建筑13-01-荷载分析及计算

恒荷载、活荷载、偶然荷载的分析及计算

目录1、恒荷载的分析及计算2、活荷载的分析及计算3、偶然荷载的分析及计算1、恒荷载的分析及计算

1.1定义

恒荷载（也称永久荷载），其值不随时间变化；或者其变化与平均值相比不可忽略的荷载.例如结构自重、土压力、预应力基础沉降，混凝土收缩，焊接变形等。它是施加在工程结构上不变的（或其变化与平均值相比可以忽略不计的）荷载。如结构自重、外加永久性的承重、非承重结构构件和建筑装饰构件的重量、土压力等。因为恒载在整个使用期内总是持续地施加在结构上，所以设计结构时，必须考虑它的长期效应。

1.2

楼面恒荷载

楼面恒荷载主要由三部分组成：建筑面层恒荷载、结构层恒荷载、顶棚恒荷载。

（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参考下表

（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）

常用建筑楼面面层恒荷载取值参考表楼面面层名称用料做法参考指标水泥砂浆面层厚1：2水泥砂浆抹面压光；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：30mm单位重量：0.60kN/m2细石混凝土面层厚C20细石混凝土随打随抹光；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：30mm单位重量：0.72kN/m2水磨石面层（现浇）厚1：2水泥石子磨光；素水泥浆结合层一道；厚1：3水泥砂浆找平层；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：30mm单位重量：0.65kN/m2水磨石面层（预制）厚预制水磨石板，素水泥浆擦缝；厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒厚素水泥；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：55mm单位重量：1.25kN/m2地砖面层8～厚地砖，素水泥浆擦缝；2～厚水泥胶结合层；厚1：3水泥砂浆找平层；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：30mm单位重量：0.65kN/m2大理石面层厚大理石面层，素水泥浆擦缝；厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒厚素水泥；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：50mm单位重量：1.16kN/m2花岗岩面层厚花岗岩面层，素水泥浆擦缝；厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒厚素水泥；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：50mm单位重量：1.16kN/m2单层架空木地板面层厚、50～宽硬木企口地板；×木搁栅，纵、横设置；刷冷底子油一道，热沥青玛蹄脂一道；厚1：3水泥砂浆找平层；钢筋混凝土楼板总厚度：100mm单位重量：0.78kN/m2粘贴木地板面层厚长条地板或拼成方块；厚热沥青胶随涂随铺贴；刷冷底子油一道，热沥青玛蹄脂一道；厚1：2水泥砂浆找平层；素水泥浆结合层一道；钢筋混凝土楼板总厚度：45mm单位重量：0.65kN/m2附注：关于二次装修荷载是否考虑问题，如果甲方提出某些房间需要考虑二次装修的荷载增加量，则设计应给予考虑，并在结构设计总说明中注明已经考虑的二次装修荷载增量值；否则不予考虑。（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下表。

顶棚名称用料做法参考指标纸筋灰顶棚钢筋混凝土楼板，用水加10%火碱清洗油腻；厚1：1水泥砂浆抹底、打毛；厚1：3：9水泥石灰砂浆层；厚石灰纸筋面层；喷石灰浆两道总厚度：12mm单位重量：0.20kN/m2水泥砂浆顶棚钢筋混凝土楼板，用水加10%火碱清洗油腻；厚1：1：4水泥石灰砂浆层；厚1：2.5水泥砂浆；

喷石灰浆两道总厚度：15mm单位重量：0.30kN/m2木质面板顶棚钢筋混凝土楼板，50mm×70mm大龙骨中距1200mm；×小龙骨中距；×方木吊挂钉牢，再用8#铅丝绑牢；面板钉牢；涂料粉刷两道单位重量：0.15～0.20kN/m2V型轻钢龙骨顶及铝合金吊顶轻钢龙骨支架；轻质面板单位重量：0.1～0.15kN/m2附注：商品房装修中，业主常常会在原来纸筋灰顶棚（或水泥砂浆顶棚）基础上设置新的吊顶，新设置吊顶的重量属于二次装修荷载，如果甲方没有提出需要考虑二次装修引起的荷载增量，则设计不予考虑。1.3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。

