建筑结构荷载的计算

建筑结构设计中的荷载分析

建筑结构设计中的荷载分析 建筑结构在使用期间和在施工过程中要承受各种作用。施加在结构上的集中力或分布力（如人群、设备、风、雪、构件自重等）称为直接作用，也称荷载；引起结构外加变形或约束变形的原因（如温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等）称为间接作用。 作用在建筑物上的实际荷载到底有多大，很难精确计算。事实上，即使有最完整的资料，还是很难确切估计荷载的大小。但是为了能开始着手设计，通常作出一些不致造成严重误差的合理假设。在各种外力和荷载作用下，结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。 结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷裁数值，这称为荷载代表值；荷载的代表值有荷载的标准值、准永久值和组合值之分。 一、荷载 （一）荷载作用 荷载与作用是土木工程中常常涉及的名词术语，在我国的国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》中对“作用”是这样定义的：施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，统称为结构上的作用。 施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用。例如，各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重，房屋建筑中的楼面上人群和家具等的重量，路面和桥梁上的车辆重量等，桥梁、水工结构、港口及海洋工程结构中的流水压力、波浪荷载、水中漂浮物对结构的撞击力等，都是以外加力的形式直接施加在结构上，它们与结构本身性能无关，称为直接作用。引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。例如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等，它们不是以外加力的形式直接施加在结构上，故称为间接作用。 结构上的作用虽然分为直接作用和间接作用，但它们产生的结果是一样的：使结构或构件产生效应（结构或构件产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等）。因此，也可以这样定义“作用”：使结构或构件产生效应的各种原因，称为结构上的作用。 “荷载”和“作用”对实际工程设计来说，主要是一个概念问题，一般并不影响作用效应的计算和结构本身。在国际上，目前也有不少国家对“荷载”和“作用”未加严格区分。在我国，一般情况下，“荷载”专指直接作用，“作用”有时指直接作用和间接作用，有时专指“荷载”或专指间接作用：在工程中，为了使用和交流的方便，常常将直接作用和间接作用均称为“荷载”。 （二）建筑结构荷载 建筑结构在使用和施工过程中所受到的各种直接作用称为荷载。另外，还有一些能使结构产生内力和变形的间接作用，如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用。 结构设计人员在进行建筑结构的设计时，首先应进行荷载的计算，取其代表值，荷载确定后，才能根据其大小和作用形式计算结构的内力，然后再进行构件计算。也就是说建筑物某一部分的构件，是承重还是非承重，承受多大的荷载，都有其最大值或极限值，超过这个极限值，结构就会变形，就会遭到破坏，轻者降低建筑物的经济寿命，严重者会酿成事故，威胁到生命安全。这就是物业装修管理人员之所以必须了解、掌握建筑结构形式及其荷载作用、影响的目的。 二、建筑荷载确定与计算 （一）永久荷载（恒荷载） 在房屋结构中，永久荷载主要是结构的自重。在设计房屋结构的地下部分时，有时要计算土的自重，它也是永久荷载。

建筑常用结构计算(学习建筑)

2 常用结构计算 2-1 荷载与结构静力计算表 2-1-1 荷载 1．结构上的荷载 结构上的荷载分为下列三类： （1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。 （2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。 （3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2．荷载组合 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。 γ0S≤R （2-1） 式中γ0——结构重要性系数； S——荷载效应组合的设计值； R——结构构件抗力的设计值。 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定： （1）由可变荷载效应控制的组合

（2-2） 式中γG——永久荷载的分项系数； γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数； S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值； S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者； ψci——可变荷载Q i的组合值系数； n——参与组合的可变荷载数。 （2）由永久荷载效应控制的组合 （2-3）（3）基本组合的荷载分项系数 1）永久荷载的分项系数 当其效应对结构不利时： 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35； 当其效应对结构有利时： 一般情况下应取1.0； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 2）可变荷载的分项系数 一般情况下应取1.4； 对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。 对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。 3．民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数（见表2-1）民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数表2-1

