《某厂房结构设计中的荷载计算案例》4200字

某厂房结构设计中的荷载计算案例综述1.1竖向荷载标准值1.1.1恒载标准值1.恒载面荷载标准值屋面EQ楼面恒载标准值计算包括面层做EQ法、板自重以及顶棚抹灰EQ恒载总和。墙面恒载活EQ载标准值计算包括墙体、EQ墙体两侧装饰自重。厚度EQ单位为毫米（mm），容重单EQ位为千牛每立方（kN/m3EQ），重量单位为千牛（kN）。表1.1屋面面荷载计算做法厚度容重重量合计1.40厚C20细石混凝土保护层40240.965.352.10厚低标号砂浆隔离层10200.21.高聚物改性沥青防水卷材//0.254.20厚1：3水泥砂浆找平20200.45.20厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2070.146.现浇钢筋混凝土屋面板1202537.20厚1：2水泥砂浆抹平20200.4表1.2楼面面荷载计算做法厚度容重重量合计1.20厚1：2.5水泥砂浆20200.41.92.素水泥浆一道//0.11.现浇钢筋混凝土楼板1202534.20厚1：2水泥砂浆抹平20200.4表1.3墙面面荷载计算部位做法厚度容重重量合计外墙1.白色外墙乳胶漆//0.051.652.20厚水泥砂浆20200.41.蒸压粉煤灰砖200142.84.20厚水泥砂浆20200.4内墙1.20厚水泥砂浆抹灰20200.422.陶粒空心砌块20061.21.20厚水泥砂浆抹灰20200.4女儿墙1.白色外墙乳胶漆//0.051.652.20厚水泥砂浆20200.41.蒸压粉煤灰砖200142.84.20厚水泥砂浆20200.42.横向框架梁线荷载计算框架梁上EQ线荷载q1=梁自重+梁抹EQ灰+梁上墙自重（梁上没墙就EQ没有本项）根EQ据板面荷载传递简图EQ，如果框架梁两边板为梯形，板面EQ荷载等效均布荷载，如果框架梁EQ两边板为三角形，板面荷载等效均布荷载。q2——梯形或者三角形的高度×板面荷载，框架梁两边都有板需×2a——板短边方向长度的一半屋面层AB跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.7×25=5.25kN/m梁抹灰=0.02×(0.7-0.12)×2×20=0.46kN/m合计：q1=5.25+0.46=5.71kN/mq2=5.35×2.4×2=25.68kN/mqe=25.68×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=20.92kN/mq=q1+qe=5.71+20.92=26.63kN/m屋面层BC跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.5×25=1.75kN/m梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×20=0.3kN/m合计：q1=1.75+0.3=4.05kN/mq2=5.35×1.2×2=12.84kN/mqe=12.84×5/8=8.03kN/mq=q1+qe=4.05+8.03=12.08kN/m屋面层CD跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.7×25=5.25kN/m梁抹灰=0.02×(0.7-0.12)×2×20=0.46kN/m合计：q1=5.25+0.46=5.71kN/mq2=5.35×2.4×2=25.68kN/mqe=25.68×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=20.92kN/mq=q1+qe=5.71+20.92=26.63kN/m标准层AB跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.7×25=5.25kN/m梁抹灰=0.02×(0.7-0.12)×2×20=0.46kN/m梁上墙自重=2×(1.6-0.7)=5.8kN/m合计：q1=5.25+0.46+5.8=11.51kN/mq2=1.9×2.4×2=18.72kN/mqe=18.72×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=15.25kN/mq=q1+qe=11.51+15.25=26.76kN/m标准层BC跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.5×25=1.75kN/m梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×20=0.3kN/m合计：q1=1.75+0.3=4.05kN/mq2=1.9×1.2×2=9.36kN/mqe=9.36×5/8=5.85kN/mq=q1+qe=4.05+5.85=9.9kN/m标准层CD跨梁上线荷载梁自重=0.3×0.7×25=5.25kN/m梁抹灰=0.02×(0.7-0.12)×2×20=0.46kN/m梁上墙自重=2×(1.6-0.7)=5.8kN/m合计：q1=5.25+0.46+5.8=11.51kN/mq2=1.9×2.4×2=18.72kN/mqe=18.72×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=15.25kN/mq=q1+qe=11.51+15.25=26.76kN/m1.