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/m3；

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7～15kN/m3，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/m3；

⑤防水层：如二毡三油系列、二布六胶系列等，重量2～8kN/m2；

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

坡屋面，又称结构找坡屋面，排水坡度≧5%，相对于平屋面来说屋面面层的基本构造要简单一些，通常如下：

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/m3；

②隔气层：以成品为主，重量较轻，可以忽略；

③保温层：材料同平屋面；

④水泥砂浆找平层：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

⑤保护面层：如涂料系列、瓦片系列（块瓦、油毡瓦、钢板彩瓦、琉璃瓦等，瓦片荷重较大，计算重量时必须根据瓦片的规格、样品及施工方法决定）等。

1.4墙体恒荷载

常用建筑墙体荷重及墙面面层荷重取值，可参考下页表。

墙体恒荷载一般简化为线荷载的形式，直接作用于支承板或支承梁上，由墙体引起的恒荷载计算方法如下：

对于无门窗洞口的墙体（实墙）：

墙体恒荷载（kN/m）=墙体净高×墙体单位面积荷重（kN/m2）

对于有门窗洞口的墙体：

墙体恒荷载（kN/m）=墙体面积×墙体单位面积荷重（kN/m2）÷支承梁长度

墙体单位面积荷重可以直接查相应的设计手册，如表3.1.3所述，也可以按照下式计算：

墙体单位面积荷重=砌体容重×墙体厚度+砌体两侧墙面面层荷重

常用建筑砌体荷重及墙面面层荷重取值参考表种类墙体材料及做法荷重参考指标砖及砌块容重（kN/m3）浆砌普通烧结砖18浆砌机制烧结砖19矿渣砖18～19KP1型烧结多孔砖14水泥空心砖（390mm×390mm×140mm）9.8混凝土小型空心砌块（390mm×390mm×190mm）11.8蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5种类墙体材料及做法荷重参考指标墙面面层荷重（仅一侧墙面）（kN/m2）贴瓷砖墙面（包括水泥砂浆打底，共25mm厚）0.5水泥粉刷墙面（20mm厚，水泥粗砂）0.36石灰、或砂粉刷墙面（20mm厚）0.34剁假石墙面（包括水泥砂浆打底，共25mm厚）0.5外墙拉毛墙面（包括水泥砂浆打底，共25mm厚）0.7GRC板隔墙轻质保温板0.14轻质空心隔墙板（与规格尺寸有关）0.30～0.90C型轻钢龙骨隔墙两层12mmm厚纸面石膏板，无保温层0.27两层12mmm厚纸面石膏板，中填岩棉保温板50mm0.32三层12mmm厚纸面石膏板，无保温层0.38三层12mmm厚纸面石膏板，中填岩棉保温板50mm0.43四层12mmm厚纸面石膏板，无保温层0.49四层12mmm厚纸面石膏板，中填岩棉保温板50mm0.54双面粉刷、240mm厚浆砌实心机制砖5.24双面粉刷、190mm厚，单排孔混凝土小型空心砌块承重墙3.40双面粉刷、190mm厚，双排孔混凝土小型空心砌块承重墙3.80双面粉刷、90mm厚，混凝土小型空心砌块隔墙2.101.5其他恒荷载

（1）门窗恒荷载取值

门窗恒荷载不大，可忽略不计；如要计算，一般简化为均布荷载。

常用建筑门窗荷重取值可参考下表门窗种类荷重参考指标（kN/m2）附注钢门、钢框玻璃窗0.4～0.5按照３mm厚单层普通玻璃计算，如玻璃厚度改变，荷重须适当调整。塑钢门窗0.2～0.3铝合金门窗0.2～0.3木门0.1～0.2木框玻璃窗0.2～0.3玻璃幕墙1.0～1.5根据玻璃厚度，按照单位面积玻璃自重增加20～30%采用（2）楼梯、阳台栏板与栏杆恒荷载取值

