各类结构荷载计算及组合
建筑幕墙设计(第四章)荷载及其组合
横向验算风荷载单独作用下挠度。
4 荷载及荷载组合
第二节 风荷载 风荷载是作用于幕墙的一种主要直接作用，它垂 直作用于幕墙面板表面。 设计要求：(1)既需考虑长期使用过程中，在一定时距平
均最大风速的风荷载作用下保证 正常使用功 能不受影响。 (2)在阵风袭击下不受损坏，避免事故发生。
风荷载计算公式:
w w（主体结构） w w（外围护 幕墙）
k Z s z o k gz s z o
4 荷载及荷载组合
第二节 风荷载 1 基本风压Wo
当风以一定速度向前运动遇到幕墙阻碍时，幕墙承受风 压，幕墙所在地区不同，它们的基本风压不同。
Vo / 2 wo
A：近海海面、海岛、海岸、湖岸、沙漠 B：田野、乡村、丛林、丘陵、房屋稀疏的乡镇 C：密集建筑群的城市市区（一般城市) D：密集建筑群且房屋较高城市（北京、上海等）
4 荷载及荷载组合
A z c z
1.379( z /10) 0.616( z /10)
0.24
0.44
B z D z
4 荷载及荷载组合
4 阵风系数 gz 第二节 风荷载
瞬时风压峰值与10min平均风压（基本风压）的比值， 取决于场地粗糙度类别和建筑物高度。 K (1 2 ) 玻璃幕墙 石材金属幕墙取2.25 gz f K-地区粗糙度调整系数 A取0.92 B取0.89
A f
C取0.85 D取0.8
4 荷载及荷载组合
第一节 概述 2 幕墙的荷载组合 承载Hale Waihona Puke 极限状态G G w w w
荷载种类及计算条件
荷载种类及计算条件荷载是指施加于建筑结构或其他构筑物上的外力或外荷，常用于分析和设计建筑、桥梁、道路、船舶等工程的强度和稳定性。
根据实际情况分析和选择合适的荷载种类和计算条件，可以确保结构的安全性和经济性。
本文将介绍常见的荷载种类及其计算条件。
一、荷载种类1.死荷载死荷载是指在结构使用和工作过程中始终存在的固定荷载，如自重、装修材料、固定设备等。
死荷载的大小与结构自身的质量和构造方式有关。
2.活荷载活荷载是指结构使用过程中人员、设备、货物等所有活动的荷载。
根据不同情况，活荷载可以分为移动活荷载和停止活荷载。
移动活荷载是指在结构上频繁移动的活荷载，如行人、车辆等。
停止活荷载是指在结构上停留的活荷载，如货物、设备等。
3.风荷载风荷载是指结构受到风力作用时所承受的荷载。
风荷载的大小与结构的外形、高度、地理位置、风速等有关。
一般需要根据当地的风速数据和结构的风荷载系数来进行计算。
4.雪荷载雪荷载是指结构受到积雪作用时所承受的荷载。
雪荷载的大小与结构的外形、地理位置、设计寿命等有关。
一般需要根据当地的雪厚度和结构的雪荷载系数来进行计算。
5.地震荷载地震荷载是指结构受到地震时所承受的荷载。
地震荷载的大小与地震的震级、地震波形、结构的设计地震参数等有关。
一般需要根据地震区域划分、地震烈度等级等来进行计算。
6.温度荷载温度荷载是指结构受到温度变化引起的热应力时所承受的荷载。
温度荷载的大小与结构的材料、尺寸、温度差等有关。
一般需要根据结构的热膨胀系数和温度差来进行计算。
二、荷载计算条件1.荷载标准荷载计算需要根据国家和地区的荷载标准进行。
常见的荷载标准有《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载标准》等。
2.荷载计算方法荷载计算方法包括静力计算方法和动力计算方法。
静力计算方法适用于荷载作用下结构的静力平衡条件，动力计算方法适用于考虑结构的动态响应。
3.荷载系数荷载系数是指荷载计算中所引入的系数，用于考虑各种不确定因素，以确保结构的安全性。
门式刚架荷载计算及内力组合
（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/q KN m =⨯=≈2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。
对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m ，但构件的荷载面积大于602m 的可乘折减系数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2m 。
由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014； 高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。