建筑结构常用荷载归纳

2.1 风荷载：【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】 2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0； （2）办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （3）食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （4）一般阳台取2.5； （5）人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5； （6）卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0； （7）住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）； （8）多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5； （9）商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5； （10）大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0； （11）礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0； （12）小汽车通道及停车库取4.0； （13）消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0； 注：消防车超过300KN时，应按结构等效原则，换算为等效均布荷载。结构荷载 输入：无覆土的双向板（板跨≥2.7m）：板、次梁取28，主梁取20；覆土厚度≥ 0.5m 的双向板（板跨≥2.7m）：板取≤28, 梁参考院部《消防车等效荷载取值 计算表》； （14）书库、档案库取5.0； （15）密集柜书库取12.0； （16）大型宾馆洗衣房取7.5； （17）微机房取3.0；大中型电子计算机房取≥5.0，或按实际； （18）电梯机房、通风机房取7.0；通风机平台取6（≤5号风机）或8（8号风机）；（19）制冷机房、宾馆储藏室、布草间、公共卫生间（包括填料隔墙）取8.0； （20）水泵房、变房、发电机房、银行金库及票据仓库取10.0； （21）管道转换层取4.0； （22）电梯井道下有人到达房间的顶板取5.0。 未列出者查荷载规范及《全国民用建筑工程设计技术措施（结构分册）》荷载篇。 2.3 屋面活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）上人屋面取2.0； （2）不上人屋面取0.5； （3）屋顶花园取3.0（不包括花圃土石材料）； 注：施工或维修荷载较大时，屋面活荷载应按实际情况采用；因排水不畅、堵 塞等，应加强构造措施或按积水深度采用。 （4）地下室顶板施工荷载一般取4.0《荷规》，塔楼内顶板一般不少于5.0；高低层相邻的屋面，低屋面应考虑施工荷载不少于 4.0，与地下室顶板施工荷载同样考虑《技术措施；其分项系数取1.0；室外地坪附加荷载一般取10.0《建筑结构施工图设计》P133。 注：当利用顶板上的覆土层荷重代替施工荷载时，必须在图上注明覆土层须待上部主体结构主体完成后回填。 2.4 楼（屋）面附加恒荷载标准值（KN/m2）： （1）楼面：一般楼地面视楼地面做法而定，建筑另有要求或有回填层时按实际 计算确定； 例如：板面层附加恒载取值：（公建另定）

《建筑结构荷载规范》 2

《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）新内容 有关调整部分： 新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ9-87）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共13条，具体分配为：第1章有1条、第3章有3条、第4章有5条、第6章有2条、第7章有2条； 楼面活荷载作了一些调整和增项，屋面不上人活荷载也作了一些调整； 风、雪荷载由原按30年一遇重新规定为按50年一遇，同时对滁州市的风、雪荷载值也作了一点调整：10米高50年一遇基本风压值为0.35KN/M2，雪压值为 0.40KN/M2，雪荷载准永久值系数为0.2，属于第Ⅱ分区； 在计算风载时，风压高度变化系数根据地面粗糙度类别来确定：原规范（GBJ9-87）将地面粗糙度类别分为三类（A、B、C）。随着我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区的粗糙程度也有不同程度的提高，新规范（GB50009-2001）特将地面粗糙度改为四类（A、B、C、D），其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m，新增添的D类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α为0.3，梯度风高度HG取450m； 专门规定了围护结构构件的风荷载及相关计算； 在常用材料和构件的自重之“附表A”中，增设了“建筑墙板”一览表。 强制性条文部分： 第1章“总则”之强制性条文：第1.0.5条：规范采用的设计基准期一律为50年； 第3章“荷载分类和荷载效应组合”之强制性条文： 第3.1.2条：建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值：对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 第3.2.3条：对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从以下两种组合值中取最不利 值中确定：

幕墙工程如何按《建筑结构荷载规范》计算风荷载标准值

幕墙工程如何按《建筑结构荷载规范》计算风荷载 标准值 中国建筑装饰协会与制品委员会专家组成员张芹 建设部2006年7月25日发布《建筑结构荷载规范》局部修订的公告，对《建筑结构荷载规范》局部修改（2006年11月1日起执行），修改后的《建筑结构荷载规范》对风荷载标准值的计算规定如下： 7.1.1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算： 1当计算主要承重结构时 Wk=βzμsμzW0（7.1.1-1） 2当计算围护结构时 Wk=βgzμs1μzW0（7.1.1-2） 式中：μs1——局部风压体型系数。 7.3.3验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1： 一、外表面 1.正压区按表7.3.1采用； 2.负压区 —对墙面，取-1.0 —对墙角边，取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 注：上述的局部体型系数μs1（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即

