建筑结构上的荷载及其取值课后解答详解

浅析建筑结构设计中荷载取值问题【摘要】随着经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对于建筑物要求也越来越高，质量要求使人们的最基本要求，在此基础上，人们还需要建筑物造型美观，有一定的视觉享受。

在建筑结构设计过程中，荷载取值是设计师必须要考虑的一个因素，因为这一因素直接影响到建筑结构的安全使用。

从某种意义上来讲，建筑结构设计中荷载取值直接影响到我国国民经济的发展。

本文主要分析了建筑结构设计中荷载取值问题，以供大家参考。

【关键词】荷载取值；结构设计；建筑结构；荷载模型随着社会经济的发展，建筑行业正以迅猛的速度不断发展，并在市场经济中占据着越来越重要的地位。

由于人们的生活水平不断提高，人们对于建筑物的要求也越来越高，不仅要求其质量达到一定的标准，更需要达到美观效果。

在建筑结构设计过程中，设计师都需要对建筑荷载进行测算取值，然后将这一类测算取值限定一个范围，这就是荷载取值。

建筑中荷载的量值会根据建筑物的地区、功能和是用期限的不同而不同。

下文首先分析了建筑结构中荷载的分类，并由此而展开详细分析了荷载的概率模型和建筑结构设计中的荷载取值，以供大家参考。

1.建筑结构设计中荷载的分类在人们对建筑物要求越来越高的基础上，设计师必须要对建筑结构的各个施工环节进行全面且综合分析，这样才能够满足人们越来越高的要求。

通常情况下，建筑结构中的荷载会随着时间的变化而变化，大致可分为三种类型，即永久荷载、可变荷载以及偶然荷载。

（1）永久荷载的取值与时间期限没有太大的关系，它主要是随着空间的形式而变动的，也就是说，用集合在主要是通过既变的概率模型来描述的。

（2）可变荷载的变化则包括时间变化与空间形式两个方面，所以设计师在对其进行计算的过程中必须要采用随机概率模式进行计算，这样才能够对建筑结构进行完整的设计，并能够有效的提高其管理水平。

（3）偶然荷载。

这种通常不会出现，一旦出现，其量值就会非常大，从而对建筑结构起到极大的限制作用。

随着时间的变化，楼面活荷载取值也会随之不断变化，大致可分为两个部分，即持久性活荷载以及临时性活荷载。

建筑结构习题解答第二章习题1．试述恒载和活荷载的区别，为什么它们的荷载分项系数有所不同？答：恒载是一种永久性的作用力，它主要是指建筑物结构构件的自重和建筑物构造层的自重。

活荷载则是一种可变性的作用力，它主要是指施加于结构构件上的、随时间和使用情况而有较大变化的荷载。

恒载和活荷载的区别主要在它们与时间的关系上：恒载不随时间变化或其变化值与平均值相比可以忽略不计；而活荷载其值随时间变化、且其变化值与平均值相比不可忽略。

由于横载相对来说比较稳定，随时间没有太大的变化，所以荷载分项系数比较小即可满足可靠度的要求；活荷载随时间相对来说变化比较大，则其分项系数要比较大才能满足可靠度的要求。

