第二章荷载计算
(施工手册第四版)第二章常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表
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。
钢结构深化设计
钢结构深化设计钢结构深化设计引言：钢结构是一种重要的建筑结构形式，具有高强度、轻质、耐候性好等特点，被广泛应用于建筑、桥梁、矿山设备等领域。
钢结构深化设计是指在初步设计的基础上，进行详细的设计计算，确保结构的稳定性、安全性和经济性。
第一章：结构设计原则1.1 结构设计目标：明确结构设计的目标，如承载能力、刚度、稳定性等。
1.2 结构设计规范：介绍使用的结构设计规范，例如《钢结构设计规范》等，并解释规范中相关的参数和限制。
第二章：荷载计算2.1 死载计算：明确钢结构支撑的各种设备、人员、建筑自身的重量。
2.2 活载计算：详细计算并分析钢结构所受的动态载荷，如风荷载、地震荷载等。
2.3 温度效应计算：考虑钢结构在温度变化时的热膨胀和热收缩。
第三章：结构分析3.1 结构模型：建立钢结构的有限元模型，包括节点、梁柱等。
3.2 静力分析：进行静力分析，计算结构的内力、位移等参数。
3.3 动力分析：根据钢结构的振动特性进行动态分析，确定响应谱等参数。
第四章：构件设计4.1 梁设计：根据结构分析结果，进行梁的尺寸、截面形状和螺栓连接等设计。
4.2 柱设计：根据结构分析结果，进行柱的尺寸、截面形状和螺栓连接等设计。
4.3 节点设计：设计钢结构中的节点，包括刚性连接、铰接连接等。
第五章：稳定分析5.1 屈曲分析：对于长柱和细长构件，进行屈曲分析，判断其稳定性。
5.2 稳定分析：考虑钢结构在不同工况下的稳定性，进行稳定分析。
第六章：设计验证与优化6.1 结构设计验证：验证结构是否满足设计要求，包括承载能力、位移等。
6.2 结构优化：根据设计验证结果，对结构进行优化，提高其经济性和安全性。
扩展内容：1、本所涉及附件如下：- 结构设计报告- 结构图纸- 结构计算表格- 结构检测报告2、本所涉及的法律名词及注释：- 钢结构设计规范：国家标准《钢结构设计规范》（GB 50017-2017），用于指导钢结构设计的标准。
- 动力分析：通过模拟结构在地震等动力荷载作用下的振动特性进行分析，用于确定结构的抗震性能。
第二章 重力坝——§2重力坝的荷载及其组合汇总
◎一、荷载计算——地震荷载
地震动水压力
水深h处动水压力合力Py（见图） 作用点在水面以下位置hy（见图） 方向：指向坝面（上下游） 倾斜上游面：py、P0乘以ψ/90 河谷宽高比B/H<5，乘以折减系数 C1=0.75+0.05B/H
◎一、荷载计算——地震荷载
地震动土、动沙压力
静沙压力：Pn
E
1 2
◎一、荷载计算——地震荷载
地震惯性力计算——拟静力法
水平~
– 整体水平~ Q0 KH Cz FW
– 分块水平~
Pi
Wi i
n
Q0
Wi i
i 1
竖向~
– 整体竖向~
Q0'
2 3
KH Cz FW
– 分块竖向~
Pi
Wi i
n
Q0
Wi i
i 1
– 同时计入水平、竖向惯性力时，+h）
◎一、荷载计算—波浪压力
波浪压力分布：水面以上=静水压力分布（线性） 水面以下呈线性衰减，分三种情况：
深水波：H>l/2，波浪压力分布如图（a） 浅水波: Hlj<H<L/2，如图（b） 破碎波: H<Hlj，图（c）
◎一、荷载计算—波浪压力
图（a）：至水深=L/2处衰减至0，即三角形分布
图（b）：至坝底处剩余压强：
Plj
h sech
2H1
L
图（c）
– 静水位处波浪压强： – 水面以下h/2处波浪压强： – 坝底处波浪压强：
Pj K jh
P水面以下h / 2 0.7Pj
P坝底 Pj
◎一、荷载计算
• 6、冰压力
静冰压力：库表结冰后，气温回升时冰层膨胀压力 动冰压力：冰层破碎后，在风、水流作用下流动，
荷载统计-重力荷载代表值计算
荷载统计，重力荷载代表值计算：根据确定的构件截面尺寸，楼地面做法、外墙做法、门窗做法，填充墙材料等，查阅荷载规，确定恒载和活载标准值，然后按实际情况统计荷载。
以下的示例，只是给出第一层、第二层及顶层的重力荷载代表值，并不完整，仅供参考。
每个人最终确定的计算简图中，质点的个数等于层数，也即有5层，就要分别计算5层的重力荷载代表值。
对于上人屋面，将突出屋面部分的楼梯间单独考虑，作为一个质点，即质点个数等于层数加一。
