其厚度和材料容重计算重量。
楼面装修层可能包括木地板、地毯等,同样根据其规格和容重取值。
3、固定设备重量如电梯机房内的设备、水箱等,按照实际设备重量计算。
(二)活载活载是指在结构使用期间,其值随时间变化,且变化值与平均值相比不可忽略的荷载。
1、楼面活载根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012),住宅楼面活载标准值一般取 20kN/m²。
对于卧室、客厅、厨房等房间,均按此标准取值。
但对于阳台,活载标准值通常取 25kN/m²。
2、屋面活载不上人屋面活载标准值取 05kN/m²,上人屋面活载标准值取20kN/m²。
3、楼梯活载楼梯的活载标准值一般取 35kN/m²。
(三)风荷载风荷载是空气流动对建筑物产生的压力。
其计算需要考虑基本风压、风压高度变化系数、风荷载体型系数等因素。
1、基本风压根据建筑物所在地区,查相关规范确定基本风压值具体数值kN/m²。
2、风压高度变化系数根据建筑物的高度和地面粗糙度类别,确定风压高度变化系数。
3、风荷载体型系数根据建筑物的外形,确定风荷载体型系数。
(四)雪荷载雪荷载是积雪对建筑物产生的荷载。
计算时需要考虑基本雪压和屋面积雪分布系数。
1、基本雪压根据当地的气象资料,确定基本雪压值具体数值kN/m²。
最全2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1.结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类:(1)永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
(2)可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
(3)偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的代表值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求,采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
2.荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合。
γ0S≤R (2-1)式中γ0——结构重要性系数;S——荷载效应组合的设计值;R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合(2-2)式中γG——永久荷载的分项系数;γQi——第i个可变荷载的分项系数,其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数;S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值;S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值,其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者;ψci——可变荷载Q i的组合值系数;n——参与组合的可变荷载数。
(2)由永久荷载效应控制的组合(2-3)(3)基本组合的荷载分项系数1)永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时:对由可变荷载效应控制的组合,应取1.2;对由永久荷载效应控制的组合,应取1.35;当其效应对结构有利时:一般情况下应取1.0;对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。
2)可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4;对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
荷载标准值计算公式荷载标准值计算公式是指根据建筑结构所承受的荷载情况,通过一定的计算公式来确定建筑结构所需承受的标准荷载数值。
荷载标准值的计算对于建筑结构的设计和施工具有重要的意义,它直接影响着建筑结构的安全性和稳定性。
首先,我们需要了解一些基本概念。
荷载是指建筑结构所受外部作用力的大小,包括静荷载和动荷载两种。
静荷载是指建筑结构所受自重、建筑物使用荷载等静止的荷载,而动荷载则是指风荷载、雪荷载、地震荷载等动态的荷载。
在设计建筑结构时,需要对这些荷载进行合理的计算和分析,以确定建筑结构的荷载标准值。
计算荷载标准值的公式通常包括以下几个方面的内容:1. 自重荷载,建筑结构本身的重量是一个固定的数值,可以通过建筑结构的材料和构造方式来确定。
自重荷载的计算公式一般为,自重荷载 = 建筑结构的体积或面积× 材料的密度。
2. 使用荷载,建筑结构在使用过程中所受的荷载,如人员、家具、设备等的重量,可以通过建筑结构的设计用途和使用情况来确定。
使用荷载的计算公式一般为,使用荷载 = 使用荷载的重量。
3. 风荷载,建筑结构在受到风力作用时所受的荷载,需要根据建筑结构的高度、形状、风速等因素来确定。
风荷载的计算公式一般为,风荷载 = 风压× 建筑结构的受风面积。
4. 雪荷载,建筑结构在受到积雪作用时所受的荷载,需要根据地区的气候条件和积雪厚度来确定。
雪荷载的计算公式一般为,雪荷载 = 积雪厚度× 建筑结构的受雪面积。
5. 地震荷载,建筑结构在地震发生时所受的荷载,需要根据地震烈度、地震波的峰值加速度等因素来确定。
地震荷载的计算公式一般为,地震荷载 = 地震烈度× 建筑结构的质量。
通过以上几个方面的荷载计算公式,我们可以得到建筑结构所需承受的荷载标准值。
在实际的工程设计和施工中,需要根据具体的情况和要求来确定荷载标准值的具体数值,并采取相应的措施来确保建筑结构的安全性和稳定性。