4．试说明影响下列几种荷载取值的因素：(1)构件自重；(2)构造层做法；(3)风荷载；(4)雪荷载；(5)地震作用；(6)楼面活荷载。

答：(1)构件自重取值的影响荷载因素为：构件组成材料的单位重和尺寸的大小。

(2)构造层做法取值的影响荷载因素为：构造层组成材料的单位重和尺寸（厚度）的大小。

(3)风荷载取值的影响荷载因素为：风速（或建筑物所在的地区和具体位置）、建筑物外形、建筑物外围面积大小和高度、建筑物的高宽比、地面的粗糙程度。

(4)雪荷载取值的影响荷载因素为：建筑物所在的地区、屋面外形和坡度、屋面水平投影面积的大小。

(5)地震作用取值的影响荷载因素为：建筑物的总重力荷载代表值、建筑物所在地区的基本设防烈度、建筑物的动力特性、建筑物所在地区的场地土类别。

(6)楼面活荷载取值的影响荷载因素为：楼面的使用用途。

36．试求下列楼盖的重力荷载：解：(1)每平方米楼面中80mm 厚钢筋混凝土楼板自重标准值：2250.08 2.0kN m ⨯=(2)每平方米楼面中80mm 厚钢筋混凝土楼板加水磨石地面构造层（10mm 水磨石棉层；20mm 水泥砂浆打底）和木丝板吊顶（0.26kN/m 2）的重力荷载标准值：钢筋混凝土楼板自重标准值：2250.08 2.0kN ⨯=水磨石地面构造层自重标准值（根据荷载规范）：20.65kN m 木丝板吊顶自重标准值：20.26kN m ∴楼面重力荷载标准值：220.650.26 2.91kN m ++=(3)题图2-13所示钢筋混凝土交叉梁楼盖（板厚80mm ，梁截面250mm ⨯600mm ，地面和顶棚做法同上）每平方米楼面的重力荷载标准值：()26120.250.60.08252.91 4.54kN m 1212⨯⨯⨯-⨯+=⨯(4)若上述楼盖用于办公楼，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载标准值（根据荷载规范）：24.542 6.54kN +=(5)若上述楼盖用于商店，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载设计值（根据荷载规范）：24.54 1.2 3.5 1.410.35kN m ⨯+⨯=41．某四层轻工业厂房，钢筋混凝土框架结构，平、剖面和计算简图如题图2-16(b)所示。

第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同？荷载：是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。

作用：能使结构产生效应的各种因素总称。

2、说明直接作用和间接作用的区别。

将作用在结构上的力的因素称为直接作用，将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用，如温度改变，地震，不均匀沉降等。

只有直接作用才可称为荷载。

3、作用有哪些类型？请举例说明哪些是直接作用？哪些是间接作用？①随时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类：固定作用、可动作用③按结构的反应分类：静态作用、动态作用。

4、什么是效应？是不是只有直接作用才能产生效应？效应：作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。

不是。

第二章重力1、结构自重如何计算？将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件，先计算基本构件的重量，然后叠加即得到结构总自重。

2、土的重度与有效重度有何区别？成层土的自重应力如何计算？土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。

如果土层位于地下水位以下，由于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。

3、何谓基本雪压？影响基本雪压的主要因素有哪些？基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。

主要因素：雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。

4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。

主要因素：风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响（一般随坡度的增加而减小，原因是风的作用和雪滑移）、屋面温度（屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生）。

5、说明车列荷载与车道荷载的区别。

车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式，以集中荷载的形式作用于车轴位置；车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列，将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。

第三章侧压力1.什么是土的侧压力？其大小与分布规律与哪些因素有关？土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。

高层建筑结构课程习题解答土木工程学院二0一二年秋Chap11、高层建筑定义JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28ｍ的住宅建筑结构和房屋高度大于24ｍ的其他民用建筑，划为高层民用建筑。

1）层数大于10层；2）高度大于28m；3）水平荷载为主要设计因素；4）侧移成为控制指标；5）轴向变形和剪切变形不可忽略；2、建筑的功能建筑结构是建筑中的主要承重骨架。

其功能为在规定的设计基准期内，在承受其上的各种荷载和作用下，完成预期的承载力、正常使用、耐久性以及突发事件中的整体稳定功能。

3、高层按结构体系分类结构体系是指结构抵抗外部作用构件的组成方式。

从结构体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构及巨型框架结构等。

Chap 21、为什么活荷载的不考虑不利布置？计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时，一般不考虑楼面及屋面竖向活荷载的不利布置，而是按满布考虑进行计算的。

其一，在高层建筑中各种活荷载占总竖向荷载的比例很小，尤其对于住宅、旅馆和办公楼等，活荷载一般在1.5～2.5kN/㎡范围内，只占全部竖向荷载的10％～20％，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小；其二，高层建筑结构是个复杂的空间结构体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作量极大且计算费用上不经济，因此，为简化起见，在实际工程设计中，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.1～1.3的放大系数。