计算原则：将楼面上下各一半高度围的全部荷载集中于楼面标高处。
第二章重力荷载代表值计算2．1 各种荷载设计值计算。
(1). 屋面永久荷载计算（不上人屋面）20mm厚水泥沙浆面层 0.02×20=0.40kN/m2采用保温层（找坡）卷材防水屋面SBS改性沥青防水卷材 0.3kN/m2素水泥浆粘结层15mm厚1：3水泥砂浆找平： 0.015×20=0.30kN/m2150厚憎水性珍珠岩保温层： 4×0.15=0.6 kN/m2（2%找坡最薄处50厚）20mm厚1：3水泥砂浆找平： 0.02×20=0.40kN/m2（刷一层冷底子油隔气层）100mm厚现浇混泥土屋面板： 0.10×25=2.5kN/m2刷大白浆一道合计： 4.5 kN/m2(2). 二-五层水磨石楼面恒载:水磨石面层 0.65 kN/m2(10mm面层，素水泥浆一道，20mm水泥砂浆打底)100厚现浇钢筋混凝土板 25×0.10=2.5 kN/m2刷大白浆一道合计 3.15 kN/m2(3).防静电地板楼面恒载：防静电地板 0.4kN/m212厚水泥砂浆找平： 0.02×12=0.24kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板 25×0.10=2.5 kN/m2合计 3.14 kN/m2(4).卫生间楼面荷载：5厚瓷锦砖（水泥擦缝） 0.12 kN/m2撒素水泥面20厚的1：2.5水泥砂浆找平 0.02×20=0.40kN/m2素水泥浆一道60厚的细石混凝土（1%向地漏方向找坡） 22×0.06=1.32kN/m21.5厚的SPU防水涂料100厚现浇钢筋混凝土板 25×0.10=2.5刷大白浆一道合计 4.34 kN/m2(5).屋面及楼面可变荷载标准值：不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/m2楼面活荷载标准值 2.0 kN/m2走廊活荷载标准值 2.5 kN/m2屋面雪荷载标准值 SK =urS=1.0×0.65=0.65 kN/m2（式中ur为屋面积雪分布系数，当屋面倾斜角度≤250时，ur=1.0 ）(6)．普通砖 18kN/m3钢筋混凝土过梁 25 kN/m3外墙面为20 mm厚抹灰（喷涂灰色乳胶漆） 17×0.02=0.34kN/m2墙面两侧为20mm厚抹灰（白色乳胶漆） 17×0.02=0.34kN/m2吸音矿棉板墙面（音乐教室室） 4×0.018+20×0.018=0.432kN/m2瓷砖墙面 0.5kN/m2木门单位面积重力荷载为 0.2 kN/m2塑钢窗单位面积重力荷载取 0.4 kN/m2玻璃幕墙单位面积重力荷载取 1.2 kN/m2钢框玻璃门单位面积重力荷载取 0.45 kN/m2(7).主要结构的框架设计:整栋教学楼结构为L型,基于L角部外伸的长度大于0.3 Bmax ,所以在结构设计的时候要在设置防震缝,按照建筑抗震设计手册,设置双柱,双梁,双墙,取缝的宽度为100mm,在进行框架设计的时候,考虑主要框架.2.2 重力荷载代表值的计算2.2.1 第一层：上下半层重力荷载代表值图2.1 一层梁柱布置图1、梁，柱自重（见下表2.1）梁自重: 2905.34 kN柱自重: 1.05×1809.23=1899.69 kN(注：1.05为考虑柱身抹灰粉刷对其重力荷载的增大系数)注：1)梁长度取净长，柱长取计算高度（算至室外地面下0.5m处）2) g—表示单位长度构件重力荷载3) β—表示由抹灰粉刷自重放大系数4) 楼梯处的梁及楼梯处的板近似按板后的 1.5倍计算,此处不与考虑.2、外填充墙自重的计算：外墙单位墙面重力荷载为： 18×0.24+2×0.02×17=5 kN/m2墙单位墙面重力荷载为： 18×0.24+2×17×0.02=5 kN/m2墙120隔墙单位墙面重力荷载为：18×0.12+2×17×0.02=2.84kN/m2吸音矿棉板墙面 18×0.24+17×0.02+0.432=5.09 kN/m2厕所瓷砖墙面 18×0.24+17×0.02+0.5=5.16kN/m2厕所120双面瓷砖隔墙单位墙面重力荷载为18×0.12+2×0.5=3.16kN/m23、一层墙体自重计算：1) A轴线上下半层重力荷载代表值a,纵梁下墙体计算高度（4.2+0.45+0.5）／2-0.7=1.875m （7.8×3+3.0+5.4×4）×1.875-(3×6+2.4+3.9×4) ×1.375-0.24×(3.4×6+2.8+4.3×4) = 