μs1（A）=μs1（1）+［μs1（10）-μs1（1）］logA 算例 W0=450N/m2Z=50mC类地区层高3.6m 分格宽1.5mμz=1.25βgz=1.73 墙角区验算面板玻璃1.5×1.8=2.7m2log2.7=0.431 μz1(A)=-{1.8+［0.8×1.8-1.8］×0.431}=-1.64 μz1=-1.64+(-0.2)=-1.84 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.84×450=1791N/m2 验算从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构从属面积 1.5×3.6=5.4m2log5.4=0.732 μz1(A)=-{1.8+［0.8×1.8-1.8］×0.732}=-1.54 μz1=-1.54+(-0.2)=-1.74 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.74×450=1693N/m2 墙面区验算面板玻璃1.5×1.8=2.7m2log2.7=0.431 μz1(A)=-{1.0+［0.8×1.0-1.0］×0.431}=-0.914 μz1=-0.914+(-0.2)=-1.114 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.114×450=1084N/m2 验算从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构从属面积 1.5×3.6=5.4m2log5.4=0.732 μz1(A)=-{1.0+［0.8×1.0-1.0］×0.732}=-0.854 μz1=-0.854+(-0.2)=-1.054 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.054×450=1026N/m2 说明：本例从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构含立柱、横梁，从属面积是按立柱考虑的，横梁从属面积小于此面积，由于横梁即使按立柱的作用验算也大大富裕，为简化计算不再另行计算。

《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨

《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨 中南建筑设计院郑小庆 内容摘要：本文探讨的是《建筑结构荷载规范》中有关荷载效应控制的组合、地下室抗浮、地下室外墙和底板的荷载组合以及消防车等效均布荷载的确定等内容。 一、荷载效应控制的组合： 在《建筑结构荷载规范》（以下简称荷载规范）GB50007-2002中，增加了“由永久荷载效应控制的设计组合值”，其目的是使结构可靠度达到目标值。对于结构整体由电脑软件计算而言，是由可变荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值还是由永久荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值作为设计荷载，该项选择易如反掌。然而，对于一些需要人工计算的构件，如楼梯、悬挑板、简支楼板等，就要计算两种组合值来比较大小，取其大者作为设计值。 在设计中发现，如果构件的计算中只有一个活荷载，就可以通过简单的方法判定由何种荷载效应的组合值作为设计值。由于只有一个活荷载，所以，荷载规范的公式（3.2.3-1）可以写成： S=γG S GK +γQ1 S Q1K (1) 上式是由可变荷载效应控制的组合，其中：γG= 1.2，γQ1=1.4 。 S GK --- 按永久荷载标准值GK 计算的荷载效应值。 S Q1K --- 按可变荷载标准值Q1K 计算的荷载效应值。

同时，由永久荷载效应控制的组合值的表达式（3.2.3-2）可以写为： S=γG S GK +γQ1ψC1 S Q1K (2) 其中：γG = 1.35，γQ1 =1.4 ，ψC1 =0.7 。 为寻求（1）和（2）式的关系，可设（1）≥（2），各系数代入后，得到： 1.2 S GK +1.4 S Q1K≥ 1.35 S GK +0.98 S Q1K (3) 化简，得： S Q1K / S GK≥ 0.36 (4) 式（4）的意义在于只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于0.36，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。反之亦然。为了方便记忆，0.36可以近似取为1/3，误差小于设计值的1%。因此，只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于1/3，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。 以下是两个例外： 1．活荷载标准值大于4KN/m2的工业厂房楼面结构 此时（2）式的γQ1 =1.3 ，重复以上步骤，可得： S Q1K / S GK≥ 0.3 (5) 公式（5）的意义由读者自行体会。由于活荷载比较大，一般情况下，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。 2．荷载规范中表4.1.1中的第6、7项 该两项为书库、档案库、贮藏室、密集柜书库、通风机房、电梯机房等场所，其共同的特点是活荷载较大，所以，设计值也基本是由