2、高层建筑结构抵抗水平力的构件有哪几种？各种构件有哪些类型（1）有：梁、柱、支撑、墙和筒组成；（2）梁：钢梁、钢筋混凝土梁、钢骨（型钢）混凝土梁；柱：钢柱、钢筋混凝土柱、钢骨（型钢）混凝土柱；钢管混凝土柱等；支撑有：中心支撑和偏心支撑等；墙：实体墙、桁架剪力墙；钢骨混凝土剪力墙等；筒有：框筒、实腹筒、桁架筒、筒中筒、束筒等；3、如何确定高层建筑的结构方案（1）、结构体系的确定：按：高度、风荷载、地震作用；功能、场地特征；经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系；（2）、构件的布置（3）、对构件截面进行初选；4、如何确定高层建筑的风荷载和地震作用；1、风荷载的确定：大多数建筑（300m 以下）可按荷载规范规定的方法计算；少数建筑（高度大、对风荷载敏感或有特殊情况者）还要通过风洞试验）；规范规定的方法：0k z s z w βμμω=z β--基本风压；s μ--风载体型系数；z μ--风压高度变化系数；z β--z 高度处的风振系数；2、地震荷载分为：反应谱法和时程分析法；《抗震规范》要求在设计阶段按照反应谱方法计算地震作用，少数情况需要采用时程分析进行补充；5、减少高层建筑温差影响的措施是什么？减少温差影响的综合技术措施主要有：（1）采取合理的平面和立面设计，避免截面的突变。

结构设计荷载取值的归纳和总结：注：荷载规范里面存在加“*”，需参照“建筑装修面层做法”“全国民用建筑工程技术措施”一、关于板荷载（1）楼板1、一般楼板（不带地暖）：[恒]：自重+（为普通细石砼楼面）[活]：*用途*空洞周围一跨、长度较长的建筑的板厚适当加大120且配筋采用双层双向配筋。

悬挑楼板[活]：取+，大房间取2、带地暖楼板：[恒]：自重+（常80厚采暖层）[活]：*用途3、*根据活动的人和设施状况，民用建筑楼面活荷载取值原则①活动的人很少，②活动的人较多且有设备，③活动的人很多且有较重设备，④活动的人很集中，有时很挤或有较重设备，⑤活动的性质比较剧烈，⑥储存物品的仓库，⑦有大型的机械设备，~4、各种用途的[活]荷载：A.*1(1) 住宅、宿舍、旅馆、办公楼（视情况取~）、医院病房、托儿所、幼儿园：*1(2) 试验室、阅览室、会议室、医院门诊室：休息室：（含贵宾休息室）EMI试验室：（经验）网络通信室：（经验）会所：（一般房间取，活动的人较多的房间取比较合适）①学校建筑：书画教室琴房音乐培训室耳光室广播室阶梯教室：（全国）科技教室多媒体教室乒乓球室信息服务箢便利店道具间多功能厅跆拳道练习馆屋顶溜冰场器材间①医院（全国民用建筑工程设计技术措施-结构）：X光室：1、30MA移动式X光机2、200MA诊断X光机3、200kV治疗机4、X光存片室口腔科：1、201型治疗台及电动脚踏升降椅2、205型、206型治疗台及3704型椅消毒室：1、1602型消毒柜2、2616型治疗台及3704型椅消毒室：3000型、3008型万能手术床及3001型骨科手术台产房：设3009型产房血库：设D-101型冰箱A0.* 11 走廊、门厅：(1)住宅、宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园：(2)办公楼、餐厅、医院门诊部(3)教学楼及其他可能出现人员密集的情况（电梯门外审查师要求）A1.* 12 楼梯：（楼梯部分另详）(1)多层住宅(2)其他（消防疏散楼梯常用）A2.* 10 浴室、卫生间、盥洗室：（卫生间部分另详）A3.* 13 阳台：（阳台部分另详）(1)可能出现人员密集的情况(2)其他B.*2 教室、食堂、餐厅、一般资料档案室：（用餐地方）*9 厨房(1)餐厅的：（做饭地方）(2)其他的：（一般）C.*3(1) 礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台：*4(2) 无固定座位的看台：房：*3(2) 公共洗衣房：*5(1) 健身房、演出舞台：*7 通风机房、电梯机房：（电梯部分另详）空调机房：发电机房、变配电房：10库房、药房等*房：微机电子计算机房D.*4(1) 商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候车室：*5(2) 运动场、舞厅：厅：（应该指住宅厅）E.*6(1) 书库、档案室、贮藏室：（当＞2m，每米高[活]≥m2）*6(2) 密集柜书库：（无过道）资料室：住宅书房：F.*8 汽车通道及客车停车库：客车：(1)单向板（Ln≥2m）和双向板（Ln≥3mx3m）(2)双向板、无梁楼盖（Ln≥6mx6m）消防车： (1)单向板（Ln≥2m）和双向板（Ln≥3mx3m）(2)双向板、无梁楼盖（Ln≥6mx6m）客车：载人＜9人；消防车：满载总重300kN的大型卡车不符合上述情况，直接按车轮局部荷载计算板内力，客车局部荷载（*）；消防车60/（*）地下室小型汽车停车库：；（2）楼梯1、板厚取0：[恒]：（平台板取，注意荷载两边倒）[活]：（消防楼梯、其他按荷规；*密集人流≥）2、也可以将荷载分成均布/集中荷载加到梁上。