90-49.5-9.7=30.8 m2则：墙体自重 30.8×5=154.0 kN塑钢窗自重 49.5×0.4=19.8 kN过梁自重 9.6×0.24×25=57.6 kN钢框玻璃门 7.8×1.875×0.45=6.58 kN小计： 238.48 kNb, 纵梁上墙体计算高度 4.2／2=2.1m（7.8×3+3.0+5.4×4）×2.1-(3×6+2.4+3.9×4) ×1.2 =100.8-43.2=57.6m2则：墙体自重 57.6×5=288 kN塑钢窗自重 43.2×0.4=17.28 kN玻璃幕墙自重 8.4×2.1×1.2=21.17 kN栏杆 1.0×7.8=7.8kN(栏杆荷载取1.0kN/m)小计： 334.25 kN2) B轴线上下半层重力荷载代表值a, 纵梁下墙体计算高度h=1.875m（7.8×3+3.0+5.4×4）×1.875-11 ×1.0×0.475-(3.6×3+3×4) ×0.9-0.24×(1.4×11+4×3+3.4×4)=90-5.23-20.52-9.84=54.42m2则：墙体自重 54.42×5=272.08 kN塑钢窗自重 20.52×0.4=8.21 kN木门自重 5.23×0.2=1.05 kN过梁自重 9.84×0.24×25=59.04 kN钢框玻璃门 2.4×1.875×0.45=2.03 kN小计： 342.41 kNb, 纵梁上墙体计算高度h=2.1m2.4×1.1+(7.8×4+3+5.4×4) ×2.1-12×1×2.1=119.82-25.2=94.62m2则：墙体自重 94.62×5=473.1 kN木门自重 25.2×0.2=5.04 kN小计： 478.14 kN3) C轴线上下半层重力荷载代表值a, 纵梁下墙体计算高度h=1.875m（7.8×3+5.4×4）×1.875-1.0×9 ×0.475-(3.6×3+3×4) ×0.9-0.24×(1.4×9+3×4+3.4×4)=84.38-4.28-20.52-9.17=50.41m2则：墙体自重 50.41×5=252.05 kN塑钢窗自重 20.52×0.4=8.21 kN木门自重 4.28×0.2=0.86 kN过梁自重 9.17×0.24×25=55.02 kN7.8×1.875-0.8×4×0.475-1.2×4×0.24=14.63-1.52-1.15=11.96 m2则：墙体自重 11.96×5.16=61.71 kN木门自重 1.52×0.2=0.30 kN过梁自重 1.15×0.24×25=6.91 kN小计： 385.06 kNb, 纵梁上墙体计算高度h=2.1m(2.4+7.8×3+3+5.4×4) ×2.1-(2×2+9×1.0) ×2.1=105.84-27.3=78.54 m2则：墙体自重 78.54×5=392.7 kN木门自重 27.3×0.2=5.46 kN7.8×2.1-0.8×4×2.1=16.38-6.72=9.66 m2则：墙体自重 9.66×5.16=49.85 kN木门自重 6.72×0.2=1.34 kN小计： 449.35 kN4)D轴线上下半层重力荷载代表值a, 纵梁下墙体计算高度h=1.875m（2.4+3+7.8×3+5.4×4）×1.875-(1.8×1.4+2.4×1.4+3×6×1.375+3.9×3×1.375)-(3.4×6+4.3×3) ×0.24=94.5-46.72-8.00=39.78m2则：墙体自重 39.78×5=198.9 kN塑钢窗自重 46.72×0.4=18.69 kN过梁自重 8×0.24×25=48 kN7.8×1.875-2×3×1.4=14.63-8.4=6.23则：墙体自重 6.23×5.16=32.15 kN塑钢窗自重 8.4×0.4=3.36 kN小计： 301.1 kNb, 纵梁下墙体计算高度h=2.1m（2.4+3+7.8×3+5.4×4）×2.1-(3×6+3×3.9) ×1.2 =105.84-29.7=76.14 m2则：墙体自重 76.14×5=380.7 kN塑钢窗自重 29.7×0.4=11.08 kN7.8×2.1=16.38 m2则：墙体自重 16.38×5.16=84.52 kN小计： 476.3 kN5)1/C，E，F，G，H轴线上下半层重力荷载代表值a, 纵梁下墙体计算高度h=1.875m(次梁下为2.075m)6.12×2×2.075 =25.40m2则：墙体自重 25.4×5=127 kN小计： 