常用结构计算软件的分析模型与使用

常用结构计算软件的分析模型与使用 按语：读了工业建筑2005-5期，中国建筑设计研究院，常林润、罗振彪“常用结构计算软件与结构概念设计”一文，感到其内容、观点对更深层次讨论PKPM很有有帮助，现分几个部分摘编如下，供网友发帖时参考，其目的是将J区的讨论提高到一个更高的层次。 一、TAT的分析模型与使用。 二、SARWE的分析模型与使用， 三、从整体上把握结构的各项性能。 四、现阶段常用的结构分析模型。 五、结构计算软件的局限性、适用性和近似性。 六、抗震概念设计的一些重要准则。 七、结语。 一、TAT的分析模型与使用 TAT是中国建科院开发的，程序对剪力墙采用开口薄壁杆件模型，并假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。这使得结构自由度大为减少，计算分析得到一定程度的简化，从而大大提高了计算效率。 薄壁杆件模型采用开口薄壁杆件理论，将整个平面联肢墙或整个空间剪力墙模拟为开口薄壁杆件，每个杆件有两个端点，每个端点有7个自由度，前6个自由度的含义与空间杆单元相同，第7个自由度是用来描述薄壁杆件截面翘曲的。开口薄壁杆件模型的基本假定是： 1）在线弹性条件下，杆件截面外形轮廓线在其平面内保持不变，在平面外可以翘曲，同时忽略其剪切变形的影响。这一假定实际上增大了结构的刚度，薄壁杆件单元及其墙肢越多，则结构刚度增加程度越高。 2）将同一层彼此相连的剪力墙墙肢作为一个薄壁杆件单元，将上下层剪力墙洞口之间的部分作为连梁单元。这一假定将实际结构中连梁对墙肢的线约束简化为点约束，削弱了连梁对墙肢的约束，从而削弱了结构的刚度。连梁越多，连梁的高度越大，则结构的刚度削弱越大。 3）引入了楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。 实际工程中许多布置复杂的剪力墙难以满足薄壁杆件的基本假定，从而使计算结果难以满足工程设计的精度要求。 1）变截面剪力墙：在平面布置复杂的建筑结构中，常存在薄壁杆件交叉连接、彼此相连的薄壁杆件截面不同、甚至差异较大的情况。由于这些薄壁杆件的扇形坐标不同，其翘曲角的含义也不同，因而由截面翘曲引起的纵向位移不易协调，会导致一定的计算误差。 2) 长墙、短墙：由于薄壁杆件模型不考虑剪切变形的影响，而长墙、短墙是以剪切变形为主的构件，其几何尺寸也难以满足薄壁杆件的基本要求，采用薄壁杆件理论分析这些剪力墙时，存在着较大的模型化误差。 3）多肢剪力墙：薄壁杆件模型的一个基本假定就是认为杆件截面外形轮廓线在自身平面内保持不变，在墙肢较多的情况下，该假定会会导致较大的误差。 4）框支剪力墙：框支剪力墙和转换梁在其交接面上是线变形协调的，而菜用薄壁杆件理论分析框支墙时，由于薄壁杆件是以点传力的，作为一个薄壁杆件的框支墙只有一点和转换梁的某点是变形协调的，这必然会带来较大的计算误差。

建筑结构-建筑结构设计方法与荷载 (1)

建筑结构-建筑结构设计方法与荷载 (总分：23.00，做题时间：90分钟) 一、单项选择题(总题数：23，分数：23.00) 1.填充用焦渣混凝土的容重最接近以下哪项数值? (A) 19kN/m3 (B) 17kN/m3 (C) 20kN/m3 (D) 12kN/m3 （分数：1.00） A. B. C. D. √ 解析：[解析] 填充用焦渣混凝土的表观密度为10～14kN/m3。 2.普通钢筋混凝土的容重为： (A) 18kN/m3 (B) 22kN/m3 (C) 25kN/m3 (D) 28kN/m3 （分数：1.00） A. B. C. √ D. 解析：[解析] 普通钢筋混凝土的表观密度为24～25kN/m3。 3.住宅用户对地面进行二次装修，如果采用20mm厚水泥砂浆上铺15mm厚花岗岩面砖，此时楼面增加的荷载(标准值)约占规范规定均布活荷载的多少? (A) 1/2 (B) 1/3 (C) 1/4 (D) 2/3 （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析：[解析] 20mm厚水泥砂浆荷载为20×0.02=0.4kN/m2；15mm厚花岗岩面砖荷载为15.4×0.015＝ 0.231kN/m2，楼面增加的荷载为0.631kN/m2。规范规定均布活荷载为2.0kN/m2。两者比值为0.631/2=0.3155，接近1/3。 4.120mm厚普通黏土砖墙(包括双面抹灰)与200mm厚加气混凝土砌块墙(包括双面抹灰)相比，哪种墙体自重较重? (A) 黏土砖墙重 (B) 一样重 (C) 加气混凝土墙重 (D) 黏土砖墙重约为加气混凝土墙重的2倍 （分数：1.00） A. √ B. C. D.

