荷載靜力計算

1、常用結(jié)構(gòu)計算荷載結(jié)構(gòu)靜力計算荷載1 結(jié)構(gòu)上的荷載結(jié)構(gòu)上的荷載分為下列三類：(1) 永久荷載 如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預應力等。(2) 可變荷載 如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪活載(3) 偶然荷載 如爆炸力、撞擊力等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對不同荷載應采用不同的代表值。對永久荷載應采用標準值作為代表值。對可變荷載應根據(jù)設(shè)計要求，采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。對偶然荷載應按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點確定其代表值。2. 荷載組合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行荷載(效應)組合，并應取各自的最不利的效應組合進

2、行設(shè) 計。對于承載能力極限狀態(tài)，應按荷載效應的基本組合或偶然組合進行荷載(效應)組合丫 oSw R(2-1 )式中 丫 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；S荷載效應組合的設(shè)計值；R結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值。對于基本組合，荷載效應組合的設(shè)計值 S應從下列組合值中取最不利值確定:(1) 由可變荷載效應控制的組合s = XggK + YqiSqik + yQiOciSQiK(2-2)i = 2式中 丫 G永久荷載的分項系數(shù);丫 Qi第i個可變荷載的分項系數(shù)，其中 Yqi為可變荷載Q的分項系數(shù);Sgk按永久荷載標準值 G計算的荷載效應值；SQiK按可變荷載標準值 Qk計算的荷載效應值，其中SQ1K為諸可變荷載效應中起控

3、制作用者；書ci 可變荷載Q的組合值系數(shù);n 參與組合的可變荷載數(shù)。(2) 由永久荷載效應控制的組合nS 二 FgSgk 十Q/K（2-3）另 7 QiciSi = 1（3）基本組合的荷載分項系數(shù)1）永久荷載的分項系數(shù)當其效應對結(jié)構(gòu)不利時：1.2 ；1.35 ；0.9。對由可變荷載效應控制的組合，應取對由永久荷載效應控制的組合，應取 當其效應對結(jié)構(gòu)有利時：一般情況下應取1.0 ；對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗算，應取2）可變荷載的分項系數(shù)一般情況下應取1.4 ；對標準值大于4kN/mf的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)活荷載應取1.3。對于偶然組合，荷載效應組合的設(shè)計值宜按下列規(guī)定確定：偶然荷載的代表值不乘分 項

4、系數(shù)；與偶然荷載同時出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗采用適當?shù)拇碇怠?-1 ）表2-13. 民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)（見表民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)項次類別標準值（kN/mf）組合值系數(shù)書c頻遇值系數(shù)f準永久值系數(shù)書q1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園0.50.4（2）教室、試驗室、閱覽室、會議室、醫(yī)院門診室2.00.70.60.52食堂、餐廳、一般資料檔案室2.50.70.60.53（1）禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺3.00.70.50.3（2）公共洗衣房3.00.70.60.54（1

5、）商店、展覽廳、車站、港口、機場大廳及其旅客等候室3.50.70.60.5（2）無固定座位的看臺3.50.70.50.3（1）健身房、演出舞臺4.00.70.60.55（2）舞廳4.00.70.60.36（1）書庫、檔案庫、貯藏室5.00.90.90.8(2)密集柜書庫12.07通風機房、電梯機房7.00.90.90.8汽車通道及停車庫：(1)單向板樓蓋(板跨不小于2m)客車4.00.70.70.6消防車35.00.70.70.68(2)雙向板樓蓋和無梁樓蓋(柱網(wǎng)尺寸不小于6mK 6m)客車2.50.70.70.6消防車20.00.70.70.6廚房(1) 一般的2.00.70.60.59(2

6、)餐廳的4.00.70.70.7浴室、廁所、盟洗室：10(1)第1項中的民用建筑2.00.70.50.4(2)其他民用建筑2.50.70.60.511走廊、門廳、樓梯：(1)宿舍、旅館、醫(yī)院病房托兒所、幼兒園、住宅2.00.70.50.4(2)辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門診部2.50.70.60.5(3)消防疏散樓梯，其他民用建筑3.50.70.50.3陽臺：12(1) 一般情況2.50.70.60.5(2)當人群有可能密集時3.5注：1.本表所給各項活荷載適用于一般使用條件，當使用荷載較大或情況特殊時，應按實 際情況采用。2第6項書庫活荷載當書架高度大于 2m時，書庫活荷載尚應按每米書架高度不

7、小于 2.5kN/m2 確定。3第8項中的客車活荷載只適用于停放載人少于9人的客車；消防車活荷載是適用于滿載總重為300kN的大型車輛；當不符合本表的要求時，應將車輪的局部荷載按結(jié)構(gòu)效應 的等效原則，換算為等效均布荷載。4. 第11項樓梯活荷載，對預制樓梯踏步平板，尚應按 1.5kN集中荷載驗算。5. 本表各項荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。對固定隔墻的自重應按恒荷載考慮，當隔墻位置可靈活自由布置時，非固定隔墻的自重應取每延米長墻重(kN/m)的1/3作為樓面活荷載的附加值(kN/m2)計入，附加值不小于1.0kN/m2。設(shè)計樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時，表2-1中的樓面活荷載標準值在下列情況下應