127 kNb, 纵梁下墙体计算高度h=2.1m6.12×2.1 =12.85 m2则：墙体自重 12.85×5=64.25 kN小计： 64.25 kN6)10轴线上下半层重力荷载代表值(玻璃幕墙)a,楼层下幕墙计算高度h=2.575m（11.4+1.8）×2.575-2.97×1.975=28.12m2则：玻璃幕墙自重 28.12×1.2=33.74 kN钢框玻璃门自重 11.73×0.45=2.64 kN小计： 36.38 kNb,楼层上幕墙计算高度h=2.1m（11.4+1.8）×2.1=27.72 m2则：玻璃幕墙自重 27.72×1.2=33.26 kN栏杆自重 1.0×(11.34+1.74)=13.08 kN小计： 92.85 kN7)9轴线上下半层重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m7.8×2×1.875-0.8×2 ×0.475-1.8×2×1.375-(1.2×2+2.2×2) ×0.24=29.25-0.76-4.95-1.63=21.91m2则：墙体自重 21.91×5=109.55 kN塑钢窗自重 4.95×0.4=1.98 kN木门自重 0.76×0.2=0.15 kN过梁自重 1.63×0.24×25=9.78 kN小计： 121.46 kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m7.8×2×2.1-1.8×2×1.2-0.8×2×2.1=32.76-4.32-3.36=25.08m2则：墙体自重 25.08×5=125.4 kN塑钢窗自重 4.32×0.4=1.73kN木门自重 3.36×0.2=0.67kN小计： 127.80KN8)1/8轴线上下半层重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m7.8×1.875=14.63 m2则：墙体自重 14.63×5=73.15kN小计： 73.15kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m7.8×2.1=16.38m2则：墙体自重 16.38×5=81.9kN小计： 81.9kN9) 8，7，6，5，4轴线上下半层重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m7.8×10×1.875-3.9×1.375-4.3×0.24=146.25-5.36-1.03=139.86 m2则：墙体自重 139.86×5=669.3kN塑钢窗自重 5.36×0.4=2.14kN过梁自重 1.03×0.24×25=6.18kN小计： 677.62kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m7.8×9×2.1=147.42 m2则：墙体自重 147.42×5=737.1kN小计： 737.1kN10) 3，2轴线上下半层重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m7.8×1.875×2=29.25 m2则：墙体自重 29.25×5.16=150.93kN7.8×1.875×2=29.25 m2则：墙体自重 29.25×5=146.25kN小计： 297.18kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m7.8×2.1×2=32.76 m2则：墙体自重 32.76×5.16=169.04kN7.8×2.1×2=32.76 m2则：墙体自重 32.76×5=163.8kN小计： 332.12kN11) 1轴线上下半层重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m(7.8+2.1)×1.875-1.5×1.375-1.9×0.24=18.56-2.06-0.46=16.04 m2则：墙体自重 16.04×5=80.2kN塑钢窗自重 2.06×0.4=0.82kN过梁自重 0.46×0.24×25=2.76kN小计： 83.78kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m(7.8+2.1)×2.1-1.5×1.2=20.79-1.8=18.99 m2则：墙体自重 18.99×5=94.95kN塑钢窗自重 1.8×0.4=0.72kN小计： 95.67kN12) 7，8与C，D轴线之间上下半层120墙重力荷载代表值a,横梁下墙体计算高度h=1.875m（次梁h=2.075m）3．