（4） 风荷载体型系数s μ其中，s μ＝0.2010.2 4.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+- 各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/mw 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/mw 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/mw 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/mw 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/mw 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2kω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4kω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6kω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。
结构线荷载、面荷载计算( 参考)
确定钢筋混凝土模板支撑工程是否属于危大或超规模危大工程的参考计算一、钢筋混凝土结构线荷载：
荷载效应基本组合（以计算承载能力）计算公式（参考）：
计算依据：
JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规范》
由永久荷载效应控制的组合：
线荷载S=
1.35×（xx模板自重
0.5×梁宽加上梁两侧模高之和+混凝土自重24×梁横截面积+钢筋自重
1.5×xx横截面积）+
1.4×振捣活载2×xx×
0.7＝？KN/m
当S=15KN/m、xx
0.5m时，梁的结构横截面积=
0.38㎡；（危大分项）
当S=20KN/m、xx
0.5m时，梁的结构横截面积=
0.51㎡。
（超规模危大分项）
二、钢筋混凝土结构总荷载：
荷载效应基本组合计算公式（参考）：
由永久荷载效应控制的组合：
总荷载S=（板的总组合荷载+梁的总组合荷载）/该区域总面积=？KN/㎡楼板总组合荷载S=
1.35×（木模板自重
0.3+混凝土自重24×板厚+板钢筋自重
1.1×板厚）+
1.4×人设备活载
2.5×
0.7=？KN/㎡当板的总组合荷载S=10 KN/㎡时，板的厚度h=
0.22m；（危大分项）当板的总组合荷载S=15 KN/㎡时，板的厚度h= 0.36m；（超规模危大分项）。
荷载分类、代表值定义及各规范荷载组合
对可变荷载采用准永久值为代表值的组合
使用状态、设计组合、适用计算及分项系数
验算状态
荷载效应
组合
适用计算
抗力取值
分项系数
规范
正常使用极限状态
标准组合
按地基承载力确定基底面积及埋深；按单桩承载力确定桩数；
地基承载力特征值或单桩承载力特征值
地基基础3.0.5
验算基础裂缝宽度
准永久组合
地基变形（含沉降、差异沉降、倾斜）（不计风荷载和地震作用）；
荷载分类及取值
荷载分类
类型
代表值
永久荷载
例如结构自重、土压力，预应力等。
标准值
偶然荷载
例如爆炸力、撞击力等（自重是指材料自身重量产生的荷载（重力））
标准值、组合值、频遇值或准永久值
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
按建筑结构使用的特点确定
荷载代表值定义
荷载代表值
按单桩承载力确定桩数；
基桩或复合基桩承载力锚杆杆体与砂浆的锚固长度、锚杆锚固体与岩土层的锚固长度；
计算支护结构抗裂；
准永久组合
计算支护结构变形、锚杆变形及地基沉降（不计风荷载和地震作用）（相应限值为支护结构、锚杆或地基变形的允许值）
承载能力极限状态
基本组合
确定支护结构截面、基础高度、计算基础或支护结构内力、确定配筋和验算材料强度
分项系数1.0
承载能力极限状态
基本组合
挡墙、地基或滑坡稳定；
基础抗浮稳定
分项系数1.0
确定基础或桩基承台高度；
确定支挡结构截面；
计算基础或支挡结构内力，确定配筋和验算材料强度；
挡土墙压力及滑坡推力