8 风 荷 载8.1 风荷载标准值及基本风压8.1.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算: 1 当计算主要受力结构时0z s z k w w μμβ= (8.1.1-1)式中 k w —风荷载标准值(kN/m 2);z β—高度z处的风振系数; s μ—风荷载体型系数; z μ—风压高度变化系数;0w —基本风压(kN/m 2)。
2 当计算围护结构时0z sl gz k w w μμβ=(8.1.1-2)式中 gz β—高度z处的阵风系数;sl μ—风荷载局部体型系数。
8.1.2 基本风压应按本规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用,但不得小于0.3kN/m 2。
对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体规定。
8.1.3 当城市或建设地点的基本风压值在本规范附录D.5没有给出时,基本风压值可按附录D规定的方法,根据基本风压的定义和当地年最大风速资料,通过统计分析确定,分析时应考虑样本数量的影响。
当地没有风速资料时,可根据附近地区规定的基本风压或长期资料,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可按本规范附录D中附图D.6.3全国基本风压分布图近似确定。
8.1.4 风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取O.6、0.4和0.0。
8.2 风压高度变化系数8.2.1 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表8.2.1确定。
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类:A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇; 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。
表8.2.1 风压高度变化系数z μ地面粗糙度类别离地面或海 平面高度 (m) A B C D5 1.09 1.00 0.65 0.51 10 1.28 1.00 0.65 0.51 15 1.42 1.13 0.65 0.51 20 1.52 1.23 0.74 0.51 30 1.67 1.39 0.88 0.51 40 1.79 1.52 1.00 0.60 50 1.89 1.62 1.10 0.69 60 1.97 1.71 1.20 0.77 70 2.05 1.79 1.28 0.84 80 2.12 1.87 1.36 0.91 90 2.18 1.93 1.43 0.98 100 2.23 2.00 1.50 1.04 150 2.46 2.25 1.79 1.33 200 2.64 2.46 2.03 1.58 250 2.78 2.63 2.24 1.81 300 2.91 2.77 2.43 2.02 350 2.91 2.91 2.60 2.22 400 2.91 2.91 2.76 2.40 450 2.91 2.91 2.91 2.58 500 2.91 2.91 2.91 2.74 ≥5502.91 2.91 2.91 2.918.2.2 对于山区的建筑物,风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别,由表8.2.1确定外,还应考虑地形条件的修正,修正系数η分别按下述规定采用: 1 对于山峰和山坡,其顶部B处的修正系数可按下述公式采用:2B 5.21tg 1⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛−+=H z ακη (8.2.2)式中tg α——山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tg α>0.3时,取tg α=0.3;κ——系数,对山峰取2.2,对山坡取1.4;H ——山顶或山坡全高(m);z ——建筑物计算位置离建筑物地面的高度,m;当 2.5z H >时,取 2.5z H =。
荷载标准值计算荷载标准值是指在正常使用情况下,结构或构件所能承受的最大荷载值。
它是进行结构设计和评估的重要依据,需要根据相关规范和实际使用情况进行计算。
下面将对荷载标准值的计算方法进行详细介绍。
一、恒载标准值计算恒载是指长期作用在结构或构件上的不变荷载,如结构自重、土压力、水压力等。
恒载标准值的计算方法如下:1.自重标准值计算自重标准值是指结构或构件自身的重量所产生的荷载标准值。
其计算方法可根据材料的重度(单位体积的质量)和构件的体积进行计算。
例如,对于混凝土构件,自重标准值可按下式计算:GK = γc * Vc式中:GK——自重标准值(N);γc——混凝土的重度(N/m³);Vc——混凝土构件的体积(m³)。
2.土压力标准值计算土压力标准值是指由于土壤自重和侧压力作用在结构或构件上的荷载标准值。
其计算方法可根据土壤的重度和侧压力系数进行计算。
例如,对于地下连续墙,土压力标准值可按下式计算:EK = γs * Ka * H式中:EK——土压力标准值(N/m²);γs——土壤的重度(N/m³);Ka——侧压力系数;H——地下连续墙的深度(m)。
二、活载标准值计算活载是指作用在结构或构件上的可变荷载,如人群荷载、车辆荷载、风荷载等。
活载标准值的计算方法如下:1.人群荷载标准值计算人群荷载标准值是指每平方米面积上所能承受的最大人群重量所产生的荷载标准值。
其计算方法可根据《建筑结构荷载规范》中的规定进行计算。
例如,对于商场、医院等公共场所,人群荷载标准值可取为3.5 kN/m²。
2.车辆荷载标准值计算车辆荷载标准值是指每平方米面积上所能承受的最大车辆重量所产生的荷载标准值。
其计算方法可根据《公路桥涵设计通用规范》中的规定进行计算。
例如,对于高速公路和一级公路,汽车荷载标准值可取为100 kN/m²。
3.风荷载标准值计算风荷载标准值是指每平方米面积上所能承受的最大风力所产生的荷载标准值。