96×1.875+5.82×2×2.075-0.8×2×0.475-1.2×0.24×2 =31.58-0.76-0.58=30.24 m2则：墙体自重 30.24×2.84=85.88kN木门自重 0.76×0.2=0.152kN过梁自重 0.58×0.24×25=3.48kN小计： 89.51kNb,横梁上墙体计算高度h=2.1m3．96×2.1+3.84×2.1+5.82×2×2.1-0.8×3×2.1=40.82-5.04=35.78 m2则：墙体自重 35.78×2.84=101.62kN木门自重 5.04×0.2=1.01kN小计： 102.63kN13)厕所上下半层120墙重力荷载代表值(双面瓷砖)a,厕所下墙体计算高度h=1.875m（次梁h=2.075m）( 8.4+0.12+3.18×2+0.12×2+2.7×2) ×2.075=42.58 m2则：墙体自重 42.58×3.16=134.55kN小计： 134.55kNb,厕所上墙体计算高度h=2.1m( 8.4+0.12+3.18×2+0.12×2+2.7×2) ×2.1=43.09 m2则：墙体自重 43.09×3.16=136.16kN小计： 136.16kN14)外墙梁侧抹灰自重(7.8×2+2.1+2.4+7.8×4+3.0+5.4×4+7.8+5.4×3+7.8×4+3+2.4)×0.7+7.8×0.6=100.23 m2自重： 100.83×17×0.02=34.08kN小计： 34.08kN15)轻钢雨蓬自重3.6×9.6=34.56 m2自重： 34.56×1.5=51.84 kN小计： 51.84 kN16)楼板自重和活载=63.71 m2a，卫生间板的面积 S1b, 走廊面积 S=2.1×66.35+16.28-0.3×2.1×11=148.69 m23=64.83+63.66×c, 其它面积S46+27.54+88.48+91.2+92.37+90.93= 837.31 m2d，楼梯间（折算为1.5板厚计算）S5=22.5+27.54=50.04 m2恒载：卫生间恒载4.34×63.71+10×0.15×(5.7×2.0+4.8) ×1.2=305.66kN注：由于卫生间蹲便器采用上浮式，所以要在蹲便器四周填焦渣混凝土，重度为10kN/ m2，填充面积为1.2×0.9,部分靠墙边的扩大，高度为150厚，数量17个。
第二章 重力荷载(结构自重)
[例] 取钢筋混凝土容重为25 kN/m3，截面尺寸为240mm×500mm的 钢筋混凝土矩形截面梁的自重为（kN/m）:
Gk V Al 25kN / m3 240mm 500mm l 3kN / m l
梁 横 截 面
m
1-1剖面
500mm
均布线荷载q=3kN/m 1
1 l
[例] 某教室采用现浇钢筋混凝土平板（γ=25kN/m3） ，结构板厚100mm，布置 如图所示。已知水磨石地面及细石混凝土垫层共30mm厚（ γ =22kN/m3）板底 白灰砂浆12mm厚（ γ =17kN/m3），求该板自重（kN）。
2000
水磨石地面
1
钢筋混凝土板
1
A
板底白灰砂浆 细石混凝土垫层
1 A1h1 2 A2h2 3 A3h3 A1 A2 A3 A A1h1 2h2 3h3 2.5 2 25 0.1 22 0.03 17 0.012
16.82kN
[例] 现有一钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸为240mm×500mm， 计算跨度为6m，梁上内墙（普通砖18kN/m3）厚240mm，梁和墙的 两侧抹灰（混合砂浆17kN/m3）厚度均为20mm，层高2.8m，楼板厚 100mm，求该梁所受均布线荷载（不包括板传递的）？
第二章 重力荷载
由重力导致的荷载则称为重力荷载。
结构自重 雪荷载 楼、屋面活荷载 车辆、人群荷载 吊车荷载
2.1 结构自重
--------组建筑结构的材料重力：混凝土、钢材、砌体、装修等。
Gk V 2 1
Gk --- 构件自重（kN） γ --- 构件材料的容重（kN/m3） V --- 构件体积（m3）
水工建筑物：第二章 拱坝—拱坝的荷载
