《教学楼结构设计中的荷载计算案例综述》1600字

教学楼结构设计中的荷载计算案例综述第一节竖向荷载计算从中选取5轴框架配合计算，简图如下图(1)框架的立面图计算荷载标准值：（1）屋面荷载1.屋面恒荷载标准值：屋面结构板25×0.1=2.5kN/m²屋面(0.15mm聚乙烯薄膜，40mm砼防水层，3mm防水卷材)1.53kN/m²15厚找平层20×0.015=0.3kN/m²板底抹灰17×0.01=0.17kN/m²合计：4.5kN/m²2.不上人屋面活荷载标准值：0.5kN/m²。（2）楼面荷载1.楼面活荷载标准值：2.0kN/m²2.楼面恒荷载标准值：楼板：25×0.1=2.5kN/㎡地面（水磨石）：0.65kN/㎡板底抹灰：0.02×17=0.34kN/㎡合计G1=3.5kN/㎡（3）梁、柱自重标准值表1梁的重力荷载标准值构件编号梁宽b(m)梁高h(m)容重γ(kN/m3)梁抹灰q(kN/m)单位梁重g(kN/m)梁净长l(/m)总长/m重量G/kN总重ΣG/kNKL10.30.70250.4764.8517.8158.4768.401364.79注:1)梁长度取净长l（柱边到柱边距离）。二～六层柱：b×h=400mm×500mm，净长3.0m，均布线荷载：q=25×0.4×0.5+0.02×2×(0.5+0.5)×17=6.875kN/m，重为6.875×3.0=22.69kN。一层柱：b×h=400mm×500mm，净长4.0m，重为6.875×4.0=31.63kN。通过分析表g，其是指梁单位长度重力荷载。通过分析q，其是指梁抹灰自重标准值，计算为q=2×17ht，砂浆容重=17kN/m3，抹灰厚度t=0.02m。（4）墙体自重标准值1）外墙自重：组成部分选用MU10砖、M2.5砂浆材料，外墙部门涂刷染料，内墙面抹灰厚度保持在20毫米，外墙自重=5.30kN/m²。2）内墙自重：选择240毫米厚度内墙，表面砂浆抹灰，内墙自重，计算如下19×0.24+17×0.02×2=5.24kN/m²。3）女儿墙自重：高和宽分别是1000毫米、240毫米，两端水泥砂浆抹灰，自重=19×0.24+20×0.02×2=5.36kN/m²。（5）门窗自重标准值木门自重、钢窗自重分别是0.2kN/m²、0.40kN/m²。⑤轴框架梁上荷载图(3)横向框架计算单元计算单元宽度为3.6×2=7.2m。（一）恒载计算图(4)各层梁上作用的恒载1.顶层梁上恒载计算由表1得q1=4.158kN/m（横梁均布荷载）；q2=4.5×3.9=16.2kN/m,q2’=4.5×2.24=10.08kN/m（横梁的三角形荷载）；由边梁、中纵梁直接传给柱的集中恒载为P1、P2，则：屋面板传来：[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2]×4.50=36.45kN梁自重：4.851×(1.8+3.6)+3.118×5.4/2×1/2=30.401kN女儿墙：5.36×1.0×(1.8+3.6)=28.944kN合计P1=95.80kN屋面板传来：[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2+(2.24×1.12×1/2×1/2)+(0.68+1.8)/2×1.12×3]×4.50=58.02kN梁自重：4.851×(1.8+3.6)+3.118×5.4/2×1/2+4.158×2.24/2×1/2=31.57kN合计P2=89.59kN节点弯矩A轴处节点M1=P1e1=95.80×(0.50-0.25)/2=11.98kN·m。B轴处节点M1=P2e2=89.59×(0.50-0.25)/2=10.06kN·m。2.二层梁上恒载q1梁自重、上墙自重均布荷载，针对其他部分的计算，参考同顶层。q1=4.158+5.24×(3.6-0.6)=18.31kN/m，q2=3.5×3.6=12.6kN/m，q2’=3.5×2.24=7.84kN/m楼面板传来：[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2]×3.50=28.35kN梁自重：30.401kN内墙：5.24×[(1.8+3.6)×(3.6-0.7)-(1.7×0.9+5.4/2×1.7)]=41.50kN窗自重：0.4×(1.7×0.9+5.4/2×1.7)=2.448kN合计P1=102.70kN楼面板传来：[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2+(2.24×1.12×1/2×1/2)+(0.68+1.8)/2×1.12×3]×3.50=45.13kN梁自重：31.57kN内墙：41.50kN窗自重：2.448kN合计P2=120.65kN节点弯矩:A轴处节点M1=P1e1=102.70×(0.50-0.25)/2=12.84kN·m。