建筑工程集中荷载计算公式在建筑工程中,荷载是指建筑物所受的外部力或负荷,它是建筑物结构设计的重要参数之一。
在建筑工程中,荷载的计算是非常重要的,因为它直接影响着建筑物结构的安全性和稳定性。
本文将介绍建筑工程中集中荷载的计算公式及其应用。
建筑工程中,集中荷载是指作用在建筑物上的一个点荷载,它是建筑物结构设计中常见的一种荷载形式。
在实际工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
因此,建筑工程中集中荷载的计算是非常重要的。
在建筑工程中,集中荷载的计算公式可以通过以下方式来进行计算:1. 集中荷载的计算公式:在建筑工程中,集中荷载的大小通常是通过以下公式来计算的:P = F / A。
其中,P表示集中荷载的大小,单位为N(牛顿);F表示作用在建筑物上的外部力或负荷,单位为N;A表示集中荷载作用的面积,单位为平方米(m²)。
2. 集中荷载的计算方法:在实际工程中,集中荷载的大小可以通过以下方法来进行计算:(1)静力法,通过静力学的原理和方法,计算集中荷载的大小。
(2)有限元法,利用有限元分析的原理和方法,对建筑物结构进行分析和计算,得出集中荷载的大小。
(3)试验法,通过实验的方法,对建筑物结构进行测试和测量,得出集中荷载的大小。
3. 集中荷载的应用:在建筑工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
因此,设计师在进行建筑物结构设计时,需要考虑集中荷载的大小和作用位置,合理地进行结构设计,确保建筑物的安全性和稳定性。
4. 集中荷载的影响:在建筑工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
如果集中荷载的大小超过了建筑物结构的承载能力,就会对建筑物结构造成破坏和损坏,从而影响建筑物的使用和安全。
综上所述,建筑工程中集中荷载的计算公式及其应用是非常重要的。
设计师在进行建筑物结构设计时,需要合理地计算集中荷载的大小和作用位置,确保建筑物的安全性和稳定性。
建筑结构荷载规范gb50009-2024
一、背景
二、主要内容
1.荷载种类和组合:对不同种类的荷载进行了分类,并提供了相应的组合方式。
荷载种类包括永久荷载、可变荷载、地震作用等。
根据建筑结构的特点和使用要求,可以选择不同的荷载组合形式。
2.荷载计算方法:规范中详细规定了荷载计算的方法和要求。
通过对荷载的数量、分布和作用方式进行计算,确定在建筑结构上的荷载大小和位置。
3.荷载标准值:规范中提供了各种荷载的标准值和设计要求。
这些标准值是基于工程实践和科学研究得出的,可以作为设计时的参考。
4.结构各组件的荷载计算:规范中要求对建筑结构中的各个组件进行荷载计算。
这些组件包括墙体、柱子、楼板等,通过荷载计算确定其在设计过程中的尺寸和材料。
5.地震作用计算:规范中提供了地震荷载计算的方法和要求,将地震作用考虑在建筑结构的设计中。
根据地震区划和结构性能等级,可以确定适用的地震荷载。
三、应用
该规范适用于各种建筑类型,包括住宅、商业建筑、公共设施等。
它规定了不同类型建筑物的荷载计算和设计要求,使得建筑结构能够充分承受外部荷载的作用,确保建筑物在使用寿命内不发生结构性破坏或失稳现象。
建筑结构分析与计算建筑结构是指建筑物的骨架,负责承受和传递荷载,并保持稳定的力学系统。
在建筑设计过程中,结构工程师需要进行结构分析与计算,以确保建筑物具有足够的强度和稳定性。
本文将介绍建筑结构分析与计算的一般方法和步骤。
一、荷载计算在进行结构分析之前,首先需要计算建筑物所承受的荷载。
荷载可以分为恒载、活载、风荷载、地震荷载等。
恒载是指长期作用于建筑物的荷载,如自重、设备重量等;活载是指短期作用于建筑物的荷载,如人员、家具、雪等;风荷载和地震荷载是外部环境作用于建筑物的荷载。
通过对荷载进行逐级计算和累加,可以得到建筑物所承受的总体荷载。
二、结构分析结构分析是指利用力学原理和数学方法,计算和分析建筑结构的内力和变形。
常用的结构分析方法有静力分析、弹性分析和非线性分析等。
静力分析是最常用的方法,适用于简单的结构和小荷载情况。
弹性分析考虑结构的变形,适用于复杂结构和大荷载情况。
非线性分析考虑结构的非线性特性,适用于特殊情况,如地震作用下的结构。
三、结构计算结构计算是指根据结构分析的结果,计算和确定结构的尺寸、截面和材料等。
结构计算需要考虑结构的强度、刚度和稳定性等要求。
根据结构的形式和材料的特性,可以采用不同的设计方法和理论。
常用的结构计算方法有弹性设计、极限状态设计和可靠性设计等。
四、结构验算结构验算是指对结构设计的合理性和安全性进行验证和检查。
通过结构验算可以确保结构满足设计要求,并具有足够的安全保障。
常用的结构验算方法有强度验算、刚度验算和稳定性验算等。
强度验算是指根据结构的内力和材料的强度,判断结构的承载能力。
刚度验算是指根据结构的变形和刚度,判断结构的稳定性和使用性能。
稳定性验算是指根据结构的稳定条件,判断结构的倾覆和偏转情况。
五、结构优化结构优化是指通过调整结构的形式、尺寸和材料等,使结构具有更高的效益和经济性。
在结构设计过程中,可以通过优化方法和工具,对结构进行参数优化和拓扑优化等。
参数优化是指通过调整结构的参数,以满足设计要求和约束条件。
楼面承重集中荷载计算公式在建筑设计和结构工程中,楼面承重集中荷载计算是非常重要的一项工作。
楼面承重集中荷载是指建筑物上承受的集中荷载,如梁、柱、墙等结构构件上的荷载。
正确计算楼面承重集中荷载可以有效地保证建筑物的结构安全性,避免发生因承重不足而引发的安全事故。
本文将介绍楼面承重集中荷载的计算公式及相关知识。
楼面承重集中荷载的计算公式主要包括以下几个方面,楼面承重集中荷载的定义、计算公式、计算方法以及相关注意事项。
一、楼面承重集中荷载的定义。
楼面承重集中荷载是指建筑物上承受的集中荷载,通常是指梁、柱、墙等结构构件上的荷载。
楼面承重集中荷载的大小取决于建筑物的用途、结构形式、荷载性质等因素。
在建筑设计中,需要根据建筑物的实际情况来计算楼面承重集中荷载,以保证建筑物的结构安全性。
二、楼面承重集中荷载的计算公式。