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
拱坝和重力坝都是挡水建筑物，承受相同的作用荷载，但是拱坝 的结构形式和工作特点与重力坝有不同之处，各种荷载在两种坝 中的重要性是不同的。
温度荷载 地震荷载
扬压力 其它
温度荷载上升为主要荷载。 竖向分量产生的作用效应远远小于水平分量 扬压力下降为次要荷载，稳定计算中应计入。 浪压力、冰压力
第三节
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
拱坝的荷载及荷载组合
温升效应 Δt>0
温降效应 Δt<0
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1. 温度荷载
平均温度
线性温差
非线性温差
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
3、扬压力 在中、小型拱坝和薄拱坝的坝体应力分析中可不考虑扬压力的作用，
重力拱坝和中厚拱坝则宜考虑扬压力的作用；坝基及拱座稳定分析时， 应计及扬压力或渗透压力荷载。
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
拱坝建成并且进行封拱灌浆形成整体之后，坝体内部具有 相对稳定的温度场（即封拱温度 ）t1。在大坝运行过程中，水温 和气温发生周期性的改变，坝内温度也随之相应改变t2，由于坝 体嵌固在基岩不能自由伸缩，因此坝体内产生温度应力。
拱坝的温度荷载就是指坝体内温度 相对于封拱温度 的变化 值。Δt=t2-t1
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
在水压力和温度荷载共同引起的径向变位中，温度荷载约占 据1/3至1/2，对坝顶部分的影响更大。按拱、梁作用来分析拱坝 应力时，通常假定温度荷载由拱圈承担。
产生温度荷载的两个原因是： （1）混凝土施工过程中水化热的散发； （2）外界气温和水温的变化
第二章 结构上的荷载及其取值
●基本风压w0
贵阳 厦门 南宁 香港 台 湾
全国基本风压分布图（局部，单位：kN/m2）
●基本风压w0
全国各城市的50年一遇基本风压和雪压（部分）
对于平坦或稍有起伏的地形
风压高度变化系数μz（部分）
离地面或海 平面高度 （ m）
地面粗糙度类别
●风压高度变化系数μz
对于山峰和山坡
z B z
z B 1 ktg 1 2.5 H
B z A H
2
k：山峰3.2 山坡1.4
B C
d1 d2
某城市风荷载统计资料
概率密度函数
频率 密度
全概率： P
平均值： E X
-
f x dx 1
f x xdx
对称轴
均方值： EX
2
f x x 2 dx
反弯点
离散系数：
随机变量x
方差： E X
悬挂吊车
电动葫芦
单梁桥式吊车
双梁桥式吊车
壁行吊车（实腹悬臂）
壁行吊车（桁架悬臂）
◆吊车荷载标准值
●吊车竖向荷载标准值 ●吊车纵向水平荷载标准值 ●吊车横向水平荷载标准值
Pmin
Pmax Q2
Pmax、Pmin 0.1ΣPmax T Q Q2 g
Pmin T
T Q1
T
T
K
Pmax
第二章路基承受的荷载资料
• 条形荷载，作用在道床顶面
• 对于三层系统（道床和路基之间有一层
25～30cm的垫层或称路基保护层），可按 Odemark理论进行简化，如图所示用一个当 量半空间来换算。
Odemark当量理论计算多层系统中的应力(Eisenmann)
2 二层系统计算公式
• 当计算矩形均布荷载中心点下方的应力和中心
轨道荷载：
P 42.2 1.2 3.71.667 49.6kN / m
列车活载：
Q 200/1.6 125kN / m
l0 3.26 3.3m 换算土柱高：
h PQ 3.3
，
三路基面动应力的一般规律
荷载分担作用及钢轨挠曲变形曲线
枕面支承力的分配比例
1 一般规律
dL 2.6 P (1 v)
式中
— 速度系数，高速铁路无缝线路 ＝0.003； 准高速铁路无缝线路可取 ＝0.004； 一般短轨线路或线路状态差的好要适当提高；
P-—机车车辆的静轴重。
五多层系统中的应力计算
1.Odemark当量理论
• 荷载通过道床的扩散传播可用土力学
1 轴重的影响
动应力与轴重也呈线性关系
2 列车速度的影响
路基面动应力总体上随列车速度的增加而增 大，并且呈现出较为明显的线性关系，但 其增大的斜率与线路状况、机车车辆性能 有关。
