土木工程毕业设计-荷载计算

1、 第3章荷载计算结构上的荷载可分为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。永久荷载包括结构自重、土压力、预应力等；可变荷载有楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、风荷载、雪荷载等；偶然荷载包括爆炸力、撞击力等。荷载有四种代表值，即标准值、组合值、频遇值和准永久值。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。标准值是荷载的基本代表值，是结构在使用期间，在正常情况下可能出现的具有一定保证率的偏大荷载值，其他三种代表值由标准值乘以相应的系数得出。组合值由可变荷载的组合值系数乘以可变荷载的标准值得到，采用荷载组合值是使组合后的荷载效应在设计基准期内

2、的超越概率与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致。频遇值由可变荷载的频遇值系数乘以可变荷载的标准值得到，荷载频遇值是在设计基准期内可变荷载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。准永久值由可变荷载的准永久值系数乘以可变荷载的标准值得到，荷载准永久值是在设计基准期内，可变荷载超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。作用在多层框架结构上的荷载，通常由永久荷载中的结构自重、可变荷载中的活荷载、风荷载和雪荷载组成，对于抗震设防的建筑，还需要考虑地震作用。1.1永久荷载计算作用在多层框架上的永久荷载，通常包括结构构件、围护构件、面层及装饰、固定设备、长期储物的自重。结构自重标准值等于构件

3、的体积乘以材料单位体积的自重，或等于构件面积乘以材料的单位面积自重。对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。常用材料单位体积（面积）自重如表3-1所示常用材料的自重1名称自重相称自事例筋混龊土24-25kN/m3钢材78.5kN/H水泥砂装20kN/m3程合砂黎1TkN/m4普通阵1Al9kN，Hf25.6kN/m3熊压粒燥技混凝土两块工skN/m3很凝土空心小种块11.8kN/mJ钢框破照命0.40.iSkN/m2木桐破明窗0.20.3kN/mz钢铁门O.4Q.45kN/m!木门0.0.2kN/m2注：更多

4、材料和构件自重见现行国家标准建筑结构荷载规范附录A1.2可变荷载计算作用在多层框架结构上的可变荷载，通常包括活荷载、雪荷载和风荷载，本节和下节分别介绍它们的计算方法。3.2.1民用建筑楼面均布活荷载1）民用建筑楼面均布活荷载取值民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值、准永久值系数的最小值，应按表3.2的规定取用民用疑楼面均布活荷载标准值及其组含值独遇值和准永久值系敷2丽次类刎标碓值IkN/m3)堆合值系效在频置值事1题*惬永久值系数明(U住宅，宿舍，施墙.办命楼.眼院朝南，1托儿庸、幼儿园2.010.7OlS口4(2)试验室、阅览室.会设室,医院(1他2.0-0.70.6652教室、

5、食堂、餐厅，一般迸招档案军25也70.6值5(D札也.剧墙.燃吃、有固定座位的皆出3.00.70.50460l33(公公挨洗衣房3.Q0.70.5(1)商喏、展地厅r车站，港口、机场大厅及4比旅客等候空3.507Q.60,5尢固定座位的科台3.50.74.&0.3其他200.70.&0.52)詈仃4*QQ,了0.70.710多空.口生间、盥洗室2,50.7560.5续表项次美剧标准值tkN/pi1)维合值系败之校遇值系数由度永久值系数内IL走廊”厅；C1)宿舍、旅馆，医就病房，托儿所，幼儿园、住宅2办公楼，誉厅、医院门卷部?,0骞50.70.70.50.6仇40.53)教学楼及其他可能出现人员

6、密集的情况250.7655312楼赛：门)多层住宅2.00.70.5Q.4C2)其他九50.70-50.313用仇11其他2.50.70.60U&可能出现人员密集的情况去5CL7d60.5注：1.本表所给各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大、情况特殊或有专门要求时，成按实际情况采用。.第6项书库活荷载当书架高度大于2m时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/m2确定。.第8项中的客车活荷载只适用于停放载人少于9人的客车z消防车活荷载是适用于满载总重为300kN的大型车辆3当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷载。.第8项消防车活荷载，当

7、双向板楼盖板跨介于3mx3m6mx6m之间时，应按线性插值确定。.第12项楼梯活荷载，对预制楼梯踏步平板，尚应按1.5kN集中荷载验算。.本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按永久荷载考虑，当隔墙位置可灵活自由布置时，非固定隔墙的自重应取不小于1/3的每延米长墙重（kN/m）作为楼面活荷载的附加值120计麻砌上各楼即殖总和的折城减L099)035Q.7Q0.650.600.55注：当楼面梁的从属面积超过25m2时，应采用括号内的系数。2工业建筑楼面活荷载工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等