楼梯、阳台栏板与栏杆的恒荷载计算与建筑做法、采用的材质有关。

对于楼梯、阳台的栏板恒荷载，可按下式计算：

栏板荷重（kN/m）=栏板高度（m）×栏板容重（kN/m3）×栏板厚度（m）

=栏板高度（m）×栏板面荷重（kN/m2）

对于栏杆恒荷载，可近似取0.5kN/m均布荷载做简化计算。（3）设备恒荷载取值

为满足建筑使用功能需要，常常需要配置一些设备。

设备恒荷载的取值依据生产厂家提供的设备样本，设备恒荷载作用的位置依据建筑图中的平面布置。

一般设备恒荷载：如电梯机房、自动扶梯、自动人行道等设计时，必须根据厂家提供的产品样本，确定支承钢梁所在的平面位置与设备恒荷载作用的大小；同样屋顶布置了风机房，设计者要根据厂家提供的产品样本，确定风机支承点所在的平面位置与作用恒荷载的大小。

振动设备恒荷载：《荷载规范》4.6明确：对于在使用期间有可能产生振动的设备，在有充分的依据时，有必要考虑一定的动力系数，将设备的自重乘以动力系数后按照静力荷载计算。如：搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车的动力系数可采用1.1～1.3；直升机在屋面上的荷载也应乘动力系数，对具有液压轮胎起落架的直升机可取1.4，其动力荷载只传至本层屋面板和梁）。

2、活荷载的分析及计算

2.1活荷载：又称可变荷载，在结构使用期间内，荷载的大小随时间的推移而变化、或其变化与其平均值相比较不可以忽略。如楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载、安装检修荷载等。

2.2楼面活荷载

（1）民用建筑楼面活荷载取值

楼面活荷载取值与建筑物房间的使用性质、使用功能有关。

常用建筑楼面活荷载标准值（kN/m2）及其组合值、频遇值和准永久值系数

项次类

别标准值组合值系数频遇值系数准永久值系数1①住宅、宿舍、旅馆、办公室、医院病房、托儿所、幼儿园2.00.70.50.4②教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室2.00.70.60.52食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.53礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台3.00.70.50.3公共洗衣房3.00.70.60.54商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及旅客等候室3.50.70.60.5无固定座位的看台3.50.70.50.3项次类

别标准值组合值系数频遇值系数准永久值系数5健身房、演出舞台4.00.70.60.5舞厅4.00.70.60.36书库、档案库、储藏室5.00.90.90.8密集柜书库12.00.90.90.87通风机房、电梯机房7.00.90.90.88汽车通道和停车库单向板楼盖（板跨不小于2m）客车4.00.70.70.6消防车35.00.70.70.6双向板楼盖（板跨≥6m×6m）和无梁楼盖（柱网尺寸≥6m×6m）客车2.50.70.70.6消防车20.00.70.70.69厨房一般的2.00.70.60.5餐厅的4.00.70.70.710浴室、厕所、梳洗室第1项中的民用建筑2.00.70.50.4其它民用建筑2.50.70.60.511走廊门厅楼梯宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅2.00.70.50.4办公楼、教学楼、餐厅、医院门诊部2.50.70.60.5当人流可能密集时3.50.70.50.312阳台一般情况2.50.70.60.5当人群有可能密集时3.50.70.60.5附注：1、本表所给出的各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大、或情况特殊时应按实际情况采用；技术层、设备层使用活荷载按照实际情况取用；2、第6项书库活荷载当书架高度大于时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/m2确定；3、第7项中的设备用房活荷载，指的是检修时楼面均布等效活荷载，正常工作时，设备对楼面板、梁（或屋面板、梁）产生的支承荷载应按照设备样本提供的参数另行考虑；4、第8项中的客车活荷载只适用于停放载人数少于9人的客车；消防车活荷载是适用于满载总重为300kN的大型车辆；当不符合本表的要求时，应将车辆的局部轮压按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷载；5、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恒载考虑；当隔墙位置可灵活布置时，非固定隔墙的自重可取每延米长墙重（kN/m）的1/3作为楼面活荷载的附加值（kN/m2）计入，附加值不小于1.0kN/m2。（2）工业建筑楼面活荷载（包括吊车荷载等）取值

根据设备使用的要求，工业建筑楼面活荷载由工艺专业（或设备产生厂家）提出，如缺乏资料，对于一般的金工车间、仪器仪表生产车间、半导体器件生产车间、棉纺织造生产车间、轮胎厂准备车间和粮食加工车间等，可按照《荷载规范》附录C查用，工程设计中工业建筑楼面活荷载取值通常≧4.0kN/m2。