8、乘以規(guī)定的折減系數(shù)。（1）設(shè)計樓面梁時的折減系數(shù)1）第1（ 1）項當樓面梁從屬面積超過25mi時，應取0.9 ；2） 第1（ 2）7項當樓面梁從屬面積超過 50mi時應取0.9 ；3） 第8項對單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋應取0.8 ;對單向板樓蓋的主梁應取0.6 ； 對雙向板樓蓋的梁應取0.8 ；4）第912項應采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)。（2）設(shè)計墻、柱和基礎(chǔ)時的折減系數(shù)1）第1（ 1）項應按表2-2規(guī)定采用；2）第1（2） 7項應采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)；3） 第8項對單向板樓蓋應取0.5 ;對雙向板樓蓋和無梁樓蓋應取 0.8 ；4）第912項應采用與所屬房屋類別相同的折減系

9、數(shù)。注：樓面梁的從屬面積應按梁兩側(cè)各延伸二分之一梁間距的范圍內(nèi)的實際面積確定活荷載按樓層的折減系數(shù)表2-2墻、柱、基礎(chǔ)計算截面以上的層數(shù)1234568920 20計算截面以上各樓層活荷載總和的折1.000.850.700.650.600.55減系數(shù)(0.90)注：當樓面梁的從屬面積超過 25mi時，應采用括號內(nèi)的系數(shù)樓面結(jié)構(gòu)上的局部荷載可換算為等效均布活荷載。4.屋面活荷載水平投影面上的屋面均布活荷載，按表 2-3采用。屋面均布活荷載，不應與雪荷載同時組合。屋面均布活荷載表2-3項次類別標準值(kN/mi)組合值系數(shù)書b頻遇值系數(shù)f準永久值系數(shù)書q1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面

10、2.00.70.50.43屋頂花園3.00.70.60.5注：1.不上人的屋面，當施工或維修荷載較大時，應按實際情況采用；對不同結(jié)構(gòu)應按有 關(guān)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，將標準值作 0.2kN/m2的增減。2. 上人的屋面，當兼作其他用途時，應按相應樓面活荷載采用3. 對于因屋面排水不暢、堵塞等引起的積水荷載，應采取構(gòu)造措施加以防止；必要時,應按積水的可能深度確定屋面活荷載。4屋頂花園活荷載不包括花圃土石等材料自重。5施工和檢修荷載及欄桿水平荷載（1）設(shè)計屋面板、檀條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預制小梁時，施工或檢修集中荷載 （人和小工具的自重）應取 1.0kN ，并應在最不利位置處進行驗算。注：對于輕型構(gòu)件

11、或較寬構(gòu)件，當施工荷載超過上述荷載時，應按實際情況驗算，或采用加墊板、支撐等臨時設(shè)施承受。當計算挑檐、雨篷承載力時，應沿板寬每隔 1.0m取一個集中荷載；在驗算挑檐、雨 篷傾覆時，應沿板寬每隔 2.53.0m 取一個集中荷載。（2）樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應按下列規(guī)定采用：1） 住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園，應取0.5kN/m ；2） 學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育館，應取1.0kN/m。當采用荷載準永久組合時，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。6動力系數(shù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的動力計算，在有充分依據(jù)時，可將重物或設(shè)備的自重乘以動力系數(shù)后

12、按靜力計算進行。搬運和裝卸重物以及車輛起動和剎車的動力系數(shù)，可采用 1.11.3 ，其動力作用只考慮傳至樓板和梁。直升飛機在屋面上的荷載，也應乘以動力系數(shù)，對具有液壓輪胎起落架的直升飛機可取 1.4 ；其動力荷載只傳至樓板和梁7雪荷載屋面水平投影面上的雪荷載標準值，按下式計算：Sk=USo（ 2-4 ）式中s k雪荷載標準值（kN/m2）；卩r屋面積雪分布系數(shù)（表2-4 ）；So基本雪壓（kN/m2）。基本雪壓可按全國基本雪壓圖（圖 2-1 ）近似確定圖 2-1 全國基本雪壓分布圖（單位： kN/m2 ）屋面積雪分布系數(shù) 表 2-4注：1.第2項單跨雙坡屋面僅當20a 30時，可采用不均勻分布

13、情況。2第4、5項只適用于坡度aW 25的一般工業(yè)廠房屋面。3. 第7項雙跨雙坡或拱形屋面，當aW 25或f/L W 0.1時，只采用均勻分布情況。4. 多跨層面的積雪分布系數(shù)，可參照第 7項的規(guī)定采用。設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時，可按下列規(guī)定采用積雪的分布情況：（1）屋面板和檀條按積雪不均勻分布的最不利情況采用；（2） 屋架和拱殼可分別按積雪全跨均勻分布情況、不均勻分布的情況和半跨的均勻分 布的情況采用；（3）框架和柱可按積雪全跨的均勻分布情況采用。8.風荷載垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，按下述公式計算：（ 1 ）當計算主要承重結(jié)構(gòu)時3 k=Bs 卩 z3 0（ 2-5 ）式中 3