B轴处节点M1=P2e2=120.65×(0.50-0.25)/2=15.08kN·m。3.楼面荷载分配等效均布荷载结合弹性理论，分析支座弯矩等效原则和要求，评估支承梁支座弯矩后，即可判断等效均布荷载Pe，因此改变三角形荷载、梯形荷载。长向边梯形分配荷载，计算如下：Pe=[1-2(a/2b)²+(a/2b)³]q2短向边三角形分配荷载，计算如下：Pe=5/8q2’Pe添加上梁自重均布荷载q1.q1’，即：顶层：g5AB=g5CD=Pe+q1=[1-2(1.8/5.4)²+(1.8/5.4)³]×16.2+4.158=17.36kN/mg5BC=5/8×10.08+4.158=10.46kN/m其它层：gAB=gCD=Pe+q1=[1-2(1.8/5.4)²+(1.8/5.4)³]×12.6+18.31=28.58kN/mgBC=5/8×7.84+4.158=9.06kN/m(二)活载计算楼面活荷载，计算如下：4.0kN/㎡。活载作用框架荷载分布图，如下：图(5)各层梁上作用的活载1.顶层梁上活载计算q2=3.6×0.5=1.8kN/m，q2’=2.24×0.5=1.12kN/m.P1=[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2]×0.50=4.05kNP2=[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2+(2.24×1.12×1/2×1/2)+(0.68+1.8)/2×1.12×3]×0.50=6.45kN节点弯矩A轴处节点M1=P1e1=4.05×(0.50-0.25)/2=0.51kN·m。B轴处节点M1=P2e2=6.45×(0.50-0.25)/2=0.81kN·m。2.二层梁上活载计算q2=3.6×3.0=7.2kN/m，q2’=2.24×3.0=4.48kN/mP1=[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2]×2.0=16.2kNP2=[(1.8×1.8×1/2)×3+(1.8+5.4)/2×1.8×1/2+(2.24×1.12×1/2×1/2)+(0.68+1.8)/2×1.12×3]×2.0=25.8kN节点弯矩A轴处节点M1=P1e1=16.2×(0.50-0.25)/2=2.03kN·m。B轴处节点M1=P2e2=25.8×(0.50-0.25)/2=3.23kN·m。3.楼屋面荷载分配为等效均布荷载顶层：q5AB=q5CD=Pe+q1=[1-2(1.8/5.4)²+(1.8/5.4)³]×1.8=1.47kN/mq5BC=5/8×1.12=0.7kN/m其它层：qAB=qCD=[1-2(1.8/5.4)²+(1.8/5.4)³]×7.2=5.87kN/mqBC=5/8×4.48=2.80kN/m即得：框架恒载和活载计算简图分别如下图(6)和图（7）所示：图(6)框架恒荷载图图(7)框架活荷载图第二节横向荷载计算因为本工程项目并非是抗震类项目，所以不需要评估地震影响下框架内力，仅计算风荷载作用力即可风载ωk=βzXμsXμzXω0在上述公式种，ω0、βz、μs、μz分别是指基本风压、高度离地面风振系数（βz=1.0）、荷载体型系数（μs2=-0.5、μs1=+0.8）、风压高度变化系数（B类地面粗糙度）在本项目中，基本风压计算如下：ω0=0.35kN/㎡；风荷载体型系数计算如下：μs=0.8-(-0.5)=1.3；风振系数βz：βz=1.0；风压高度系数：以B类地区划分和策划，结合表格内容可判断μz1=μz2=1.00,μz3=1.06，μz4=1.11，μz5=1.19则：ω1k=βzμsμz1ω0=1.0×1.3×1.00×0.35=0.65kN/m2；ω2k=βzμsμz2ω0=1.0×1.3×1.00×0.