《教學樓結構設計中的荷載計算案例綜述》1600字

教學樓結構設計中的荷載計算案例綜述第一節(jié)豎向荷載計算從中選取5軸框架配合計算，簡圖如下圖(1)框架的立面圖計算荷載標準值：（1）屋面荷載1.屋面恒荷載標準值：屋面結構板25×0.1=2.5kN/m2屋面(0.15mm聚乙烯薄膜，40mm砼防水層，3mm防水卷材)1.53kN/m215厚找平層20×0.015=0.3kN/m2板底抹灰17×0.01=0.17kN/m2合計：4.5kN/m22.不上人屋面活荷載標準值：0.5kN/m2。（2）樓面荷載1.樓面活荷載標準值：2.0kN/m22.樓面恒荷載標準值：樓板：25×0.1=2.5kN/㎡地面（水磨石）：0.65kN/㎡板底抹灰：0.02×17=0.34kN/㎡合計G1=3.5kN/㎡（3）梁、柱自重標準值表1梁的重力荷載標準值構件編號梁寬b(m)梁高h(m)容重γ(kN/m3)梁抹灰q(kN/m)單位梁重g(kN/m)梁凈長l(/m)總長/m重量G/kN總重ΣG/kNKL10.30.70250.4764.8517.8158.4768.401364.79注:1)梁長度取凈長l（柱邊到柱邊距離）。二～六層柱：b×h=400mm×500mm，凈長3.0m，均布線荷載：q=25×0.4×0.5+0.02×2×(0.5+0.5)×17=6.875kN/m，重為6.875×3.0=22.69kN。一層柱：b×h=400mm×500mm，凈長4.0m，重為6.875×4.0=31.63kN。通過分析表g，其是指梁單位長度重力荷載。通過分析q，其是指梁抹灰自重標準值，計算為q=2×17ht，砂漿容重=17kN/m3，抹灰厚度t=0.02m。（4）墻體自重標準值1）外墻自重：組成部分選用MU10磚、M2.5砂漿材料，外墻部門涂刷染料，內(nèi)墻面抹灰厚度保持在20毫米，外墻自重=5.30kN/m2。2）內(nèi)墻自重：選擇240毫米厚度內(nèi)墻，表面砂漿抹灰，內(nèi)墻自重，計算如下19×0.24+17×0.02×2=5.24kN/m2。3）女兒墻自重：高和寬分別是1000毫米、240毫米，兩端水泥砂漿抹灰，自重=19×0.24+20×0.02×2=5.36kN/m2。（5）門窗自重標準值木門自重、鋼窗自重分別是0.2kN/m2、0.40kN/m2。⑤軸框架梁上荷載圖(3)橫向框架計算單元計算單元寬度為3.6×2=7.2m。（一）恒載計算圖(4)各層梁上作用的恒載1.頂層梁上恒載計算由表1得q1=4.158kN/m（橫梁均布荷載）；q2=4.5×3.9=16.2kN/m,q2’=4.5×2.24=10.08kN/m（橫梁的三角形荷載）；由邊梁、中縱梁直接傳給柱的集中恒載為P1、P2，則：屋面板傳來：[(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女兒墻：5.36×1.0×(1.8+3.6)=28.944kN合計P1=95.80kN屋面板傳來：[(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合計P2=89.59kN節(jié)點彎矩A軸處節(jié)點M1=P1e1=95.80×(0.50-0.25)/2=11.98kN·m。B軸處節(jié)點M1=P2e2=89.59×(0.50-0.25)/2=10.06kN·m。2.二層梁上恒載q1梁自重、上墻自重均布荷載，針對其他部分的計算，參考同頂層。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樓面板傳來：[(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內(nèi)墻：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合計P1=102.70kN樓面板傳來：[(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內(nèi)墻：41.50kN窗自重：2.448kN合計P2=120.65kN節(jié)點彎矩:A軸處節(jié)點M1=P1e1=102.70×(0.50-0.25)/2=12.84kN·m。B軸處節(jié)點M1=P2e2=120.65×(0.50-0.25)/2=15.08kN·m。3.樓面荷載分配等效均布荷載結合彈性理論，分析支座彎矩等效原則和要求，評估支承梁支座彎矩后，即可判斷等效均布荷載Pe，因此改變?nèi)切魏奢d、梯形荷載。長向邊梯形分配荷載，計算如下：Pe=[1-2(a/2b)2+(a/2b)3]q2短向邊三角形分配荷載，計算如下：Pe=5/8q2’Pe添加上梁自重均布荷載q1.q1’，即：頂層：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其它層：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)活載計算樓面活荷載，計算如下：4.0kN/㎡?；钶d作用框架荷載分布圖，如下：圖(5)各層梁上作用的活載1.頂層梁上活載計算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節(jié)點彎矩A軸處節(jié)點M1=P1e1=4.05×(0.50-0.25)/2=0.51kN·m。B軸處節(jié)點M1=P2e2=6.45×(0.50-0.25)/2=0.81kN·m。2.二層梁上活載計算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節(jié)點彎矩A軸處節(jié)點M1=P1e1=16.2×(0.50-0.25)/2=2.03kN·m。B軸處節(jié)點M1=P2e2=25.8×(0.50-0.25)/2=3.23kN·m。3.樓屋面荷載分配為等效均布荷載頂層：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其它層：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：框架恒載和活載計算簡圖分別如下圖(6)和圖（7）所示：圖(6)框架恒荷載圖圖(7)框架活荷載圖第二節(jié)橫向荷載計算因為本工程項目并非是抗震類項目，所以不需要評估地震影響下框架內(nèi)力，僅計算風荷載作用力即可風載ωk=βzXμsXμzXω0在上述公式種，ω0、βz、μs、μz分別是指基本風壓、高度離地面風振系數(shù)（βz=1.0）、荷載體型系數(shù)（μs2=-0.5、μs1=+0.8）、風壓高度變化系數(shù)（B類地面粗糙度）在本項目中，基本風壓計算如下：ω0=0.35kN/㎡；風荷載體型系數(shù)計算如下：μs=0.8-(-0.5)=1.3；風振系數(shù)βz：βz=1.0；風壓高度系數(shù)：以B類地區(qū)劃分和策劃，結合表格內(nèi)容可判斷μz1=μz2=1.00,μz3=1.06，μz4=1.11，μz5=1.19則：ω1k=βzμsμz1ω0=1.0×1.3×1.00×0.35=0.65kN/m2；ω2k=βzμsμz2ω0=1.0×1.3×1.00×0.