建筑施工手冊(cè)-常用結(jié)構(gòu)計(jì)算2

21常用結(jié)構(gòu)計(jì)算

2-1荷載與結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算表

2-1-1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(yù)應(yīng)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(fēng)荷載、雪活載

等。

（3）偶然荷載如爆炸力、撞擊力等。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同荷載應(yīng)采用不同的代表值。

對(duì)永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。

對(duì)可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。

對(duì)偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。

2.荷載組合

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)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(jìn)行荷載（效應(yīng)）組合，并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)

計(jì)。

對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載（效應(yīng)）組合。

YOSWR（2-1）

式中Yo一一結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值。

對(duì)于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值s應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定:

（1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合

s=7GSGK+ZQISQIK+2J丫QiWciSQiK

i=2(2-2)

式中YG一一永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；

YQi一一第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中YQI為可變荷載Q1的分項(xiàng)系數(shù)；

SGK一一按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值GK計(jì)算的荷載效應(yīng)值；

SQiK一一按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk計(jì)算的荷載效應(yīng)值，其中SQIK為諸可變荷載效應(yīng)中起

控制作用者；

歸i一一可變荷載Qi的組合值系數(shù)；

n一一參與組合的可變荷載數(shù)。

(2)由永久荷載效應(yīng)控制的組合

n

S=7GSGK+，Q@C?SQiK

￡=1(2-3)

(3)基本組合的荷載分項(xiàng)系數(shù)

1)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)

當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)：

對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2；

對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35；

當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)：

一般情況下應(yīng)取1.0：

對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取0.9。

2)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)

一般情況下應(yīng)取1.4：

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)活荷載應(yīng)取1.3。

對(duì)于偶然組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值宜按下列規(guī)定確定：偶然荷載的代表值不乘分

項(xiàng)系數(shù)；與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇怠?/p>

3.民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)(見表2-1)

民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)表2-1

項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)值組合值分?jǐn)?shù)頻遇值系數(shù)準(zhǔn)水久值系贄

類別

2

次(kN/m)VcWfVq

（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院

0.50.4

病房、托兒所、幼兒園

1

1

（2）教室、試驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、

2.00.70.60.5

醫(yī)院門診室

2食堂、餐廳、一般資料檔案室2.50.70.60.5

（1）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的

3.()0.70.5().3

3看臺(tái)

（2）公共洗衣房3.00.70.60.5

（1）商店、展覽廳、車站、港口、機(jī)場(chǎng)

nc

3.5n70.6U.J

4大廳及其旅客等候室

（2）無(wú)固定座位的看臺(tái)3.50.70.50.3

（1）健身房、演出舞臺(tái)4.00.70.60.5

3

（2）舞廳4.00.70.60.3

<1）書庫(kù)、檔案庫(kù)、貯藏室5.0

60.90.90.8

（2）密集柜書庫(kù)12.0

7通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房7.00.90.90.8

汽車通道及停車庫(kù)：

（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）

客車4.00.70.70.6

消防車35.00.70.70.6

8

（2）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸

不小于6mX6m）

客車2.50.70.70.6

消防車20.00.70.70.6

廚房（1）一般的2.00.70.60.5

9

（2）餐廳的4.00.70.70.7

浴室、廁所、盟洗室：

1()（1）第1項(xiàng)中的民用建筑2.00.70.50.4

（2）其他民用建筑2.50.70.6().5

走廊、門廳、樓梯：

（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房托兒所、幼

AC

2.0UA.7/().4

11兒園、住宅

（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(yáng)臺(tái)：

12（1）一般情況2.5

nc

nu.7/0.6U.J

（2）當(dāng)人群有可能密集時(shí)3.5

注：1.本表所給各項(xiàng)活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載較大或情況特殊時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。

2.第6項(xiàng)書庫(kù)活荷載當(dāng)書架高度大于2m時(shí)，書庫(kù)活荷載尚應(yīng)按每米書架高度不小于2.5kN/n12確

定。

3.第8項(xiàng)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(dāng)不符合本表的要求時(shí)，應(yīng)將車輪的局部荷載按結(jié)構(gòu)效應(yīng)的等效原則，換算為等效