结构设计常用数据表格

建筑结构安全等级 2 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度（mm） 不同根数钢筋计算截面面积（mm2）

板宽1000mm内各种钢筋间距时钢筋截面面积表（mm2） 每米箍筋实配面积 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率（%） 框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率（%）

框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率（%） 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν（ρν=λνf/f）

受弯构件挠度限值 注：1 表中lo为构件的计算跨度； 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件； 3 如果构件制作时预先起拱，且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值；对预应力混凝土构件，尚可减去预加力所产生的反拱值； 4 计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。

注： 1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件；当采用其他类别的钢丝或钢筋时，其裂缝控制要求可按专门标准确定； 2 对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值； 3 在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm； 4 在一类环境下，对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板，应按二级裂缝控制等级进行验算；在一类和二类环境下，对需作疲劳验算的须应力混凝土吊车梁，应按一级裂缝控制等级进行验算； 5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算；预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第8章的要求； 6 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定； 7 对于处于四、五类环境下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定； 8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数

砖混结构中承重构造柱的设计与计算

砖混结构中承重构造柱的设计与计算 （广东梅州陈赞） 摘要：在砌体结构设计过程中，应根据具体情况区分一般构造柱和承重构造柱。承重构造柱的设计与计算与框架柱基本相同，但有其特点。承重构造柱受力明确，传力路线简捷，其基础的处理要根据构造柱的荷载特点进行设计。 关键词：砖混结构构造柱 1引言 根据《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001），在抗震设防地区砖混结构的建筑设计中应设置构造柱。设置构造柱可以加强对砌体结构墙体的约束作用，提高墙体的抗剪能力和结构的极限变形能力，改善砌体结构的整体性，从而提高房屋的抗震性能。在设计过程中，一般不考虑构造柱单独承受荷载，而视其承载能力等同于砌体材料。构造柱的截面尺寸和配筋一般也是按照构造要求进行设计。但是在需要设置大空间房间的工程中，构造柱支承着横梁，这时构造柱就起着承重和抗震的双重作用，如图1。这种构造柱的设计及基础处理与一般的构造柱有一定的区别。 图1大开间房间的承重构造柱 2承重构造柱的受力分析 支承横梁的构造柱，如果荷载较小，按砌体强度考虑就能够满足强度要求时，可以视为一般构造柱。其截面及配筋可以按照《建筑抗震设计规范》的有关规定设置即可。但是当支承横梁的构造柱承受的荷载较大，按砌体强度考虑不能够满足强度要求时，此时的构造柱应按照承重构造柱进行设计。 由于构造柱与墙体连接处留有马牙槎，考虑到构造柱与墙体的拉结作用，横梁上的荷载有一部分要扩散到墙体，由墙体来承担。但在实际设计时，由于墙体所承受的这部分荷载较小，为了计算方便，假设横梁上的荷载全部由构造柱来承担，同时假设横（纵）向水平地震力全部由横（纵）墙承受，这样构造柱的传力路线就简单明确了。 3承重构造柱的计算与设计 在砖混结构中，大空间内横梁与构造柱形成的结构与框架相似但与框架又有区别。如果在大空间房间中加上几榀框架，则在结构中显得比较生硬，而且框架部分与砌体结构部分共同工作的协调性较差，不利于结构整体抗震。而横梁与构造柱相结合的结构形式在荷载传递和抗震性能方面与之相比则优越得多。 承重构造柱的计算与框架柱基本相同，但又有不同之处： （1）为了减少顶层的弯矩值，从而减少柱的配筋，顶层梁、柱节点设计为“铰接”，计算简图见图2。

(整理)建筑结构荷载规范

3 荷载分类和荷载效应组合 3.1 荷载分类和荷载代表值 3.1.1 结构上的荷载可分为下列三类： 1 永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。 2 可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 3 偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。 注：自重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。 3.1.2 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 3.1.3 永久荷载标准值，对结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等)，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。 注：对常用材料和构件可参考本规范附录A采用。 3.1.4 可变荷载的标准值，应按本规范各章中的规定采用。 3.1.5 承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。 可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。 3.1.6 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值作为可变荷载的代表值。 可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。 可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。 3.2 荷载组合 3.2.1 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。 3.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合，并应采用下列设计表达式进行设计： γoS≤R (3.2.2)