路基面动应力与列车速度的关系曲线（日本）
3轨道平顺性的影响
轨道不平顺实际上是轨道结构和路基状态的综合反 映，线路平顺性愈好，路基承受的动应力愈小， 变化范围也愈均匀 。列车前方有一凹糟
动应力衰减最急剧。
• 日本资料认为基面下3.0m处的动应力约为自重应
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第二章 荷载计算2.1 荷载汇集及截面尺寸的选取2.1.1 截面尺寸选取（1）框架柱：根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：N/f c bh ≤0.9（三级框架）2e N BFG n = （3-1）其中B 为修正系数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，B 值分别取1.3, 1.2, 1.25。
F －框架柱的负荷面积e G －框架柱负荷面积上的荷载值，一般取12～15 kN/m2n －楼层数N=1.2×7.5×6.9×13×5=4036.5 kN计算附属面积： 0.9cN A f ≥=34036.5.100.919.1⨯⨯=2348.17 mm 2 取 b c ×h c =500mm ×500mm （2）框架梁：由挠度、裂度控制 h=(1/8～1/14)l ， b=(1/2～1/3)h选定纵向框架梁截面尺寸为b b ×h b =300mm ×750mm选定横向框架梁截面尺寸为b b ×h b =300mm ×700mm ；纵向次梁截面尺寸为(1/14～1/18)l ，选定b b ×h b =300mm ×650mm;横向次梁截面尺寸为(1/14～1/18)l ，选定b b ×h b =300mm ×650mm;（3）楼板厚度：1/40×4500=112.5mm 取h=120mm 楼梯板选为120mm2.1.2荷载汇集（1）恒载1）屋面（不上人）：改性沥青防水层 0.3kN/m 220mm 厚1﹕3水泥砂浆找平 20×0.02=0.4kN/m 2100mm 厚再生聚苯乙烯板保温 3.5×0.1=0.35kN/m 22 引自《建筑抗震设计》第147页焦渣找坡最薄处30mm 平均厚100 mm 10×0.1=1.0kN/m2120mm厚钢筋混凝土板 25×0.12=3.0kN/m2∑ =5.05kN/m2 2）楼面：水磨石地面 0.65kN/m2120mm厚钢筋混凝土板 3.0kN/m220mm厚板下混合砂浆抹灰 0.34kN/m2∑ =4.0kN/m2 3）梁重：梁①重：25×0.75×0.3=5.625kN/m梁②重：25×0.7×0.3=5.25kN/m梁③重：25×0.65×0.3=4.875kN/m梁④重：25×0.6×0.3=4.5kN/m次梁①重：25×0.65×0.3=4.875kN/m次梁②重：25×0.6×0.3=4.5kN/m4）墙重：（砌体与抹灰之和）外墙： 6×0.3=1.8kN/m2内墙： 6×0.2=1.2kN/m2抹灰：外墙面外抹灰：20厚水泥砂浆0.40kN/m2外墙面内抹灰及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆0.34 kN/m2保温：外墙100mm厚苯板保温层0.10×3.5=0.33 kN/m2总墙重：外墙：1.8+0.4+0.34+0.35=2.89 kN/m2内墙：1.2+0.34×2=1.88kN/m25）柱：27×0.50×0.50=6.75kN/m（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3）6）门、窗：门：0.4kN/m2窗：0.4kN/m2（2）活荷载：会议室、办公室：2.0 kN/m2卫生间、：2.5 kN/m2(办公楼、市场)屋面活载：0.5 kN/m2 (不上人屋面)；沈阳雪载：0.40 kN/m2沈阳基本风压： 0.45kN/m22.2 计算简图及层数划分由于结构质量主要集中于各层楼盖和屋盖处，故可将结构简化为图2-1所示的多质点体系，其中质量G5为第五层上半层高度范围内的全部集中于屋面标高处的质量，其他层质量均取其楼盖及其上、下各一半层高范围内的全部集中于楼面标高处的质量。