均布荷載。

4.第11項(xiàng)樓梯活荷載，對(duì)預(yù)制樓梯踏步平板，尚應(yīng)按L5kN集中荷載驗(yàn)算。

5.木表各項(xiàng)荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。對(duì)固定隔墻始自重應(yīng)按恒荷載考慮，當(dāng)隔墻位

置可靈活自由布置時(shí)，非固定隔墻的自重應(yīng)取每延米長(zhǎng)墻重（kN/m）的1/3作為樓面活荷載的附加值

（EN/m2）計(jì)入,附加值不小于1.OkN/m2.

設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)，表2/中的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值在下列情況下應(yīng)乘以規(guī)

定的折減系數(shù)。

（1）設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)的折減系數(shù)

I）第1（1）項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)25m2時(shí)，應(yīng)取0.9；

2）第1（2）?7項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)50m2時(shí)應(yīng)取0.9；

3）笫8項(xiàng)對(duì)單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋應(yīng)取0.8；對(duì)單向板樓蓋的主梁應(yīng)取0.6：

對(duì)雙向板樓蓋的梁應(yīng)取0.8；

4）第9?12項(xiàng)應(yīng)采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)。

（2）設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)的折減系數(shù)

1）第1（1）項(xiàng)應(yīng)按表2-2規(guī)定采用；

2）第1（2）?7項(xiàng)應(yīng)采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)；

3）第8項(xiàng)對(duì)單向板樓蓋應(yīng)取0.5；對(duì)雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋應(yīng)取0.8；

4）笫972項(xiàng)應(yīng)采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)。

注：樓面梁的從屬面積應(yīng)按梁兩側(cè)各延伸二分之一梁間電的范圍內(nèi)的實(shí)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(jì)算截面以上的層數(shù)12?34?56-89?20>2C

1.00

計(jì)算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)0.850.700.650.600.55

(0.90)

注：當(dāng)樓面梁的從屈面積超過(guò)25m2時(shí)，應(yīng)采用括號(hào)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(yīng)與雪荷載同時(shí)組合。

屋面均布活荷載表2-3

標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)

項(xiàng)次類別

(kN/m2)VbWVq

1不上人的屋面0.50.70.50

2上人的屋面2.00.70.50.4

3屋頂花園3.00.70.60.5

注：1.不上人的屋面，當(dāng)施工或維修荷載較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用；對(duì)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范

的規(guī)定，將標(biāo)準(zhǔn)值作0.2kN/m2的增減。

2.上人的屋面，當(dāng)兼作其他用途時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)樓面活荷載采用。

3.對(duì)于因屋面排水不暢、堵塞等引起的積水荷載，應(yīng)采取構(gòu)造措施加以防止；必要時(shí)，應(yīng)按積水

的可能深度確定屋面活荷載。

4.屋頂花㈤活荷栽不包括花陶土石等材料自重。

5.施工和檢修荷載及欄桿水平荷載

（1）設(shè)計(jì)屋面板、檀條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預(yù)制小梁時(shí)，施工或檢修集中荷載

（人和小工具的白重）應(yīng)取LOkN,并應(yīng)在最不利位置處進(jìn)行驗(yàn)算。

注：①對(duì)于輕型構(gòu)件或較寬構(gòu)件，當(dāng)施工荷載超過(guò)上述荷載時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況驗(yàn)算，或采用加墊板、

支撐等臨時(shí)設(shè)施承受。

②當(dāng)計(jì)算挑樵、雨篷承載力時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個(gè)集中荷載；在驗(yàn)算挑檐、雨篷傾覆時(shí)，

應(yīng)沿板寬每隔2.5?3.0m取一個(gè)集中荷載。

（2）樓梯、看臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應(yīng)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(yīng)取0.5kN/m；

2）學(xué)校、食堂、劇場(chǎng)、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育館，應(yīng)取L0kN/m。

當(dāng)采用荷載準(zhǔn)永久組合時(shí)，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。