单元---建筑结构荷载计算DOC

单元2 建筑结构荷载计算 【学习目标】1、具有判别荷载类别的能力 2、能利用《建筑结构荷载规范》求荷载代表值 3、能进行简支梁、单向板楼盖、框架结构的荷载标准值计算 【知识点】荷载的分类及荷载代表值、永久荷载标准值、楼面和屋面活荷载、雪荷载、风荷载、建筑结构荷载标准值计算 【工作任务】任务1 简支梁的荷载标准值计算 任务2 单向板楼盖荷载标准值计算 任务3 框架结构荷载标准值计算 【教学设计】荷载计算是结构计算的第一步。首先通过荷载计算才能计算出结构构件上的内、力，再逐步进行强度、刚度，稳定性等计算。本单元先对荷载的分类及荷载代表值作一了解，熟悉常见的永久荷载、楼面和屋面活荷载、雪荷载、风荷载的计算、能进行简支梁、单向板楼盖、框架结构的荷载标准值计算2.1荷载的分类 建筑结构在使用期间和施工过程中要承受各种“作用”。我们把施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用，也称为荷载；把引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。 结构上的荷载，可分为下列三类： 2.1.1永久荷载（恒载） 在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构自重、土压力、预应力等。 永久荷载不随时间变化，长期作用在结构上，在结构上的作用位置也不变。 注:自重是材料自身所受重力产生的荷载（重力）。 2.1.2可变荷载（活载） 在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。例如，楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 可变荷载的大小随时间而变，作用位置可变，且像风荷载、吊车荷载等能引起结构振动，使结构产生加速度。 2.1.3偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、撞击力、地震等。 2.2荷载代表值 《荷载规范》规定： 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2.2.1荷载标准值 它是荷载的基本代表值，指结构在使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。 2.2.2可变荷载组合值 当结构同时承受两种或两种以上的可变荷载时，考虑到所有荷载同时达到其单独出仍以其标)产生最大荷载效应的荷载(现时可能达到的最大值的概率较小，因此，除主导荷载 准值为代表值外，对其它伴随荷载可以将它们的标准值乘以一个小于或等于1的荷载组合系数作为代表值，称为可变荷载组合值，即

常用建筑结构设计软件比较

常用结构软件比较 本人在设计院工作，有机会接触多个结构计算软件，加上自己也喜欢研究软件，故对各种软件的优缺点有一定的了解。现在根据自己的使用体会，从设计人员的角度对各个软件作一个评价，请各位同行指正。本文仅限于混凝土结构计算程序。 目前的结构计算程序主要有：PKPM系列（TAT、SATWE）、TBSA系列（TBSA、TBWE、TBSAP）、BSCW、GSCAD、 SAP系列。其他一些结构计算程序如ETABS等，虽然功能强大，且在国外也相当流行，但国内实际上使用的不多，故不做详细讨论。 一、结构计算程序的分析与比较 1、结构主体计算程序的模型与优缺点 从主体计算程序所采用的模型单元来说 TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序，其构件均采用空间杆系单元，其中梁、柱均采用简化的空间杆单元，剪力墙则采用空间薄壁杆单元。在形成单刚后再加入刚性楼板的位移协调矩阵，引入了楼板无限刚性假设，大大减少了结构自由度。 SATWE、TBWE和TBSAP在此基础上加入了墙元，SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设，更能适应复杂的结构。SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆元、墙元、弹性楼板单元（包括三角形和矩形薄壳单元、四节点等参薄壳单元）和厚板单元（包括三角形厚板单元和四节点等参厚板单元）。另外，通过与JCCAD的联合，还能实现基础-上部结构的整体协同计算。TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外，还提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算厚板转换层的八节点四十八自由度三维元、广义单元（包括罚单元与集中单元），以及进行基础计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元（桩元）、三角形或四边形弹性地基板单元和地基土元。TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。 从计算准确性的角度来说 SAP84是最为精确的，其单元类型非常丰富，而且能够对结构进行静力、动力等多种计算。最为关键的是，使用SAP84时能根据结构的实际情况进行单元划分，其计算模型是最为接近实际结构。 BSCW和GSCAD的情况比较特殊，严格说来这两个程序均是前后处理工具，其开发者并没有进行结构计算程序的开发。但BSCW与其计算程序一起出售，因此有必要提一下。BSCW一直是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结构计算软件，这个程序应属于空间协同分析程序，即结构计算的第二代程序（第一代为平面分析，第二代为空间协同，第三代为空间分析）。GSCAD则可以选择生成SS、TBSA、TAT或是SSW的计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的，其中SS采用空间杆系模型，与TBSA、TAT属于同一类软件；而SSW根据其软件说明来看也具有墙元，但不清楚其墙元的类型，而且此程序目前尚未通过鉴定。 薄壁杆件模型的缺点是： 1、没有考虑剪力墙的剪切变形。 2、变形不协调。 当结构模型中出现拐角刚域时，截面的翘曲自由度（对应的杆端力为双力矩）不连续，造成误差。另外由于此模型假定薄壁杆件的断面保持平截面，实际上忽略了各墙肢的次要变形，增大了结构刚度。同一薄壁杆墙肢数越多，刚度增加越大；薄壁杆越多，刚度增加越大。但另一方面，对于剪力墙上的洞口，空间杆系程序只能作为梁进行分析，将实际结构中连梁对墙肢的一段连续约束简化为点约束，削弱了结构刚度。连梁越高，则削弱越大；连梁越多，则削弱越大。所以计算时对实际结构的刚度是增大还是削弱要看墙肢与连梁的比例。 杆单元点接触传力与变形的特点使TBSA、TAT等计算结构转换层时误差较大。因为从实