纵向框架梁集中荷载计算纵向EQ框架梁作用于柱的集中荷载=EQ纵向框架梁自重+纵向EQ框架梁抹灰+纵向框架梁EQ上墙自重+板传递给EQ纵向框架梁的恒载+次梁EQ传递给纵向框架梁的恒载次EQ梁恒载=次梁自重+EQ次梁抹灰+板传递给次梁的恒载板荷载的传递由板的EQ四角平分线组成的三角形或者梯EQ形传递给最近的梁，板传EQ递荷载=相邻三角形或者梯形EQ面积×板面荷载顶EQ层A柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上女儿墙自重=1.5×4.8×1.65=26.28kN板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×5.35=30.82kN合计：18+1.46+26.28+30.82=76.56kN顶层B柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN板传递给框架梁恒载=(4.32×5.35+5.76×5.35)=51.93kN合计：18+1.46+51.93=71.39kN顶层C柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN板传递给框架梁恒载=(5.76×5.35+4.32×5.35)=51.93kN合计：18+1.46+51.93=71.39kN顶层D柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上女儿墙自重=1.5×4.8×1.65=26.28kN板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×5.35=30.82kN合计：18+1.46+26.28+30.82=76.56kN标准层A柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上门窗自重=2.1×2.7[面积：5.67]×0.45=2.55kN框架梁上墙自重=((1.6-0.5)×4.8-5.67[洞口])×1.65=31.62kN板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×1.9=22.46kN合计：18+1.46+2.55+31.62+22.46=78.09kN标准层B柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上门窗自重=2.1×1[面积：2.1]×0.45=0.95kN框架梁上墙自重=((1.6-0.5)×4.8-2.1[洞口])×2=25.56kN板传递给框架梁恒载=(4.32×1.9+5.76×1.9)=39.31kN合计：18+1.46+0.95+25.56+39.31=85.28kN标准层C柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上门窗自重=2.1×1[面积：2.1]×0.45=0.95kN框架梁上墙自重=((1.6-0.5)×4.8-2.1[洞口])×2=25.56kN板传递给框架梁恒载=(5.76×1.9+4.32×1.9)=39.31kN合计：18+1.46+0.95+25.56+39.31=85.28kN标准层D柱集中恒载计算纵向框架梁自重=0.3×0.5×4.8×25=18kN纵向框架梁抹灰=0.02×(0.5-0.12)×2×4.8×20=1.46kN框架梁上门窗自重=2.1×2.7[面积：5.67]×0.45=2.55kN框架梁上墙自重=((1.6-0.5)×4.8-5.67[洞口])×1.65=31.62kN板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×1.9=22.46kN合计：18+1.46+2.55+31.62+22.46=78.09kN图1.1恒载作用下计算简图1.1.2活载标准值1.活荷载标准值活载标准值如下：上人屋面活荷载2kN/m2，厂房活荷载5kN/m2。2.横向框架梁线荷载计算根据EQ板面荷载传递简图，如果框架梁EQ两边板为梯形，板面荷载EQ等效均布荷载，如果框架梁两边板为三角形，板面荷载等效均布荷载。