第3章荷載計(jì)算教育課資

1、第3章 荷載計(jì)算3.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算3.1.1 屋面恒荷載20厚1:2水泥砂漿找平 100-140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖 （0.1+0.4）/27=0.84120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 15厚紙筋石灰抹底 _合計(jì) 3.1.2 頂層框架梁上的線荷載邊跨梁（ab，cd跨）自重 粉刷自重 合計(jì) 中間跨（bc）自重 粉刷自重 合計(jì) 因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為：邊跨梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值中間跨梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.1.3 樓面恒荷載 25厚水泥砂漿面層 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 15厚紙筋石灰抹底 _合計(jì) 3.1.4 中間層框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊跨梁及兩側(cè)粉刷 邊跨填充墻自重 墻面粉刷 合計(jì) 因此

2、，作用在中間層框架梁上的線荷載為：邊跨梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值中間跨梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.1.5 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱縱向框架梁自重 邊柱縱向框架梁粉刷 900高女兒墻自重 縱向框架傳來的屋面自重 女兒墻粉刷 合計(jì) 頂層中間節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 中柱縱向框架梁自重 中柱縱向框架梁粉刷 中柱縱向框架梁傳來的屋面自重 0.53.91.954.48=17.04 合計(jì) 3.1.6 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 邊柱縱向框架梁自重 邊柱縱向框架梁粉刷 窗下墻體自重 窗下墻體粉刷 2 0.02 0.9 3.5 17=2.14 塑鋼窗自重 框架柱自重及粉刷重 板傳來的樓

3、面自重 合計(jì) 中節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 中柱縱向框架梁自重 中柱縱向框架梁粉刷 內(nèi)縱墻及粉刷自重 扣除門洞重及門自重 框架柱及粉刷自重 板傳來的樓面自重 合計(jì) 3.2 樓面活荷載屋面活荷載（上人）2.0kn/m2，雪荷載0.45kn/m2，因此只考慮兩者之間的大值。樓面活荷載2.0kn/m2。 恒荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖3-1。 活荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖3-2。3.3 風(fēng)荷載計(jì)算 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式 wk=zzs0 3.3.1 確定各系數(shù)值 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)高度h=16.55m<30m,b=5.42+2.4=13.2m,h/b<1.5。取z=1.0該結(jié)構(gòu)平面為矩形，由規(guī)范得s=1.3，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z可根

4、據(jù)各樓層標(biāo)高h(yuǎn)，由規(guī)范查出z，再有線性插值求出各層的z。將風(fēng)荷載換算成作用于框架節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過程見表3-1。（表中z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，a為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積） 圖3-1恒荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位kn） 圖3-2活荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位kn）表3-1 風(fēng)荷載計(jì)算表層次zsz(m)zo(kn/)a()pw(kn)511.316.051.5430.459.368.45411.313.051.4650.4511.710.03311.310.051.3870.4511.79.49211.37.051.256 0.4511.78.60111.34.050.9480.4513.757.63

5、 等效風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖3-3 圖3-3等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位kn）3.4 重力荷載代表值計(jì)算該框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算符合底部剪力法的適用條件。（建筑物高度不超過40m，結(jié)構(gòu)以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)以第一振型反應(yīng)為主，結(jié)構(gòu)的第一振型接近直線）計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，恒荷載取全部，樓面活荷載取50%，屋面活荷載不考慮。各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值取本層樓面重力荷載代表值及與其相鄰上下層間墻（包括門窗），柱全部重力荷載代表值的一半之和。頂層屋面質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值僅按屋面及其下層的一半計(jì)算。各層重力荷載代表值集中于樓層標(biāo)高處。屋面處重力荷載代表值=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0

6、.5雪荷載代表值樓面處重力荷載代表值=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0.5活荷載代表值結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的自重取樓面上下半層層高范圍內(nèi)（屋頂取頂層一半）的結(jié)構(gòu)及配件自重。 3.4.1 各樓層結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算第5層重力標(biāo)準(zhǔn)值 第2-4層重力標(biāo)準(zhǔn)值 第1層重力標(biāo)準(zhǔn)值 3.4.2 樓面和屋面活荷載計(jì)算 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：=2.0(55.85.42-3.95.43+11.72.4-2.45.42)+2.5(55.8-11.7) 2.4+3.95.43)=1505.79kn3.4.3 各樓層重力荷載代表值計(jì)算 頂層：g5=6480.07+0.5147.31=6553.73kn 標(biāo)準(zhǔn)層