结构荷载计算示例

三航伟业预拌混凝土搅拌站二期 结构计算书首页（左边1~3轴部分） 一、工程概况 1、结构形式：现浇混凝土框架结构。 2、地震烈度七度（设计基本地震加速度0.15g），场地类别Ⅱ类，特征周期Tg=0.35秒,设计地震分组为第一 组。建筑结构安全等级为二级。 3、框架抗震等级：三级。 4、基本风压：W0=0.80KN/m2,地面粗糙度B类，风荷载体型系数1.4 地质报告：《厦门三航伟业预拌混凝土搅拌站二期岩土工程详细勘察报告书》（由福建岩土工程勘察研究院提供）（2010年7月12日） 二、主体工程计算程序：中科院PMCAD、SATWE、JCCAD。 三、设计依据 采用中华人民共和国现行国家标准规范和规程进行设计，主要有： 建筑结构荷载规范 GB50009-2001（2006年版）建筑抗震设计规范 GB50011-2001（2008年版） 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005版） 高层建筑混凝土结构设计规程 JGJ3-2002 《厦门三航伟业预拌混凝土搅拌站二期岩土工程详细勘察报告》（由福建岩土工程勘察研究院提供） （2010年7月12日） 四、荷载汇集 （一）楼面恒活荷载标准值 1、研发厂房（戊类） 20厚花岗岩面层 0.02×28=0.56 KN/m2 25厚1:4干硬性水泥砂浆结合层 0.025×20=0.5 KN/m2 15厚板底抹灰 0.3 KN/m2 Σ=1.36KN/m2取1.40 KN/m2 2、开水间、卫生间： 防滑地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 30厚砂浆0.03×20=0.6 KN/m2 15厚板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.2KN/m2取1.40 KN/m2 （二）、屋面（含露台）恒荷载标准值 1、建筑找坡： 普通地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02×20=0.4 KN/m2 40厚C20细石砼刚性防水兼保护层，内配Φb4@200钢丝网 0.04×25=1.00 KN/m2 泡沫保温隔热板取0.05 KN/m2计 高分子防水卷材 0.25 KN/m2 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN/m2 板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.2KN/m2取1.40 KN/m2 2、结构找坡： 普通地砖 0.015×20=0.3 KN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02×20=0.4 KN/m2 泡沫保温隔热板取0.05 KN/m2 高分子防水卷材 0.25 KN/m2 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN/m2 板底抹灰 0.015×20=0.3 KN/m2 Σ=1.7KN/m2取2.40 KN/m2 （三）、活荷载标准值 a）研发厂房（戊类）取4.0 KN/m2。 b）走廊、开水间、卫生间取2.5 KN/m2。 c) 公共楼梯均按消防楼梯取3.5 KN/m2。 d) 电梯机房取7.0 KN/m2。 e)不上人屋面计算时取0.7 KN/m2，总说明中注0.5 KN/m2。 （四）、墙体荷载标准值 外墙： 190厚加气混凝土砌块（q=2.7 KN/m2）（层高按4.5米算） 分户墙：190厚加气混凝土砌块（q=2.2 KN/m2） 1、墙上无洞口、梁高800时，取2.7×23.7=9.99 KN/m； 2、外墙开窗非凸窗、梁高800时，折减0.8×14.06=11.248 KN/m； 3、玻璃幕墙：取1.5 KN/m； 4、其余按层高或梁高相应计算。 内隔墙：90厚加气混凝土砌块（q=1.5 KN/m2）（层高按4.5米算） 1、墙上无洞口、梁高800时，取1.5×3.7=5.55 KN/m； 2、外墙开窗非凸窗、梁高800时，取5.55×0.8=4.44 KN/m； 3、其余按层高或梁高相应计算。 屋顶女儿墙：按1.4米高140mm厚砼板计算，取1.4×0.14×25=4.9 KN/m，取5.0 KN/m。（五）、地下室荷载 1、顶板 2、地板 3、外墙 4人防荷载