q2——梯形或者三角形的高度×板面荷载，框架梁两边都有板需×2a——板短边方向长度的一半屋面层AB跨梁上线荷载q2=2×2.4×2=9.6kN/mqe=9.6×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=7.82kN/mq=qe=7.82kN/m屋面层BC跨梁上线荷载q2=2×1.2×2=4.8kN/mqe=4.8×5/8=3kN/mq=qe=3kN/m屋面层CD跨梁上线荷载q2=2×2.4×2=9.6kN/mqe=9.6×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=7.82kN/mq=qe=7.82kN/m标准层AB跨梁上线荷载q2=5×2.4×2=24kN/mqe=24×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=19.56kN/mq=qe=19.56kN/m标准层BC跨梁上线荷载q2=5×1.2×2=12kN/mqe=12×5/8=7.5kN/mq=qe=7.5kN/m标准层CD跨梁上线荷载q2=5×2.4×2=24kN/mqe=24×[1-2×(2.4/7.2)²+(2.4/7.2)³]=19.56kN/mq=qe=19.56kN/m1.纵向框架梁集中荷载计算顶层A柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×2=11.52kN顶层B柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=(4.32×2+5.76×2)=20.16kN顶层C柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=(5.76×2+4.32×2)=20.16kN顶层D柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×2=11.52kN标准层A柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×5=28.8kN标准层B柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=(4.32×5+5.76×5)=50.4kN标准层C柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=(5.76×5+4.32×5)=50.4kN标准层D柱集中恒载计算板传递给框架梁恒载=2.4×2.4×5=28.8kN图1.2活载作用下计算简图1.2水平荷载计算及验算1.2.1风荷载计算及验算1.风荷载标准值计算公式——受风面积B——一榀框架范围受风宽度hi——节点下层框架计算高度，底层应该包括室内外高差hj——节点上层框架计算高度，顶层节点为女儿墙的两倍——风压高度变化系数，随高度变化根据规范按线插法计算，高度应该从室外地坪算起。——风振系数本例取值1.00——风荷载体型系数本例取值1.30——基本风压，=0.85层高度18.45m，μz=1.199，F5=15.84[受风面积]×1.0×1.3×1.199×0.8=19.75kN4层高度14.85m，μz=1.1261，F4=17.28[受风面积]×1.0×1.3×1.1261×0.8=20.24kN3层高度11.25m，μz=1.0325，F3=17.28[受风面积]×1.0×1.3×1.0325×0.8=18.56kN2层高度7.65m，μz=1，F2=17.28[受风面积]×1.0×1.3×1×0.8=17.97kN1层高度4.05m，μz=1，F1=18.36[受风面积]×1.0×1.3×1×0.8=19.09kN图1.3风荷载标准值（单位：kN）2.风荷载作用下位移验算EQ风荷载作用下的水平层间侧移计算公式EQΔui为第i层的层间侧移EQVi为第i层的总剪力EQ∑Di为第i层的侧移刚度和其他层抗侧刚度总和∑D=18144×2+25429×2=87146kN/m底层抗侧刚度总和∑D=20068×2+25413×2=90962kN/m表1.2.1风荷载作用下位移验算层次h(mm)Wk(kN)V(kN)∑D/(kN/m)Δui(mm)Δui/hi5360019.75019.75871460.2271/158594360020.2439.99871460.4591/78433360018.5658.55871460.6721/53572360017.9776.52871460.8781/41001460019.0995.61909621.0511/4377框架的最大位移角在2层，1/4100＜1/550，满足规范要求。1.2.2水平地震计算及验算a）屋面、楼面恒载统计计算公式：宽度×长度×面荷载5层：4.8×16.8×5.35=431kN4层：4.8×16.8×1.9=314kN3层：4.8×16.8×1.9=314kN2层：4.8×16.8×1.9=314kN1层：4.8×16.8×1.9=314kNb）屋面、楼面活载统计计算公式：宽度×长度×面荷载，根据规范要求顶层按雪荷载计算、标准层按活载计算。