8、效均布活荷载代替。对设备位置固定的情况，可直接按同定位置对结构进行计算，但应考虑因设备安装和维修过程中的位置变化可能出现的最不利效应。工业建筑楼面（包括工作平台）上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用2.0kN/m2。在设备所占区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载。生产车间的楼梯活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于3.5kN/m2。生产车间的参观走廊活荷载，可采用3.5kN/m2。工业建筑楼面活荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数应按实际情况采用；但在任何情况下，组合值和频遇值系数不应小于0.7，准永久值系数不应小于0.6。3.屋面活荷

9、载房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数的最小值，应按表3-4规定采用。屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。屋面均布活荷毂标准值及其组合值.频遇侑和准永久值系数兼54项次类别标胜值kN/m2)组合俏系数彻理遇值嘉效推米执例系数1不上人的屋而0.50,70.502上人的屋面*0670.50,43屋以花园3.04.70.G0.54屋项运劭场3,。0.70.60.4注：1.不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用，对不同类型的结构应按有关设计规范的规定采用，但不得低于0.3kN/m2。上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用

10、。对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以以防。必要时，应按积水的可能深度确定屋面活荷载。屋顶花园活荷载不包括花圈土石等材料自重。3.2.2雪荷载计算雪荷载计算公式屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算Sk=）s0式中Sk_雪荷载标准值（kN/m2）匕屋面积雪分布系数，实际上就是地面基本雪压换算为屋面雪荷载的换算系数。它与屋面形式、朝向及风力等有关；s0_基本雪压（kN/m2）。屋面积雪分布系数与屋面形式有关，常见的单坡和双坡屋面积雪分布系数见表3-5。基本雪压应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009-2012附录E中表E.5给出的50年一遇的雪压采用。注：1.

11、单跨双坡屋面仅当200Wa300时，可采用不均匀分布情况。2.更多屋面形式积雪分布系数见建筑结构荷载规范GB50009-2012表7.2.1设计建筑结构的屋面板时，积雪按不均匀分布的最不利情况采用；框架可按积雪全跨均匀分布情况采用。雪荷载的组合值、频遇值和准永久值系数取值蛆合值系数神值就点水久值系数I区D区in区0.70.60.50.20重荷载的组合值、频遇值和准永久值系数取值表X注：雪荷载分区应按建筑结构荷载规范GB500092012附录E.5中给出的或附图E.6.2的规定采用3.3风荷载计算1.风荷载计算公式建筑结构荷载规范GB50009-2012规定的风荷载是指垂直于建筑物表面上的荷载标

12、准值，与风振系数、风荷载体型系数、风压高度变化系数和基本风压有关。对于主要受力结构，计算公式为=BNNkzszo式中风荷载标准值（kB高度处的风振系数；N风荷-载体型系数；sN高高高风高压高高度变化系数;z基本风压（o2基.本风压基本风压是以当地空旷平坦地面上离地高统计所得的年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压，应按现行国家标准建筑结构荷载规范附录中表给出的年一遇的风压采用，但不得小于。3风.压高度变化系数风压高度变化系数应根据地面或海平面高度和地面粗糙度类别按表3高确7定。风压高度变化系数表”7离地面线海平面高度Cm)地面松能度ABCD51.09LOO665-0.51101.291.0

13、05650.51isL42LU0650.SI1,52h230.740.51301.671.390.880.514。】，79.52h(M)0.505G.即1.62h100.9帅1.971.7J,200.77702,05L79L280.刖802.121.871.360.91902,181.93L434骋1002.232001.501.04ISO2.462.2SL7ft1.332002.642,462L.疆2502,78丸63乙24L3130029】2.772.431.023502.9】2,9】2.60Z.224002.912.9J2,762.40加2.9】2.9】291*585M2.912,EH2

14、912.74部o兀912.914912.51注：地面粗糙度可分为、四类：类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；、类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇；、类指有密集建筑群的城市市区；类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。4.风荷载体型系数根据风速得到的风压表征自由气流中的风速因阻碍而完全停滞所产生的对障碍表面的压力。因一般建筑并不能理想地使自由气流停滞，而是让气流以不同的方式在建筑表面绕过，因此需要对风压进行修正。其修正系数与建筑物的体型有关，表3-列8出了几种常见房屋和构筑物的风载体型系数。常见房屋和构筑物凤载体型系数注：更多风载体型系数系数见建筑结构荷载规范表.风振系数对于高

15、度不大于或高宽比不大于的房屋，可不考虑风振影响，肱=多层框架结构一般符合此条件。对于高度大于且高宽比大于1.的5房屋结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响，计算公式参见建筑结构荷载规范式8.4。.风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数取值风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数取值见表3。9风荷栽的组合值.频遇值和准永久值系数寰H组*值系数频遇值系数淮永久值系数0.60.404地震作用计算3.4基.本1规定1建.筑工程抗震设防分类（1）抗震设防类别建筑物应根据其使用功能的重要性分为特殊设防类（甲类）、重点设防类（乙类）、标准设防类（丙类）和适度设防类（丁类）。甲类指使用上有特殊设施，涉及国家

16、公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。乙类指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。丁类指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。丙类指大量的除甲类、乙类和丁类以外按标准要求进行设防的建筑。各类建筑的抗震设防类别见建筑工程抗震设防分类标准50223-。2008（2）抗震设防标准各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1）丙类：应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地