楼面承重集中荷载的计算公式通常可以根据建筑物的结构形式和荷载性质来确定。
在实际工程中,常用的楼面承重集中荷载计算公式包括以下几种:1. 单向楼板的集中荷载计算公式:当建筑物的楼板为单向板时,可以使用以下公式来计算楼面承重集中荷载:Q = (w l^2) / (8 a)。
其中,Q为楼面承重集中荷载,w为楼板单位面积的活载荷载,l为集中荷载作用点到梁的距离,a为梁的跨度。
2. 双向楼板的集中荷载计算公式:当建筑物的楼板为双向板时,可以使用以下公式来计算楼面承重集中荷载:Q = (w l^2) / (32 a)。
其中,Q为楼面承重集中荷载,w为楼板单位面积的活载荷载,l为集中荷载作用点到梁的距离,a为梁的跨度。
3. 楼板边缘的集中荷载计算公式:当建筑物的楼板边缘受集中荷载作用时,可以使用以下公式来计算楼面承重集中荷载:Q = w l。
其中,Q为楼面承重集中荷载,w为楼板单位面积的活载荷载,l为集中荷载作用点到梁的距离。
以上是常用的楼面承重集中荷载计算公式,可以根据建筑物的实际情况选择合适的公式进行计算。
二建建筑工程荷载计算公式在建筑工程中,荷载计算是非常重要的一部分。
荷载计算可以帮助工程师确定建筑结构所能承受的最大荷载,从而确保建筑结构的安全性和稳定性。
在二级建造师考试中,荷载计算也是一个重要的考察内容。
下面我们将介绍二建建筑工程荷载计算的公式和相关知识。
一、静载荷计算公式。
1. 自重荷载计算公式。
自重荷载是指建筑结构自身的重量所产生的荷载。
自重荷载的计算公式如下:自重荷载 = 结构体积×结构材料的密度×重力加速度。
其中,结构体积是指建筑结构的总体积,结构材料的密度是指建筑结构所使用材料的密度,重力加速度一般取9.8m/s²。
2. 活载荷载计算公式。
活载荷载是指建筑结构在使用过程中承受的荷载,如人员、家具、设备等。
活载荷载的计算公式如下:活载荷载 = 活载的总重量×重力加速度。
其中,活载的总重量是指建筑结构在使用过程中承受的所有活载的总重量,重力加速度一般取9.8m/s²。
3. 风荷载计算公式。
风荷载是指建筑结构在受到风力作用时所承受的荷载。
风荷载的计算公式如下:风荷载 = 风压×面积。
其中,风压是指风力对建筑结构产生的压力,面积是指建筑结构所受风力的面积。
4. 雪荷载计算公式。
雪荷载是指建筑结构在受到积雪作用时所承受的荷载。
雪荷载的计算公式如下:雪荷载 = 积雪重量×重力加速度。
其中,积雪重量是指建筑结构所受积雪的总重量,重力加速度一般取9.8m/s²。
二、动载荷计算公式。
1. 地震荷载计算公式。
地震荷载是指建筑结构在地震作用下所承受的荷载。
地震荷载的计算公式如下:地震荷载 = 结构质量×地震加速度。
其中,结构质量是指建筑结构的总质量,地震加速度是指地震作用下的加速度。
2. 振动荷载计算公式。
振动荷载是指建筑结构在振动作用下所承受的荷载。
振动荷载的计算公式如下:振动荷载 = 结构质量×振动加速度。
水平荷载和竖向荷载计算方法
水平荷载和竖向荷载是工程设计中常见的两种荷载类型,它们
分别用于结构的水平和竖向承载能力的计算。
下面我将从多个角度
分别介绍它们的计算方法:
1. 水平荷载计算方法:
水平荷载通常指风荷载或地震荷载,其计算方法如下:
风荷载计算,根据当地的风速、结构的高度和形状、结构的暴
露系数等参数,采用规范中的公式或图表来计算风荷载。
常见的规
范包括《建筑抗震设计规范》和《建筑结构荷载规范》等。
地震荷载计算,根据结构所在地区的地震烈度、结构的重要性、结构类型等参数,采用规范中的地震作用系数和地震力计算公式来
计算地震荷载。
常见的规范包括《建筑抗震设计规范》和《地震动
参数区划图》等。
2. 竖向荷载计算方法:
竖向荷载通常指结构的自重、活荷载和附加荷载等,其计算方法如下:
结构自重计算,根据结构的材料和构造,计算结构的各部分的体积或面积,并乘以相应的材料密度来计算结构的自重。
活荷载计算,根据规范中给出的建筑物使用的类型、场所、人员密度等参数,计算活荷载的大小。
常见的规范包括《建筑结构荷载规范》等。
附加荷载计算,包括设备荷载、雪荷载等,根据具体的情况进行计算。
总的来说,水平荷载和竖向荷载的计算方法需要根据具体的工程情况和规范要求进行综合考虑,确保结构在受到外部荷载作用时能够安全稳定地工作。
面荷载计算公式面荷载,这可是建筑结构里一个挺重要的概念呢!咱先来说说啥是面荷载。
简单来讲,面荷载就是作用在结构表面单位面积上的力。
想象一下,咱们盖房子的时候,屋顶上的雪、地板上放的家具,这些东西对屋顶和地板产生的压力,平均到每平方米上,就是面荷载啦。
面荷载的计算公式是:面荷载 = 作用在面上的总力 ÷作用面积。
比如说,有一个房间的地板上放了一堆重物,总重量是1000 牛顿,而这个重物所占的面积是 5 平方米。
那这时候面荷载就是 1000 ÷ 5 = 200 牛顿/平方米。
我记得之前有一次去一个建筑工地参观,当时正好在讨论一个厂房的设计。
设计师们就一直在算面荷载,特别认真。
我凑过去看,他们在图纸上写写画画,一会儿量这个尺寸,一会儿算那个重量。
我就好奇地问其中一个设计师:“这面荷载算得这么仔细,差一点也不行吗?”那设计师笑着跟我说:“这可马虎不得!面荷载算不准,房子的结构可能就不安全,说不定哪天就出问题啦!”我当时心里一紧,才明白这看似简单的计算公式,背后关系可重大着呢!在实际工程中,面荷载的计算可复杂了。
要考虑各种各样的因素,像材料的重量、人的活动荷载、风荷载、雪荷载等等。
而且不同的建筑结构,面荷载的要求也不一样。
比如说,住宅和商场的面荷载标准就有差别,因为商场里的人流量大,放的货物也多,所以面荷载就得更大些,才能保证结构的安全稳定。
还有啊,在计算面荷载的时候,可不能只看眼前的情况。
得想想未来的变化,比如房子以后可能要改造,或者用途发生改变,这些都得提前考虑进去。
要是一开始没算好,后面再改可就麻烦大了。
总之,面荷载计算公式虽然看起来简单,但是要想算得准确,考虑得周全,还真得下一番功夫。
这就像我们做很多事情一样,不能只看表面,得深入思考,把各种可能的情况都想到,才能把事情做好,保证不出差错。
所以啊,可别小看这面荷载的计算,它可是建筑安全的重要保障之一呢!。