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，可按照均布活荷载考虑，采用2.0kN/m2。

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。

（3）特殊情况下楼面活荷载取值

当设计中遇到某种规范中未明确的楼面使用活荷载时，可根据具体情况，参考下列方法近似确定其使用活荷载标准值。

方法一：对该楼面活荷载的观测值进行统计，当有足够资料并能对其统计分布作出合理估计时，则在房屋设计基准期（50年）最大值的分布上，根据协定的百分位取其某分位值（如均值、中值、众值等）作为该种楼面活荷载的标准值。

方法二：对不能取得充分资料进行统计的楼面活荷载，可根据已有的工程实践经验，通过分析判断后，协定—个可能出现的最大值作为该类楼面活荷载的标准值。

对于民用建筑楼面，可根据在楼面上活动的人和设施的不同分布状况进行分类，参考下表取值。

常用楼面活荷载标准值取值参考表分类状况楼面活荷载标准值（kN/m2）活动的人较少2.0活动的人较多、且有设备2.5活动的人很多、且有较重的设备3.0活动的人很集中、有时很挤、或有较重的设备3.5活动的性质比较剧烈4.0储存物品的仓库5.0有大型的机械设备6～7.5

方法三：对房屋内部设施比较固定的情况，设计时可直接按照给定的设备布置形式、或按照对结构安全产生最不利作用效应的设备布置形式，对结构进行计算。

方法四：对使用性质类同的房间（如内部配置的设施大致相同），一般可对其进行合理分类，在同一类别的房屋中，选取各种可能的设备布置形式，经过分析研究后选出最不利的布置形式，作为该类房屋楼面活荷载标准值的确定依据，按照作用效应相等的原则求出楼面的活荷载标准值。

2.4屋面活荷载

（1）民用建筑屋面活荷载为水平投影面上荷载值，其均布活荷载的取值与屋面的使用性质、使用功能有关，按照《荷载规范》4.3.1查用。

常用民用建筑屋面活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

项次类

别标准值kN/m2组合值系数频遇值系数准永久值系数1不上人屋面0.50.70.502上人屋面2.00.70.50.43屋顶花园3.00.70.60.5附注：1、不上人屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；2、上人屋面，当兼作其它用途时，应按相应楼面活荷载的要求采用；3、对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的屋面积水荷载，应采取构造措施加以防止（如预留泄水孔、预埋泄水管等）；必要时，可按积水的可能深度确定屋面的活荷载数值；4、屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。（2）工业建筑屋面活荷载取值

工业建筑屋面活荷载的取值，需要根据工艺性质考虑屋面设备荷载情况，具体由工艺专业（或设备产生厂家）提供。

注意：屋面均布活荷载与雪荷载不应同时考虑。

2.5屋面积灰荷载

设计生产中有大量排灰的厂房及其邻近的建筑物时，对于屋面坡度＜450的建筑结构，应考虑屋面积灰荷载的作用。

屋面积灰荷载由工艺专业（或设备厂家）提出，结构人员按照要求进行选用；如缺乏资料，对于具有一定除尘设施和保证清灰制度的机械、冶金、水泥等厂房的屋面积灰荷载，可按照《荷载规范》4.4查用；对于屋面上容易形成灰堆的地方，在设计屋面结构时，积灰荷载的标准值应乘以适当的放大系数。

注意：屋面积灰荷载应与屋面雪荷载、或屋面活荷载两者中的较大值同时考虑。

2.6屋面积雪荷载

屋面积雪荷载的取值由建筑物所处的地理位置决定，具体计算按照《荷载规范》第6章执行。

雪荷载标准值计算

屋面水平投影面上的雪荷载标准值，按照下面的公式计算：

SK=µkS0

SK——雪荷载标准值，单位kN/m2；

µk——屋面积雪分布系数，应根据不同类型的屋顶形式，常见平屋面的积雪分布系数为1；

S0——基本雪压，单位kN/m2。以当地空旷平坦地面上统计所得50年一遇最大积雪厚度计算确定，各地的基本雪压按照《