结构设计荷载取值的归纳和总结：注：荷载规范里面存在加“*”，需参照“建筑装修面层做法”“全国民用建筑工程技术措施”一、关于板荷载（1）楼板1、一般楼板（不带地暖）：[恒]：自重+1.5/1.6（1.5为普通细石砼楼面）[活]：*用途*空洞周围一跨、长度较长的建筑的板厚适当加大120且配筋采用双层双向配筋。

悬挑楼板[活]：取2.5+，大房间取3.02、带地暖楼板：[恒]：自重+3.0（常80厚采暖层）[活]：*用途3、*根据活动的人和设施状况，民用建筑楼面活荷载取值原则①活动的人很少，2.0②活动的人较多且有设备，2.5③活动的人很多且有较重设备，3.0④活动的人很集中，有时很挤或有较重设备，3.5⑤活动的性质比较剧烈，4.0⑥储存物品的仓库，5.0⑦有大型的机械设备，6.0~7.54、各种用途的[活]荷载：A.*1(1) 住宅、宿舍、旅馆、办公楼（视情况取2.0~2.5）、医院病房、托儿所、幼儿园：2.0*1(2) 试验室、阅览室、会议室、医院门诊室：2.0休息室：2.0（含贵宾休息室）EMI试验室：2.5（经验）网络通信室：2.5（经验）会所：3.5（一般房间取2.5，活动的人较多的房间取3.0比较合适）①学校建筑：书画教室2.5琴房 2.5音乐培训室2.5耳光室2.5广播室2.5阶梯教室：3.0（全国）科技教室3.0多媒体教室3.0乒乓球室3.0信息服务箢3.0便利店3.5道具间3.5多功能厅3.5跆拳道练习馆 4.0屋顶溜冰场4.0器材间5.0①医院（全国民用建筑工程设计技术措施-结构）：X光室：1、30MA移动式X光机2.52、200MA诊断X光机4.03、200kV治疗机3.04、X光存片室5.0口腔科：1、201型治疗台及电动脚踏升降椅3.02、205型、206型治疗台及3704型椅4.0消毒室：1、1602型消毒柜6.02、2616型治疗台及3704型椅5.0消毒室：3000型、3008型万能手术床及3001型骨科手术台3.0产房：设3009型产房2.5血库：设D-101型冰箱5.0A0.* 11 走廊、门厅：2.0 (1)住宅、宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园：2.5 (2)办公楼、餐厅、医院门诊部3.5 (3)教学楼及其他可能出现人员密集的情况（电梯门外审查师要求）A1.* 12 楼梯：（楼梯部分另详）2.0 (1)多层住宅3.5 (2)其他（消防疏散楼梯常用）A2.* 10 浴室、卫生间、盥洗室：2.5（卫生间部分另详）A3.* 13 阳台：（阳台部分另详）3.5 (1)可能出现人员密集的情况2.5 (2)其他B.*2 教室、食堂、餐厅、一般资料档案室：2.5（用餐地方）*9 厨房(1)餐厅的：4.0（做饭地方）(2)其他的：2.0（一般）C.*3(1) 礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台：3.0*4(2) 无固定座位的看台：3.5房：*3(2) 公共洗衣房：3.0*5(1) 健身房、演出舞台：4.0*7 通风机房、电梯机房：7.0（电梯部分另详）空调机房：8.0发电机房、变配电房：10库房、药房等*房：5.0微机电子计算机房3.0D.*4(1) 商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候车室：3.5*5(2) 运动场、舞厅：4.0厅：2.0（应该指住宅厅）E.*6(1) 书库、档案室、贮藏室：5.0（当＞2m，每米高[活]≥2.5kN/m2）*6(2) 密集柜书库：12.0（无过道）资料室：5.0住宅书房：2.0F.*8 汽车通道及客车停车库：客车：4.0(1)单向板（Ln≥2m）和双向板（Ln≥3mx3m）2.5 (2)双向板、无梁楼盖（Ln≥6mx6m）消防车：35.0(1)单向板（Ln≥2m）和双向板（Ln≥3mx3m）20.0 (2)双向板、无梁楼盖（Ln≥6mx6m）客车：载人＜9人；消防车：满载总重300kN的大型卡车不符合上述情况，直接按车轮局部荷载计算板内力，客车局部荷载4.5/（0.2*0.2）；消防车60/（0.6*0.2）地下室小型汽车停车库：4.0；（2）楼梯1、板厚取0：[恒]：10.0（平台板取5.0，注意荷载两边倒）[活]：3.5（消防楼梯、其他按荷规2.0/2.5；*密集人流≥3.5）2、也可以将荷载分成均布/集中荷载加到梁上。