第一章结构选型与布置结构设计的主要内容包括:结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计(计算、构造)、绘施工图。
1.1结构选型结构选型是一个综合性问题,应选择合理的结构形式。
根据结构受力特点,常用的建筑结构形式有:混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构(一般剪力墙结构、筒体剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构)等。
混和结构主要是墙体承重,由于取材方便,造价低,施工方便,我国广泛地应用于多层民用建筑中,但砌体结构强度低、自重大、抗震性能较差,一般用于7层及7层以下的建筑。
框架结构是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构,框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载,墙体起维护作用,其整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型,但随着层数和高度的增加,构件截面面积和钢筋用量增多,侧向刚度越来越难以满足设计要求,一般不宜用于过高的建筑,现浇框架结构适用最大高度见表1-1。
框架-剪力墙结构是在框架中设置一些剪力墙,既能满足平面布置灵活,又能满足结构抗侧力要求,一般常用于10~25层的建筑中。
剪力墙结构是依靠剪力墙承受竖向及水平荷载,整体性好、刚度大、抗震性能好,常用于20~50层的高层建筑。
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m) 表1-1结构选型时需充分了解各类结构型式的优缺点、应用范围、结构布置原则和大致的构造尺寸等,根据建筑物高度及使用要求,结合具体建设条件,进行综合分析,从而做出最终的决定。
结构设计中,选择合理科学的建筑结构体系非常重要,是达到既安全可靠又经济合理的重要前提。
实际工程中,多层与小高层常采用框架结构体系。
在我国,由于经济水平及其它条件的限制,混凝土框架结构比钢框架结构应用要广,因此本书以现浇钢筋混凝土框架结构作为分析实例。
1.2结构布置进行混凝土框架结构布置的主要工作是合理地确定梁、柱的位置及跨度。
3、恒载标准值1.屋面恒载:隔热层:80mm厚矿渣水泥 14.5 KN/m3×0.08=1.16 KN/m2 保护层:40厚配筋C25细石混凝土 22KN/m3×0.04=0.88 KN/m2防水层:SBS(3+3)改性防水沥青卷材 0.40 KN/m2 找平层:1:3水泥砂浆20 mm 20 KN/m3×0.02=0.40 KN/m2找坡层:1:8水泥陶粒100mm 14 KN/m3×0.10=1.40 KN/m2结构层:120mm现浇钢筋混凝土板 25 KN/m3×0.12=3.00 KN/m2抹灰层:10mm混合砂浆 7 KN/m3×0.01=0.17 KN/m2 合计 7.41 KN/m2 2.楼面恒载:1)走廊瓷砖地面(包括水泥粗砂打底): 0.55 KN/m2现浇钢筋混凝土板:120mm 3.00 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶:(抹灰层:10mm混合砂浆) 0.25 KN/m2合计 3.80 KN/m2 2)办公室地面:大理石面层,水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2mm厚素水泥 1.16 KN/m2水泥浆结合层一道现浇钢筋混凝土板:120mm 3.00 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶: 0.25 KN/m2合计 4.41 KN/m2 3)普通教室:防滑地砖600×600,素水泥浆擦缝 19.8×0.01=0.198 KN/m2 30厚1:3水泥砂浆找平层兼结合层 20×0.03=0.60 KN/m2 120mm现浇钢筋混凝土板 25 KN/m3×0.12=3.00 KN/m2 V型轻钢龙骨吊顶: 0.25 KN/m2合计 4.048 KN/m2 3.梁自重KL1:b×h=300mm×650mm自重: 25 KN/m3×0.30m×(0.65m-0.12m)=3.975 KN/m 抹灰层(三面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×[0.3m+2×(0.65m-0.1m)]=0.238 KN/m合计 4.213 KN/mKL2:b×h=300mm×600mm自重: 25 KN/m3×0.30m×(0.6m-0.12m)=3.60 KN/m抹灰层(三面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×[0.3m+2×(0.6m-0.1m)]=0.221 KN/m合计 3.821 KN/mKL3:b×h=250mm×550mm自重: 25 KN/m3×0.25m×(0.55m-0.12m)=2.687 KN/m抹灰层(三面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×[0.25m+2×(0.55m-0.1m)]=0.196 KN/m合计 2.883 KN/mCL1:b×h=250mm×550mm自重: 25 KN/m3×0.25m×(0.55m-0.12m)=2.688 KN/m抹灰层(三面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×[0.25m+2×(0.55m-0.1m)]=0.196 KN/m合计 2.884 KN/m4.