7、：gi=5854.16+0.51505.79=6607.06kn （i=2，3，4） 底層：g1=8105.36+0.51505.79=8858.26kn3.4.4 建筑物總重力荷載代表值 =6553.73+6607.063+8858.26=35233.17kn3.5 荷載效應(yīng)計(jì)算 3.5.1 框架橫向抗側(cè)移剛度的計(jì)算 梁的線剛度 梁的線剛度計(jì)算用d值法計(jì)算，在計(jì)算量的線剛度ib 時(shí)，考慮到樓板對(duì)框架梁截面慣性矩的影響，中框架梁（兩邊有樓板）取ib=2io，邊框架梁（一邊有樓板）取ib=1.5io，所有梁祝的線剛度表見表3-2. 圖3-4 計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位kn）表3-2 梁柱線剛度表(10-4e

8、m)現(xiàn)澆框架梁線剛度計(jì)算表部位截面跨度矩形截面慣性矩邊框架梁中框架梁b×h(m)l(m)i=bh3/12(m4)ib=1.5iib=ecib/l(kn·m)ib=2iib=ecib/l(kn·m)走道梁0.24×0.52.42.53.754.6956.25樓面梁0.24×0.55.42.53.752.0852.78 注：混凝土c30,ec=。2柱的抗側(cè)移剛度 采用d值法，計(jì)算結(jié)果見下表。柱側(cè)移剛度。 表3-3 框架柱d值及樓層抗側(cè)移剛度的計(jì)算樓層i層高（m）柱號(hào)柱根數(shù)截面尺寸ic ickadijdijdi2-53z1280.4×0.4

9、2.132.132.930.5941.68747.236110.292z2264.240.6791.92850.128z342.20.5241.4885.952z443.180.6141.7446.97614.55z1280.4×0.42.131.44.460.7680.62317.44440.992z2266.450.8220.66718.676z343.350.720.5842.336z444.840.7810.6342.536注：混凝土c30,ec=。3樓層側(cè)移剛度計(jì)算 同一樓層所有柱的側(cè)移剛度之和即為該樓層抗側(cè)移剛度di，其計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果見上表3-3。注：z1、z2為中框

10、架柱，z3、z4為邊框架柱。3.5.2 水平地震作用下的側(cè)移計(jì)算 橫向框架自振周期計(jì)算按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期式中-考慮填充墻影響的周期調(diào)整系數(shù)，取0.60.7。本工程取0.67。 -框架頂點(diǎn)位移 -框架的自振周期采用頂點(diǎn)位移法，其頂點(diǎn)假想位移的計(jì)算過程即結(jié)果見下表：表3-4 橫向框架頂點(diǎn)位移計(jì)算層次gigidiii56553.736553.7311029200.0060.14646607.0613160.7911029200.0120.1436607.0619767.8511029200.0180.12826607.0626374.9111029200.0240.1118858.263

11、5233.174099200.0860.086故：=0.146m，取填充墻的周期影響系數(shù)=0.67。得結(jié)構(gòu)基本自振周期為：=1.7×0.67×=0.435（s）。 橫向地震作用計(jì)算及彈性側(cè)移驗(yàn)算 本框架為40m以下的規(guī)則結(jié)構(gòu)，采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。1. 水平地震影響系數(shù)的計(jì)算結(jié)構(gòu)基本周期取頂點(diǎn)位移法的計(jì)算結(jié)果：=0.435 s。由抗震規(guī)范可知類場(chǎng)地，7度第三組，結(jié)構(gòu)的特征周期,地震影響系數(shù)，=0.45 s。則：=0.08252. 水平地震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算，即： 因=0.435<1.4=0.63 s，不需要考慮頂部附加地震作用的修正。

12、 分布在各樓層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算結(jié)果如下表3-5所示。3. 樓層地震剪力計(jì)算各樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表3-5： 經(jīng)驗(yàn)算，各樓層的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值均滿足最小地震剪力的要求。4. 多遇地震下的彈性位移驗(yàn)算多遇地震作用下各樓層層間彈性位移u=，層間位移角=u/h，計(jì)算結(jié)果見下表3-5。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值為1/550，經(jīng)驗(yàn)算各樓層均滿足要求。表3-5 水平地震作用，樓層地震剪力計(jì)算及各層間彈性位移角計(jì)算層次hihigigihigihi/ gihifividiu53.016.556553.731084640.17516748.61748.6111029200.681/441143.013.556607.06895260.14146617.901366.5111029201.241/242033.010.556607.06697040.