第一章1.工程结构的基本功能是什么？①能为人类生活和生产提供良好的服务，满足人类使用要求，审美要求的结构空间和实体②承受和低于结构服役过程中可能出现的各种环境作用2.说明直接作用和间接作用的区别①直接作用直接以力的不同集结形式作用于结构，包括结构的自重，行人及车辆的自重，各种物品及设备的紫红，风压力，土压力，雪压力，水压力，冻胀力，积灰荷载德不孤，这一类作用通常也称为荷载②间接作用不直接以力的某种集结形式出现，而是引起结构的振动，约束变形或外加变形，但也能使结构产生力或变形等效应，包括温度变化，材料的收缩和膨胀变形。

地基不均匀沉降、地震、焊接等。

3.什么是作用效应？作用在结构上产生的力和变形称为作用效应4.作用有哪些类型？①按随时间变化分类：永久作用、可变作用、偶然作用②按随空间变化分类：固定作用、自由作用③按结构的反应特点分类：静态作用、动态作用5.永久作用、可变作用主要是指哪些荷载永久作用指在设计基准期作用随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。

如结构自重、土压力、水位不变的水压力、预加压力、地基变形、钢材焊接、混凝土收缩变形等。

可变作用指在设计基准期作用随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。

如结构施工过程中的人员和物体重力、车辆重力、吊车荷载、服役结构中的人越和设备重力、风荷载、雪荷载、冰荷载、波浪荷载、水位变化的水压力、温度变化等。

6.我国结构设计方法是怎样演变的？容许应力法，破损阶段法，极限状态设计法和概率极限状态设计四个阶段。

7.何为概率极限状态设计法？是以概率论为基础，视作用效应和影响结构拉力的主要因素为随机变量，根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计法。

第二章自重：指组成结构的材料自身重量产生的重力，属于永久作用。

土的自重应力：颗粒间压力在土体中引起的应力。

雪压：是指单位面积上的积雪重量。

基本雪压：是指当地空旷平坦地面上根据气象资料记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。