柱自重KZ1:b×h=500mm×500mm自重: 25 KN/m3×0.5m×0.5=6.25 KN/m抹灰层(四面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×2[0.5m+0.5m]=0.34 KN/m合计 6.59 KN/mKZ2:b×h=450mm×450mm自重: 25 KN/m3×0.45m×0.45=5.063 KN/m抹灰层(四面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×2[0.45m+0.45m]=0.306 KN/m合计 5.369 KN/mKZ3:b×h=400mm×400mm自重: 25 KN/m3×0.40m×0.40=4.0 KN/m抹灰层(四面):10mm厚混合砂浆17 KN/m3×0.01m×2×[0.40m+0.40m]=0.272 KN/m合计 4.272 KN/m5.外墙自重A、外纵墙(蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,窗高2.1m):40㎜厚EPS保温板 5.5KN/m3×0.04m×1.8m=0.396 KN/m6mm厚1:2.5水泥砂浆罩20KN/m3×0.006m×1.8m=0.216 KN/m12mm厚1:3水泥砂浆打底20KN/m3×0.012m×1.8m=0.432 KN/m240mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3×0.24m×1.8m=2.376 KN/m20mm厚内墙混合砂浆抹灰17KN/m3×0.02m×1.8m=0.612 KN/m铝合金窗 0.35KN/m3×2.1m=0.735 KN/m合计 4.767 KN/mB、外横墙(蒸压粉煤灰加气混凝土砌块):40㎜厚EPS保温板 5.5KN/m3×0.04m×3.9m=0.858 KN/m6mm厚1:2.5水泥砂浆罩20KN/m3×0.006m×3.9m=0.468 KN/m12mm厚1:3水泥砂浆打底20KN/m3×0.012m×3.9m=0.936 KN/m240mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3×0.24m×3.9m=5.148 KN/m20mm厚内墙混合砂浆抹灰 17KN/m3×0.02m×3.9m=0.51 KN/m合计 7.92 KN/m6.内墙自重A、内纵墙(有门无高窗,忽略门洞,按满布计算):240mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3×0.24m×3.9m=5.148 KN/m20mm厚内墙混合砂浆抹灰(两侧)17KN/m3×0.02m×3.9m×2=2.652 KN/m 合计 7.8 KN/mB、内横墙(有门无高窗,忽略门洞,按满布计算):240mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m 3×0.24m ×3.9m=5.148 KN/m 20mm 厚内墙混合砂浆抹灰(两侧)17KN/m 3×0.02m ×3.9m ×2=2.652 KN/m 合计 7.8 KN/mC.内隔墙120mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m 3×0.12m ×3.9m=2.574 KN/m 20mm 厚内墙混合砂浆抹灰(两侧)17 KN/m 3×0.02×3.9×2= 2.652 KN/m合计 5.226 KN/m7.女儿墙240mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m 3×0.24m ×0.9m=1.188 KN/m 150mm 厚钢筋混凝土压顶 25 KN/m 3×0.24m ×0.15m=0.9 KN/m 6mm 厚1:2.5水泥砂浆罩面20KN/m 3×0.006m ×0.9m=0.108 KN/m 12mm 厚1:3水泥砂浆打底20KN/m 3×0.012m ×0.9m=0.216 KN/m 20mm 厚内墙混合砂浆抹灰17KN/m 3×0.02m ×0.9m=0.306 KN/m合计 2.718 KN/m活荷载标准值1、屋面及楼面活载(规范4.1.1和4.3.1)屋面;上人屋面: 2.0 KN/m 2楼面:办公楼楼面:2.0 KN/m 2走廊楼面: 2.5 KN/m 22、屋面雪荷载标准值(规范6.1.1)雪荷载:21.00.20.2/r r o s s KN m μ=⨯=⨯=恒荷载传递一、均布荷载计算1、顶层:(1)1、2号板荷载传递:0102l =3300mm l =6600mm ,屋面荷载:2BC 7.41 KN /m g = BC DE 3.3=0.252 6.6αα==⨯ '01 3.3g 7.4112.23/22BC l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载传往横向框架2'(12)BC DE BC BC p p g αα==-⨯+ 23(120.250.25)12.2310.89/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架 ''BC 55=g 12.237.644/88p KN m ⨯=⨯=(2)3号板荷载传递:0102l =3000mm l =6600mm ,屋面荷载:2CD 7.41 KN /m g = CD 3.0=0.2272 6.6α=⨯ '01 3.0g 7.4111.115/22CD l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载传往横向框架 'CD 55=g 11.115 6.947/88p KN m ⨯=⨯=传往纵向框架'2'(12)CD CD CD p g αα=-⨯+ 23(120.2270.227)11.11510.10/KN m =-⨯+⨯=2、一~四标准层:(1)1、2号板荷载传递0102l =3300mm l =6600mm ,屋面荷载:2BC 4.048 KN /m g = BC DE 3.3=0.252 6.6αα==⨯ '01 3.3g 4.048 6.679/22BC l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载传往横向框架2'(12)BC