毕业设计指导书(框架结构设计)-内力计算及组合
计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图3-6。
图 3-6 杆端及节点弯矩正方向
1）横梁固端弯矩：
（1）顶层横梁
自重作用：
板传来的恒载作用：
（2）二～四层横梁
自重作用：
板传来的恒载作用：
2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧）
顶层外纵梁
相交于同一点的多个杆件中的某一杆件，其在该节点的弯矩分配系数的计算过程为：
（1）确定各杆件在该节点的转动刚度
杆件的转动刚度与杆件远端的约束形式有关，如图3-1：
（a）杆件在节点A处的转动刚度
（b）某节点各杆件弯矩分配系数
图 3-1 A节点弯矩分配系数（图中 ）
（2）计算弯矩分配系数μ
（3）相交于一点杆件间的弯矩分配
（3）求某柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩——该柱右侧跨的上、下邻层横梁布置活荷载，然后隔跨布置，其它层按同跨隔层布置（图3-4c）；
当活荷载作用相对较小时，常先按满布活荷载计算内力，然后对计算内力进行调整的近似简化法，调整系数：跨中弯矩1.1～1.2，支座弯矩1.0。
（a）（b） （c）
图 3-4 竖向活荷载最不利布置
∑Mik/l
V1/A=gl/2+u-∑Mik/l
M=gl/2*l/4+u*1.05-MAB-V1/A*l/2
4
21.9
4.08
2.25
6
12.24
41.06
-30.54
2.55
50.75
-60.24
3
16.61
4.08
2.25
6
12.24
31.14
荷载分类和组合
荷载分类和组合试题下载1、计算檩条承受的雪荷载条件：某仓库屋盖为粘土瓦、木望板、木椽条、圆木檩条、木屋架结构体系，其剖面如图1．4．1所示，屋面坡度α=26．56°(26°34′)，木檩条沿屋面方向间距1．5m，计算跨度3m，该地区基本雪压为0．35kN／m2。
要求：确定作用在檩条上由屋面积雪荷载产生沿檩条跨度的均布线荷载标准值。
2、最大轮压产生的吊车梁最大弯矩准永久值(未乘动力系数)条件：跨度6m的简支吊车梁，其自重及轨道，联结件重的标准值为5．8kN／m，计算跨度l0=5．8m，承受二台A5级起重量10t的电动吊钩桥式吊车(上海起重运输机械厂生产)，吊车跨度L k=16．5m，中级工作制。
吊车主要技术参数见表1．3．4。
要求：由吊车最大轮压产生的吊车梁正截面最大弯矩准永久值。
3、钢吊车梁的最大轮压设计值和横向水平荷载设计值条件：厂房中列柱，柱距12m，柱列两侧跨内按生产要求分别设有重级工作制软钩吊车两台，吊车起重量Q=50／10t，横行小车重g=15t，吊车桥架跨度L k=28．5m，每台吊车轮距及桥宽如图1．3．12所示，最大轮压Pmax=470kN(标准值)。
已确定吊车梁采用Q345钢，截面尺寸(无扣孔)如图1．3．13所示。
要求：确定轮压设计值和横向水平荷载设计值4、计算屋面板承受的雪荷载条件：某单跨带天窗工业厂房，屋盖为1．5m×6m预应力混凝土大型屋面板、预应力混凝土屋架承重体系，当地的基本雪压为0．4kN／m2，其剖面图见图1．4．2。
要求：确定设计屋面板时应考虑的雪荷载标准值。
5、设计会议室楼面梁时楼面活荷载的折减条件：某会议室的简支钢筋混凝土楼面梁，其计算跨度l0为9m，其上铺有6m×1．2m(长×宽)的预制钢筋混凝土空心板(图1．2．3)。
要求：求楼面梁承受的楼面均布活荷载标准值在梁上产生的均布线荷载。
6、设计车库楼面梁时楼面活荷载的折减条件：某停放轿车的停车库钢筋混凝土现浇楼盖，单向板、主次梁结构体系(图1．2．5)。
荷载取值
一 荷载计算及荷载组合鉴于本单层厂房工程属于轻型门式房屋，无吊车等重型动力荷载、屋面不上人，在考虑结构荷载时，只需要考虑屋面永久荷载，以及屋面活荷载、雪荷载、积灰荷、风荷载等屋面可变荷载。
荷载取值及荷载组合按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）进行。
（一）荷载取值1.1永久荷载屋面永久荷载分为结构自重和结构附属荷载，其中结构自重通常包括屋面板、檩条、支撑、刚架自重，附属载荷包括吊顶、管线、天窗、风帽等悬挂或建筑设施。
对于檩条的自重取值，一般实腹式取0.1KN/m 2、格构式取0.5KN/m 2的标准。