14、k風荷載標準值（kN/mf）；B z高度z處的風振系數(shù)；風荷載體型系數(shù)；風壓高度變化系數(shù)；3 0基本風壓（kN/m2）。（ 2 ）當計算圍護結(jié)構(gòu)時3 k=B gz 卩 s 11 z 3 0（ 2-6 ）式中 B gz高度Z處的陣風系數(shù)?；撅L壓按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）給出的50年一遇的風壓采用，但2不得小于 0.3kN/m 。2-1-2 結(jié)構(gòu)靜力計算表1構(gòu)件常用截面的幾何與力學特征表（表 2-5）常用截面幾何與力學特征表表2-52注：1 I稱為截面對主軸（形心軸）的截面慣性矩（mm?；居嬎愎饺缦拢? y ?dAIw y maxA2. W稱為截面抵抗矩（mrh,它表示截

15、面抵抗彎曲變形能力的大小，基本計算公式如下:3. i稱截面回轉(zhuǎn)半徑（mm,其基本計算公式如下：i 靈4. 上列各式中，A為截面面積（mm, y為截面邊緣到主軸（形心軸）的距離（mm, I為對主軸（形心軸）的慣性矩。5. 上列各項幾何及力學特征，主要用于驗算構(gòu)件截面的承載力和剛度。2.單跨梁的內(nèi)力及變形表(表 2-6表2-10)(1)簡支梁的反力、剪力、彎矩、撓度 表2-6(2)懸臂梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-7(3) 端簡支另一端固定梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-8(4) 兩端固定梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-9(5)外伸梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-103 等截面連續(xù)梁的內(nèi)力及變形

16、表(1)等跨連續(xù)梁的彎矩、剪力及撓度系數(shù)表(表 2-11表2-14)1) 二跨等跨梁的內(nèi)力和撓度系數(shù)表2-11注：1.在均布荷載作用下：表中系數(shù)x ql2； =表中系數(shù)x ql ；w 表中系數(shù)ql4100 ElFl 32.在集中荷載作用下：*表中系數(shù)乂 Fl ； V-表中系數(shù)乂 F； w表中系數(shù) 亦例1已知二跨等跨梁I = 5m均布荷載q= 11.76kN/m，每跨各有一集中荷載 F= 29.4kN，求中間支座的最大彎矩和剪力。解M b支=(0.125 X 11.76 X 52) + ( 0.188 X 29.4 X 5)=(36.75) + (-27.64 )= 64.39kN mVB左=(

17、0.625 X 11.76 X 5) + ( 0.688 x29.4 )(36.75 ) + ( 20.23)- 56.98kN例2 已知三跨等跨梁I = 6m均布荷載q= 11.76kN/m，求邊跨最大跨中彎矩解M1 = 0.080 X 11.76 X 62 = 33.87kN m2）三跨等跨梁的內(nèi)力和撓度系數(shù)表2-12注：1.在均布荷載作用下：4表中系數(shù)X ql ；表中系數(shù)X ql ； w表中系數(shù)00I。2在集中荷載作用下：3 帖表中系數(shù)X FI ； =表中系數(shù)X F； W 表中系數(shù)上 。100 EI3） 四跨等跨連續(xù)梁內(nèi)力和撓度系數(shù)表2-13 注：同三跨等跨連續(xù)梁。4） 五跨等跨連續(xù)梁內(nèi)

18、力和撓度系數(shù)表2-14注：同三跨等跨連續(xù)梁表 2-152)不等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)(表 2-15 、表 2-16 )1)二不等跨梁的內(nèi)力系數(shù)注：1. Mb表中系數(shù)X q|2i；表中系數(shù)X qli；2. ( Max)、( Vmax)表示它為相應跨內(nèi)的最大內(nèi)力。表 2-162)三不等跨梁內(nèi)力系數(shù)注：1. Mb表中系數(shù)X ql 21； V=表中系數(shù)X qli；2. ( Max)、( Vmax)為荷載在最不利布置時的最大內(nèi)力4 雙向板在均布荷載作用下的內(nèi)力及變形系數(shù)表（表 2-17表2-22 ）符號說明如下:剛度Eh312(1 )式中E彈性模量;h板厚；V 泊松比;3、3 max分別為板中心點的撓度和最大撓度;M為平行于lx方向板中心點的彎矩;M為平行于ly方向板中心點的彎矩;M0固定邊中點沿lx方向的彎矩；M0固定邊中點沿ly方向的彎矩。正負號的規(guī)定:彎矩使板的受荷面受壓者為正；撓度 變位方向與荷載方向相同者為正四邊簡支表 2-17三邊簡支，一邊固定表2-18兩邊簡支，