DE BC BC p p g αα==-⨯+⨯ 23(120.250.25) 6.679 5.948/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架 ''BC 55=g 6.679 4.174/88p KN m ⨯=⨯= (2)3号板荷载传递:0102l =3000mm l =6600mm ,屋面荷载: 2CD 3.80 KN /m g = CD 3.0=0.2272 6.6α=⨯ '01 3.0g 3.8 5.7/22CD l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载传往横向框架 'CD 55=g 5.7 3.563/88p KN m ⨯=⨯=传往纵向框架'2'(12)CD CD CD p g αα=-⨯+⨯ 23(120.2270.227) 5.7 5.179/KN m =-⨯+⨯= 顶层计算跨的均布荷载:2=210.89+4.213=25.993KN/m BC DE BC BC P P p g ==⨯+⨯梁CD CD CD P =2p +g =2 6.947+2.883=16.777KN/m ⨯⨯梁一~四层计算跨均布荷载:BC 2+g =2 5.948+4.213+7.8=23.909KN/mBC DE BC BC P P p g ==⨯+⨯梁墙CD CD CD P =2p +g =2 3.563+2.883=10.01KN/m ⨯⨯梁二、集中荷载计算1、顶层次梁的荷载:BC P =2p +g =210.89+2.884=24.664KN/m ⨯⨯次次'BC P =2p +g +g =210.89+2.884+5.226=29.89KN/m ⨯⨯隔次次次梁传到纵梁上的集中荷载: P L 24.664 6.6P===81.39KN 22⨯⨯次次 ''P L 29.89 6.6P ===98.637KN 22⨯⨯次次 顶层外纵梁荷载:'BC P =p +g +g =7.644+3.821+2.718=14.183KN/m 纵梁女顶层内纵梁荷载:'''BC P =p +p +g =7.644+10.10+3.821=21.565KN/m CD 纵梁B 柱的集中荷载:BCBC L P P L 2+2+222B P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 14.183 6.681.3925.993 6.6=2+2+=260.775KN 222⨯⨯⨯⨯ C 柱的集中荷载: 'BC BC CD L P P L L 2+2+222CD C P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵21.565 6.681.3925.993 6.6+17.8093=2+2+=334.661KN 222⨯⨯⨯⨯⨯D 柱的集中荷载:''CD L P P L L 2+2+222DE DE CD D P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵21.565 6.698.63725.993 6.6+17.8093=2+2+=351.91KN 222⨯⨯⨯⨯⨯E 柱的集中荷载;'L P P L 2+2+222DE DE E P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 14.183 6.698.63725.993 6.6=2+2+=278.022KN 222⨯⨯⨯⨯ 2、一~四层次梁的荷载: BC P =2p +g =2 5.948+2.884=14.78KN/m ⨯⨯次次'BC P =2p +g +g =2 5.948+2.884+5.226=20.006KN/m ⨯⨯隔次次次梁传到纵梁上的集中荷载:P L 14.78 6.6P===48.774KN 22⨯⨯次次 ''P L 20.006 6.6P ===66.02KN 22⨯⨯次次 外纵梁荷载:'BC P =p +g +g =4.147+4.767+3.821=12.735KN/m 纵纵梁内纵梁荷载:'''BC P =p +p +g +g =4.147+5.179+4.767+3.821=17.914KN/m CD 纵纵梁柱重:B ECD G =G =5.369 3.9=20.94KNG =G =6.59 3.9=25.7KN ⨯⨯柱柱柱柱B 柱的集中荷载: BC BC B L P P L 2+2++G 222B P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵柱12.735 6.648.77423.909 6.6=2+2++20.94=232.665KN 222⨯⨯⨯⨯ C 柱的集中荷载: 'BC BC CD L P P L L 2+2++G 222CD C P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵柱C17.914 6.648.77423.909 6.6+10.013=2+2++25.7=286.62KN 222⨯⨯⨯⨯⨯D 柱的集中荷载: ''CD D L P P L L 2+2+222DE DE CD D P P N G ⨯⨯+⨯=⨯⨯+纵纵柱17.914 6.666.0223.909 6.6+10.013=2+2++25.7=303.866KN 222⨯⨯⨯⨯⨯E 柱的集中荷载; 'E L P P L 2+2++G 222DE DE E P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵12.735 6.666.0223.909 6.6=2+2++20.94=249.911KN 222⨯⨯⨯⨯活荷载传递一、均布荷载计算 1、顶层:(1)1、2号板荷载传递: 0102l =3300mm l =6600mm ,屋面荷载:2BC 2.0KN /m g =BC DE 3.3=0.252 6.6αα==⨯ '01 3.3g 2.0 