6.動(dòng)力系數(shù)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的動(dòng)力計(jì)算，在有充分依據(jù)時(shí)，可將重物或設(shè)備的自重乘以動(dòng)力系數(shù)后

按靜力計(jì)算進(jìn)行。

搬運(yùn)和裝卸重物以及車輛起動(dòng)和剎車的動(dòng)力系數(shù)，可采用1.1~1.3,其動(dòng)力作用只考慮

傳至樓板和梁。

直升飛機(jī)在屋面上的荷載，也應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)，對(duì)具有液壓輪胎起落架的直升飛機(jī)可

取1.4；其動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)值，按下式計(jì)算：

Sk=HrSO(2-4)

式中Sk一—雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

Ur一一屋面積雪分布系數(shù)(表2-4)；

so------基本雪壓(kN/m2)o

基本雪壓可按全國(guó)基本雪壓圖(圖2-1)近似確定。

圖27全國(guó)基本雪壓分布圖（單位：kN/mJ）

屋面積雪分布系數(shù)表2-4

理次類別屋面形式及枳雷分布系數(shù)4

出

1單跨單坡屋面

a《25'30,35,40445,

“r1.00.80.60.40.20

均勻分布的情況______________________|Mr

不均勻分布的情況0.75=iI___________11.25%

2單跨雙坡屋面

4技:第?項(xiàng)規(guī)定采用

1?----------------1”，

3拱形屋面(0.4SW1.0)

一__________L

______L0_______

均勻分布的情況1________]

._LU0,8,11.

不均勻分布的情況

4帶天窗的屋面

1.0

均勻分布的情況IJ

J-QJ4os

不均勻分布的情況C_2=L—□

1.0

均勻分布的情況II

不均勻分布的情況

多跨單坡屋面

6

（鋸齒形屋面）

2.第4、5項(xiàng)只適用于坡度aW25°的一般工業(yè)廠房屋面。

3.第7項(xiàng)雙跨雙坡或拱形屋面，當(dāng)aW25°或（7LW0.1時(shí)，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(xiàng)的規(guī)定采用。

設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時(shí)，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枳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(fēng)荷載

垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下述公式計(jì)算：

（1）當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)

3k=Bz入心3。（2-5）

式中3k-風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/n?）；

Bz一—高度z處的風(fēng)振系數(shù)；

Us-------風(fēng)荷載體型系數(shù)；

Uz一一風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

3。---基本風(fēng)壓（kN/m2）o

（2）當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)

3k=BgzHsUzM(2-6)

式中Bgz——高度z處的陣風(fēng)系數(shù)。

基本風(fēng)壓按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)給出的50年一遇的風(fēng)壓采用，但

不得小于0.3kN/m2o

2-1-2結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算表

1.構(gòu)件常用截面的幾何與力學(xué)特征表(表2-5)

常用截面幾何與力學(xué)特征表表2.5

對(duì)主箱的慣性矩皎面抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑

Wi

W=+M2i=0.289A

0

W產(chǎn)土乩2

，=如，t=0.236A

W2.吉加

W（從+4孫+陽(yáng)爐

*123+26）

、（小4孫+“）戶心氏含/公+4叢小“

3。十

36（6（6―4孫+疝小0]

力

3（36）212（2加*b）

薇面租裁鹵邊4至對(duì)主輸?shù)膽T性矩裁天抵抗電回轉(zhuǎn)半徑

板面荷圖

主輸?shù)木嚯x,1Wt

w=Mi=5d

1=獷

W逢5-§)i=5//+d：

,J

/=^(BH-W)W=龍（BH，-從，）“弧湖隱需

(

【古（r-a；）W-0.118a'-g)**=0.289//?耳

對(duì)主軸的慣性矩?l面抵抗Si同轉(zhuǎn)半徑

Iwi

尸,

Z"y(fryJ+B>J-(B-6)w

yii=/l

/=古W=±[BH,(B-b)Al?0.289J要湛?黑

yi，

叫=R

-(Bi-6)(yi-rt)J]yi

篋面邊叫至對(duì)主軸的慣性矩裁面抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑

主軸的距篇y/Wi

3_叢’+(8-6)1

一0八.…28y9X,從+((88-&”