图2-1 动力荷载计算简图2.3 各层重力荷载代表值计算2.3.1 五层上半层女儿墙：现浇钢筋混凝土，高度0.9m，厚度0.12m25 kN/m3×[（38.1×0.22×0.1×2+(14.5-0.44)×0.22×0.1+(38.1-0.1)×0.12×0.8×2+(14.5-0.44)×0.12×0.8×2]=306.526 屋面自重： 5.05×(75×5×13.8) =2744.17kN纵向框架梁：5.625×7.5×5×2=421.875kN横向框架梁：5.25×6.9×2×2=144.9kN由于屋面采用桁架结构，故不计算内部框架梁和次梁柱子： 6.75×3.62×17根=206.55kN外墙(不包含洞口)：横墙（阳面）：2.89×(3.62-0.75)×(7.5×5)- 1.8×1.5×0.5×2.89×10=74.78kN 阴面同阳面纵墙：13.8×(3.62-0.7)×2.89=43.87 kN内纵墙： 3.28×[ (4.22-0.6)×(5.5×3+2.5+3.4+5.5×3)×2-0.6×(0.9×4+1.0×16)]=344.2kN内墙：由于内墙荷载较轻，与门窗荷载相差不多，还有一些小的填充墙，故近似计算：乘以0.8折减：（1．8×13.8×1.8×5+1.8×7.5×5×1.8×2）×0.8=373.25 窗重量：0．4×1.8×1.5×102=5.4 kN五层上半层的恒载∑恒=∑G5恒=2744.17+421.875+144.9+206.55+74.78×2+43.87+373.25+5.4 =4089.575 kN恒五层上半层的活载：不上人屋面0.5 kN/m2∑活=0.5×（7.5×5×6.9×2）=258.75 kNG5=G5恒+0.5G5活= 4348.325 kN2.3.2五层下半层和四层上半层楼面板自重：4×7.5×5×13.8=2070kN纵向框架梁：421.875 kN横向框架梁：434.7 kN次梁1：4.875×13.8×5=336.375 kN次梁2：4. 5×7.5×5=168.75 kN柱子： 6.75×3.6×18=437.4kN五层下半层墙：外纵墙（阳面）： 2.89×(1.8-0.75) ×7.5×5-1.2×3×5×2.89=61.77kN 外纵墙（阴面）： 2.89×(1.8-0.75)×7.5×5-1.2×3×5×2.89-1.5×0.9×5×2.89=42.263kN外横墙：2.89×(1.8-0.7) ×13.8×2=87.74 kN内墙： 1.8×13.8×(1.8-0.7) ×4 =109.3kN1.8×4.8×6×(1.8-0.6) =62.208kN窗重量： 0.4×1.2×3×10+0.4×0.9×5×1.5 =17.1kN∑恒=2070+421.875+434.7336.375+168.75+437.4+156.06+71.79+373.25+5.4+61.77+42.263+87.74+109.3+62.208+17.1=4855.981 kN∑活=2.5×(2.1×13.8+7.5×3×2.1+4.8×7.5×3) =406.575 kN2.0×(12.9×13.8+7.5×3×6.9)=666.54 kNG4=5983kN2.3.3 四层下半层和三层上半层：楼面板自重：4×7.5×5×13.8=2070kN纵向框架梁：421.875 kN横向框架梁：434.7 kN次梁3：4.875×13.8×5+48.75×6.9=370 kN柱子： 6.75×3.6×18=437.4kN四层下半层墙：外纵墙（阳面）： 2.89×1.8 ×7.5×5-0.9×3×5×2.89=156.06kN 外纵墙（阴面）： 2.89×1.8×7.5×5-0.9×3×5×2.89=156.06kN外横墙：2.89×(1.8-0.7) ×13.8×2=87.74 kN内墙： 1.8×13.8×1.8 ×4 =178.85kN1.8×4.8×6×1.8 =62.208kN窗重量： 0.4×0.9×3×10=10.8kN三层上半层：外纵墙（阳面）： 61.77kN外纵墙（阴面）： 42.263kN外横墙： 87.74 kN内墙： 109.3 kN62.208kN窗重量： 17.1kN∑恒=2070+421.875+434.7336.375+370+437.4+156.06+156.06+143.575+178.85+93.3+10.8+61.77+42.263+87.74+109.3+62.208=4835.9 kN∑活=3.5×(7.5×5×13.8) =1811.25 kNG2= G3=6647.15kN2.3.4 一层上半层首层重力荷载值G1=6770 kN。