3.3/22BC l g KN m =⨯=⨯=等效为均布荷载 传往横向框架2'(12)BC DE BC BC p p g αα==-⨯+ 23(120.250.25) 3.3 2.939/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架''BC 55=g 3.3 2.063/88p KN m ⨯=⨯=(2)3号板荷载传递: 0102l =3000mm l =6600mm ,屋面荷载:2CD 2.0 KN /m g =CD 3.0=0.2272 6.6α=⨯ '01 3.0g 2.0 3.0/22CD l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载 传往横向框架2'(12)CD CD CD p g αα=-⨯+23(120.2270.227) 3.0 2.726/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架''CD 55=g 2.726 1.704/88p KN m ⨯=⨯=2、一~四标准层:(1)1、2号板荷载传递 0102l =3300mm l =6600mm ,屋面荷载:2BC 2.0KN /m g =BC DE 3.3=0.252 6.6αα==⨯ '01 3.3g 2.0 3.3/22BC l g KN m =⨯=⨯=等效为均布荷载 传往横向框架2'(12)BC DE BC BC p p g αα==-⨯+⨯ 23(120.250.25) 3.3 2.939/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架''BC 55=g 3.3 2.063/88p KN m ⨯=⨯=(2)3号板荷载传递: 0102l =3000mm l =6600mm ,屋面荷载:2CD 2.5 KN /m g =CD 3.0=0.2272 6.6α=⨯ '01 3.0g 2.5 3.75/22CD l g KN m =⨯=⨯= 等效为均布荷载 传往横向框架2'(12)CD CD CD p g αα=-⨯+⨯23(120.2270.227) 3.75 3.407/KN m =-⨯+⨯= 传往纵向框架''CD 55=g 3.75 2.344/88p KN m ⨯=⨯=顶层计算跨的均布荷载:2=2 2.939=5.878KN/m BC DE BC P P p ==⨯⨯ CD CD P =2p =2 2.726=5.452KN/m ⨯⨯ 一~四层计算跨均布荷载:2=2 2.939=5.878KN/m BC DE BC P P p ==⨯⨯ CD CD P =2p =2 3.407=6.814KN/m ⨯⨯ 二、集中荷载计算 1、顶层次梁的荷载:BC P =2p =2 2.939=5.878KN/m ⨯⨯次 次梁传到纵梁上的集中荷载: P L 5.878 6.6P===19.397KN 22⨯⨯次次 外纵梁荷载: 'BC P =p =2.063KN/m 纵 内纵梁荷载:'''BC P =p +p =2.063+1.704=3.767KN/m CD 纵 B 柱的集中荷载: BC BCL P P L 2+2+222B P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 2.063 6.619.397 5.878 6.62+252.41222KN ⨯⨯=⨯⨯+=C 柱的集中荷载:'BC BC CDL P P L L 2+2+222CD C P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵3.767 6.619.397 5.878 6.6+5.452 3.0=2+2+=71.835KN 222⨯⨯⨯⨯⨯D 柱的集中荷载:''CDD L P P L L 2+2+222DE DE CD P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵3.767 6.619.397 5.878 6.6+5.452 3.0=2+2+=71.835KN 222⨯⨯⨯⨯⨯E 柱的集中荷载;'E L P P L 2+2+222DE DEP N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 2.063 6.619.397 5.878 6.62+252.41222KN ⨯⨯=⨯⨯+= 2、一~四层 次梁的荷载: BC P =2p =2 2.939=5.878KN/m ⨯⨯次 次梁传到纵梁上的集中荷载: P L 5.878 6.6P===19.397KN 22⨯⨯次次 外纵梁荷载: 'BC P =p =2.063KN/m 纵 内纵梁荷载:'''BC P =p +p =2.063+2.344=4.407KN/m CD 纵1:100B 柱的集中荷载: BC BCL P P L 2+2+222B P N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 2.063 6.619.397 5.878 6.62+252.41222KN ⨯⨯=⨯⨯+= C 柱的集中荷载:'BC BC CDL P P L L 2+2+222CD C P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵4.407 6.619.3975.8786.6+6.814 3.0=2+2+=78.102KN 222⨯⨯⨯⨯⨯D 柱的集中荷载:''CDD L P P L L 2+2+222DE DE CD P P N ⨯⨯+⨯=⨯⨯纵纵4.407 6.619.3975.8786.6+6.814 3.0=2+2+=78.102KN 222⨯⨯⨯⨯⨯E 柱的集中荷载;'E L P P L 2+2+222DE DEP N ⨯⨯=⨯⨯纵纵 2.063 6.619.397 5.878 6.62+252.41222KN ⨯⨯=⨯⨯+=风荷载计算该办公楼为五层钢筋混凝土框架结构体系,室内外高差0.45m 。