6A

i=0.289

OFT/BH1-(8-AjA1

VBH(B-b)h

i=0.289

/=上［8卬-(8-6)后

破面積獻(xiàn)面邊發(fā)至對(duì)主軸的慣性矩微面抵抗電網(wǎng)轉(zhuǎn)半徑

假面藺圖

主軸的距離y/Wr

>1=H-y：

力/=:[86-(B-6)

4W尸上

A-8?6)￡<=

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1M/

aw?w串9圈邱聰壬稱

fit面板41面邊球至對(duì)主軸的慣性電被面抵抗能回轉(zhuǎn)半徑

序號(hào)覦面荷圖

A主軸的西鹿》/W/

girR'，+2MR'

力=R?t)?H3國(guó)

20A=2(<R,?6)r

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力-R?/+"辱6*?46’?…

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f（r在A點(diǎn)處.

i1Mt

b點(diǎn)匆應(yīng)力

216d+爐)

I?十一）

注：1.I稱為截面對(duì)主軸（形心軸）的被面慣性矩（mm」）?；居?jì)笄公式如下：I=\y^dA

2.W稱為截面抵抗矩（mn?）,它衣示截面抵抗萼曲變形能力的大小，基本計(jì)算公式如卜：匹=一」

/=

3.i稱截面回轉(zhuǎn)半行（mm），其基本il算公式如下:￡

4.上列各式中，A為截面面枳（mmD,y為截面邊緣到主軸（形心軸）的距離（mm）,I為對(duì)主軸（形心軸）的慣性知。

5,上列各項(xiàng)幾何及力學(xué)特征,主要用于驗(yàn)算構(gòu)件祓面的承載力和剛度.

2.單跨梁的內(nèi)力及變形表（表2-6?表2-10）

（D簡(jiǎn)支梁的反力、剪力、彎矩、撓度表2-6

序次圖類圖示項(xiàng)目計(jì)算式

反力RA=RB=qa

mTiQ/?

荷載

%叫剪力3RA；VB=-R

a

6

彎矩頻||川川心彎矩乂“^二萬(wàn)1平2

剪力撓度%2a2)

RA啜（2-力；RB需

反力

荷載a\.bi.

剪力VA=KA；VB=-RB

當(dāng)工=。-5時(shí)，

7

彎矩彎矩

M??W（46用=冢2-十廣

卜-小豹干+舄茨

剪力撓度（Q6時(shí)）

R-直.R_叫2-立、

q反力RA-2「RB-2I?1

幺chwHiul"t

荷載ifr

剪力VA=RA；VB=-RB

當(dāng)工=。+昔時(shí)；

8

彎矩彎矩

M-喀（…亨）=啕2-1廣

x回去豹戶書:

剪力t;-撓度（8段）

RA=RB=￥

.遙mi幺反力

荷教Jra」b1a1

剪力"RA；3-RB

9

M.岑(川

彎矩,^mn]彎矩2

nWTK

剪力撓度孫3=384E

序次圖類圖示項(xiàng)目計(jì)算式

R嗎RB山

q反力，八

MHtlllll^8**AiBi

荷轂.ZVA1

剪力VA=RA；VB=-RB?

牛(。+舞)

10彎矩彎矩M-=

仁=碧山-苧

剪力撓度d)…FT]

式中：x=a+—^

%q

反力RA=KB=qb

A皿^~~網(wǎng)?■3

11

彎矩彎矩Mz=qA]

剪力川llfhk7川||撓度3a=副&*Y)

(2)懸臂梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-7

序次圖類圖示項(xiàng)目計(jì)算式

反力RB=F

荷載X____

卜剪力V=-RB

B

1

彎矩^rrTTrnnTTni彎矩Mx=-FM；Max=MB=-Fl

F"

剪力II川iilllHHiiin撓度

wnax=wA=3￡/