5层：4.8×16.8×0=0kN4层：4.8×7.2×5+4.8×2.4×5+4.8×7.2×5=403kN3层：4.8×7.2×5+4.8×2.4×5+4.8×7.2×5=403kN2层：4.8×7.2×5+4.8×2.4×5+4.8×7.2×5=403kN1层：4.8×7.2×5+4.8×2.4×5+4.8×7.2×5=403kNc）梁自重统计计算公式：梁宽度×梁高度×梁长度×梁根数×混凝土容重（25）×未计算抹灰的放大系数（1.05）5层：0.3×0.7×7.2×2×25×1.05+0.3×0.5×2.4×1×25×1.05+0.3×0.5×4.8×4×25×1.05=164kN4层：0.3×0.7×7.2×2×25×1.05+0.3×0.5×2.4×1×25×1.05+0.3×0.5×4.8×4×25×1.05=164kN3层：0.3×0.7×7.2×2×25×1.05+0.3×0.5×2.4×1×25×1.05+0.3×0.5×4.8×4×25×1.05=164kN2层：0.3×0.7×7.2×2×25×1.05+0.3×0.5×2.4×1×25×1.05+0.3×0.5×4.8×4×25×1.05=164kN1层：0.3×0.7×7.2×2×25×1.05+0.3×0.5×2.4×1×25×1.05+0.3×0.5×4.8×4×25×1.05=164kNd）柱自重统计计算公式：柱宽度×柱高度×柱长度×柱根数×混凝土容重（25）×未计算抹灰的放大系数（1.05）5层：0.5×0.5×1.6×25×4×1.05=95kN4层：0.5×0.5×1.6×25×4×1.05=95kN3层：0.5×0.5×1.6×25×4×1.05=95kN2层：0.5×0.5×1.6×25×4×1.05=95kN1层：0.6×0.6×4.6×25×4×1.05=174kNe）门、窗自重统计计算公式：门窗宽度×门窗高度×门窗面荷载5层：2.7×2.1×0.45×2+1×2.1×0.45×2=7kN4层：2.7×2.1×0.45×2+1×2.1×0.45×2=7kN3层：2.7×2.1×0.45×2+1×2.1×0.45×2=7kN2层：2.7×2.1×0.45×2+1×2.1×0.45×2=7kN1层：2.7×2.1×0.45×2+1×2.1×0.45×2=7kNf）墙自重统计计算公式：(墙长度×墙高度[层高-梁高]-洞口面积)×墙面荷载屋面层女儿墙：4.8×1.5×2×1.65=52.56kN5层外墙：(4.8×1.1×2-2×2.7×2.1)×1.65=67.23kN4层外墙：(4.8×1.1×2-2×2.7×2.1)×1.65=67.23kN3层外墙：(4.8×1.1×2-2×2.7×2.1)×1.65=67.23kN2层外墙：(4.8×1.1×2-2×2.7×2.1)×1.65=67.23kN1层外墙：(4.8×1.1×2-2×2.7×2.1)×1.65=67.23kN5层内墙：(7.2×2.9×2+4.8×1.1×2-2×1×2.1)×2=134.64kN4层内墙：(7.2×2.9×2+4.8×1.1×2-2×1×2.1)×2=134.64kN3层内墙：(7.2×2.9×2+4.8×1.1×2-2×1×2.1)×2=134.64kN2层内墙：(7.2×2.9×2+4.8×1.1×2-2×1×2.1)×2=134.64kN1层内墙：(7.2×2.9×2+4.8×1.1×2-2×1×2.1)×2=134.64kNg）重力荷载统计顶层屋面质点G=突出屋面所有荷载+恒载+活载×0.5+梁自重+（柱自重+门、窗自重+墙自重）×0.5+女儿墙自重标准层楼面质点G=恒载+活载×0.5+梁自重+（上层柱自重+上层门、窗自重+上层墙自重）×0.5+（下层柱自重+下层门、窗自重+下层墙自重）×0.5表1.4.1重力荷载统计表荷载女儿墙外墙内墙恒载活载梁柱窗Gi屋面层52.560000000/5067.23134.644310164957799.4954067.23134.64314403164957981.373067.23134.64314403164957981.372067.23134.64314403164957981.371067.23134.6431440316417471022.87图1.4重力荷载代表值（单位：kN）2.框架自振周期采用顶点位移法计算基本周期，计算公式如下——第i层以上重力荷载叠加值——第i层的抗侧刚度——第i层的位移表1.4.2假想顶点位移层次Gi(kN)ΣGi(kN)ΣDi(kN/m)Δui(m)uT(m)5799.495799.49587146.00.009170.156874981.371782.86587146.00.020460.14773981.372766.23587146.00.031740.127242981.373749.6