施工手册第四版第二章常用结构计算23混凝土结构计算

2-3 混凝土结构计算 2-3-1 混凝土结构基本计算规定 1．结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求。分别进行下列计算和验算： （1）承载力及稳定：所有结构构件均应进行承载力（包括失稳）计算，必要时应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算； 处于地震区的结构，尚应进行结构构件抗震的承载力验算； （2）疲劳：直接承受吊车的构件，应进行疲劳强度验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件，根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算； （3）变形：对使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算； （4）抗裂及裂缝宽度：对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件，尚应进行纵向钢筋拉应力验算。 2．结构构件的承载力（包括失稳）计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。 预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可取1.5，但根据构件吊装时受力情况，可适当增减。 对现浇结构，必要时应进行施工阶段的验算。 3．根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级（表2-37）。 建筑结构的安全等级表2-37 建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同，对其中

部分结构构件和安全等级，可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。 4．受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算，其计算值不应超过表2-38的限值。 受弯构件的挠度限值表2-38 注：1．如果构件制作时预先起拱，而且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值。预应力混凝土构件尚可减去预加应力所产生的反拱值。 2．表中括号中的数值，适用于使用上对挠度有较高要求的构件。 3．计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用。 4．表中l0为构件的计算跨度。 5．结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限制见表2-39。 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值表2-39 注：1．表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢纹线及热处理钢筋的预应力混凝土构件；当采用其他类别的钢丝或钢筋时，其裂缝控制要求可按专门标准确定； 2．对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值； 3．在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm； 4．在一类环境下，对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板，应按二级裂缝控制等级进行验算；在一类和二类环境下，对需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁，应按一级裂缝控制等级进行验算； 5．表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算；预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）第8章的要求； 6．对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的

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单元 2 建筑结构荷载计算 【学习目标】1、具有判别荷载类别的能力 2、能利用《建筑结构荷载规范》求荷载代表值 3、能进行简支梁、单向板楼盖、框架结构的荷载标准值计算【知识点】荷载的分类及荷载代表值、永久荷载标准值、楼面和屋面活荷载、雪荷载、风荷载、建筑结构荷载标准值计算 【工作任务】任务1 简支梁的荷载标准值计算 任务2 单向板楼盖荷载标准值计算 任务3 框架结构荷载标准值计算 【教学设计】荷载计算是结构计算的第一步。首先通过荷载计算才能计算出结构构件上的内、力，再逐步进行强度、刚度，稳定性等计算。本单元先对荷载的分类及荷载代表值作一了解，熟悉常见的永久荷载、楼面和屋面活荷载、雪荷载、风荷载的计算、能进行简支梁、单向板楼盖、框架结构的荷载标准值计算 2.1 荷载的分类建筑结构在使用期间和施工过程中要承受各种“作用”。我们把施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用，也称为荷载；把引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。 结构上的荷载，可分为下列三类： 2.1.1 永久荷载（恒载）在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其 变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构自重、土压力、预应力等。永久荷载不随时间变化，长期作用在结构上，在结构上的作用位置也不变。 注: 自重是材料自身所受重力产生的荷载（重力）。 2.1.2 可变荷载（活载）在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。 例如，楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载的大小随时间而变，作用位置可变，且像风荷载、吊车荷载等能引起结构 振动，使结构产生加速度。 2.1.3 偶然荷载在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、撞击力、地震等。 2.2 荷载代表值 《荷载规范》规定：对永久荷载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2.2.1 荷载标准值它是荷载的基本代表值，指结构在使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。 2.2.2 可变荷载组合值当结构同时承受两种或两种以上的可变荷载时，考虑到所有荷载同时达到其单独出现时可能达到的最大值的概率较小，因此，除主导荷载（产生最大荷载效应的荷载）仍以其标