本文中取屋面永久荷载为0.95KN/m 2,将屋面均布荷载换算成沿刚架梁长度方向的线性荷载，其中柱距为6m ，则=6x0.95=5.7KN/m 。
结构计算简图如下图所示。
1.2可变荷载屋面可变荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载等。
（1）活荷载作用于结构上的屋面活荷载一般按照投影于水平方向上的面积计算，并且考虑施工荷载和屋面检修荷载，屋面均布活荷载按照不上人屋面0.5KN/m 2、上人屋面2.00.5KN/m 2取值。
本文为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m 2。
将屋面均布活荷载换算成沿刚架梁长度方向的线性荷载，其中柱距为6m ，则为6x0.5=3.0KN/m 。
（2）雪荷载雪荷载是指投影于屋面水平方向上的积雪荷载。
雪荷载的大小与许多因素有关，包括当地的气候和地形、建筑物的形状、屋面的材料种类和受热状况等。
《建筑结构荷载规范》规定，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值。
本文雪荷载小于活荷载，选取活荷载进行计算。
（3）风荷载风荷载通常指垂直地作用于建筑物表面的荷载值。
影响风荷载标准值的因素很多，包括建筑物所在地区的基本风压、建筑物的高度、体型、建筑物的地面粗糙程度等，其值可按下列公式计算：0ωμμβω∙∙∙=z s z k （1）式（1）中z β为高度z 处的风振系数，s μ为风压高度变化系数，z μ为风荷载体型系数，0ω为基本风压值。
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各类结构荷载计算及组合
结构荷载计算及组合是结构设计中非常重要的一个环节，它是确定结
构受力情况、决定结构尺寸和确定材料选型的基础。
对于不同的结构类型
和耐力性能要求，荷载计算及组合的方法也有所不同。
下面将介绍一些常
见的结构荷载计算及组合方法。
1.建筑结构荷载计算及组合：
建筑结构荷载主要包括自重荷载、活载和风载。
自重荷载是指结构自
身的重量，可以通过材料的密度和结构空间的体积计算得出。
活载是指建
筑物使用过程中对结构的加荷，如人员、家具、设备等。
风载是指风对建
筑物表面造成的压力或吸力，通常根据不同地区的风速标准进行计算。
荷
载组合一般按照规范要求进行，常见的有最不利组合法和工作状态组合法。
2.桥梁结构荷载计算及组合：
桥梁结构荷载主要包括自重荷载、轮载荷载、斜拉索荷载、温度变形
荷载和地震荷载等。
自重荷载和轮载荷载可以根据桥梁材料的密度和设计
载荷计算得出。
斜拉索荷载是指悬索桥中斜拉索的拉力对结构的加荷，可
以通过斜拉索的拉力和夹角计算得出。
温度变形荷载是指桥梁受到温度变
化引起的热胀冷缩的影响，可以通过温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
地震荷载可以根据地震区域的设计地震加速度和结构的地震反应系数
计算得出。
对于桥梁结构，荷载组合通常按照规范要求进行，并考虑不同
加载位置和不同方向的组合。
3.垂直结构荷载计算及组合：
垂直结构主要指高层建筑的竖向承载结构。
除自重荷载外，垂直结构
荷载还包括活载（人员、装修材料等）、风载、地震荷载、温度变形荷载
和脱水荷载等。
脱水荷载是指建筑物在施工过程中使用的脱水设备引起的结构变形和加荷。
对于垂直结构，荷载组合通常也按照规范要求进行，并根据不同的荷载组合对结构进行强度、稳定性和振动的校核。
4.水平结构荷载计算及组合：
水平结构主要指框架结构、剪力墙结构和桩-承台-墙结构等。
水平结构荷载主要包括地震荷载、风载和温度变形荷载。
地震荷载对于水平结构来说是最重要的荷载，通常根据地震区划和结构的设计地震加速度计算得出。
风载是指风对结构的作用荷载，可以按照不同地区的设计风速标准计算得出。
温度变形荷载是指结构受温度变化引起的热胀冷缩的影响，可以根据温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
对于水平结构，荷载组合通常根据规范要求进行，并考虑不同加载位置和不同方向的组合。
综上所述，结构荷载计算及组合是结构设计中必不可少的一环，它直接影响到结构的安全性和耐久性。
设计人员需要根据不同的结构类型和耐力性能要求，合理选择和计算荷载，并按照规范要求进行荷载组合，以确保结构的稳定性和安全性。