17、震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。2）乙类：应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。3）甲类：应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。4）丁类：允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震

18、作用。注：对于划为重点、设防类而规模很小的工业建筑，当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时，允许按标准设防类设防。我国主要城镇（县级及县级以上城镇）中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组见建筑抗震设计规范附录2场.地和地基选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度，建筑场地分为I类、II类、III类和W类个类别，其中I类分

19、为I和I两个亚类（表1当01有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表3-1中0所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。建筑场地为I类时，对甲、乙类的建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；对丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。3建.筑形体及其构件的平面及竖向不规则划分及处理方法建筑形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。对于不规则的建筑应按规定采取加强措施，特别不规则的建筑应进行专门研究和

20、论证，采取特别的加强措施。严重不规则的建筑不应采用。建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。1所（1）平面不规则与竖向不规则1所列举的某项平面不规则类型或表1列2举的某项坚向不规则类型以及类似的不规则类型，应属于不规则的建筑。平面不现刑的主要类型表XI不现咽类型定更利参考指标机转不规则在规定的水平力作用下梗口的最大弹椎水平位移或t房间位移3大于藻楼层的坳弹性水平位移f浅层间位移平均值的L2倍（图3口凹

21、凸不想剧平面凹进的尺寸,大于相应投影方向总尺寸的3。（ffla-2）楼板的尺寸和平面刚度急剧变性丁例如，有效楼板宽度小于覆层楼板典中施赛的怎。，或开涧面朝大于诙层楼面面积的加努或较大的楼层椎层楼板局靠不连坡*24)10.32罕遇地菸0.280.5072)O.SO(1.20)L40注，括号中数微分利用于设计基本地蓑加速度为0打和口,加的地区特征周期值表AM设计地震分组场庖类别_In_InJinIV第一组0.200.25氏350.450.65第二组仇250.300.400.550.?5第三组0.300.350.450.6id905.建筑结构地震影响系数曲线建筑结构地震影响系数曲线如图3-所6示。其

22、阻尼调整和形状参数应符合下列要求：）1除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.0，5地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.采0用，形状参数应符合下列规定：1）直线上升段，周期小于的区段。）水平段，自至特征周期区段，应取最大值aa）曲线下降段，自特征周期至倍特征周期区段，衰减指数应取0.，的9直线下降段，自5倍特征周期至区段，下降斜率调整系数应取0051rt051rt5Tt6,。图3-6地震影响系数曲线（T地震影响系数I而皿一地震影响系数最大值.%一宜线下降段的下降斜率嘱整系数ir衰减指数特征周期小-阻尼调整系数；丁一结枸自振周期）当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0寸，地震影响系数曲线的阻尼调

23、整系数和形状参数应符合以下规定：1）曲线下降段的衰减指数应按下式确定：y=y=0.9+Q05一七0.3+6；式中Y曲线下降段的衰减指数;z阻尼比）直线下降段的斜率调整系数应按下式确定：式中n直线下降段的下降斜率调整系数，小于时取.）阻尼调整系数应按下式确定：=10.05之为一丁0.08+1.6，式中n阻尼调整系数，当小于5寸，应取结构的截面抗震验算规定建筑结构在不同地震烈度下的截面抗震验算按照以下规定进行（1）度时6的建筑（不规则建筑及建造于凹类场地上较高的高层建筑除外），以及生土房屋和木结构房屋等，应符合有关的抗震措施要求，但应允许不进行截面抗震验算。度时不规则建筑、建造于类场地上较高的高层

24、建筑，度和度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋除外），应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。7抗.震变形验算多遇地震作用下的多层框架结构楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求：we口多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；e弹性层间位移角限值，对于钢筋混凝土框架取，多层钢结构取1/2。50多计多算楼层层高3.4多.层3钢筋混凝土房屋抗震计算的一艘规定1.钢筋混凝土框架结构房屋适用的最大高度房屋适用的最大高度与房屋的结构类型和设防烈度有关，对于现浇钢筋混凝土框架，其最大的适用高度见表3-。16其他结构类型现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度见建筑抗震设计规范表6.1现浇烟筋混凝土框架适用的

25、理大高度表3-16精构类型烈度678CD.2g)8(Dl32424C24A制S4麻架四三三大肾度椎架-二-注：建筑场地为类时，除度外应允许按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3.大跨度框架指跨度不小于的框架；3.4.多4层钢结构房屋抗震计算的一般规定1钢.框架结构房屋适用的最大高度钢框架结构房屋，其最大的适用高度见表3-1。8其他结构类型钢钢结构房屋适用的最大高度(m)表18结构薨型7度(0.IQg)7度(0.15g)宿度9度(0.40g)80+2glB03g、框架110907050注：房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)结构房屋适用的最大高度见建筑抗震设计规范表结构房屋适用的最大高度见建筑抗震设计规范表02钢.结构民用房屋适用的最大高