某公司職工宿舍樓建筑結(jié)構(gòu)的荷載計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21418某公司職工宿舍樓建筑結(jié)構(gòu)的荷載計算過程案例 136001.1荷載標準值計算 1138021.1.1恒載標準值的計算 1129041.1.2活荷載標準值的確定 3136301.2重力荷載代表值計算 316561.2.1統(tǒng)計門窗 3321311.2.2恒載作用下代表值 31821.2.3活載作用下代表值 9304551.2.4代表值合并計算 10220791.2.5重力荷載代表值示意圖 10300291.3風荷載計算 11250601.4豎向荷載的計算 12321431.4.1恒載標準值 122603（1）計算qAB 1231146（2）計算qBC 123750（3）計算集中力FB 1331478（4）計算FA 14294851.4.2活載標準值 16220841.qAB計算 16622.qBC計算 1795371.FB計算 17141631.4.3內(nèi)力計算 18327651.固端彎矩計算 18252942.采用二次彎矩分配法彎矩計算 2060403計算梁端剪力 22262294計算柱軸力 241.1荷載標準值計算1.1.1恒載標準值的計算屋面和樓面做法表如下表3-1，3-2所示：表3-1屋面做法表材料厚度(mm)容重(kN/m3)荷載單位屋面1019.80.198kN/m21:5水泥焦渣找坡100141.40kN/m21:3水泥砂漿30200.6kN/m2高聚物改性瀝青20.30.006kN/m21:1水泥砂漿4200.08kN/m21:3水泥砂漿20200.4kN/m2瀝青膨脹保溫層11040.44kN/m2麻刀灰隔離層3160.048kN/m2現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板80252.00kN/m2吊頂0.25kN/m2共計5.422kN/m2表3-2樓面做法表材料厚度(mm)容重(kN/m3)荷載單位接縫干水泥漿50.12kN/m21:3水泥砂漿10200.2kN/m2細C20混凝土40251.0kN/m2板底抹灰15200.3kN/m2現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板90252.25kN/m2聚氨酯防水層1.5600.09kN/m2吊頂0.45kN/m2共計4.41kN/m2表3-2為宿舍的樓面做法表，其余結(jié)構(gòu)的恒載標準值的做法表不再一一列舉，具體數(shù)值如下表3-3：表3-3其余結(jié)構(gòu)的樓面做法統(tǒng)計表分類荷載大小單位走廊和過道4.225kN/m2衛(wèi)生間和洗衣房1.916kN/m2樓梯間8.0kN/m2外墻加保溫1.43kN/m2內(nèi)墻1.18kN/m2女兒墻1.42kN/m21.1.2活荷載標準值的確定通過查取荷載規(guī)范，對活荷載標準值做出如下規(guī)定。表3-4活荷載標準值統(tǒng)計表分類荷載大小單位基本風壓0.35kN/m2基本雪壓0.20kN/m2衛(wèi)生間2.0kN/m2宿舍2.0kN/m2走廊2.0kN/m2公共洗衣房2.0kN/m2樓梯間2.5kN/m2電梯機房7.0kN/m2上人屋面2.0kN/m21.2重力荷載代表值計算計算過程先確定各構(gòu)件自重，然后計算各層的梁的重量、樓板的重量、柱的重量、墻的重量，最后相疊加，計算結(jié)果如下所示：1.2.1統(tǒng)計門窗表3-5門窗尺寸表樓層類別尺寸(mm)個數(shù)樓層類別尺寸（mm）個數(shù)一層窗11800×150032標準層窗11800×150030一層門12400×90030標準層門12400×90030一層門22400×18004標準層門22400×18002一層門32400×24001標準層門32400×240001.2.2恒載作用下代表值1．外墻計算（1）底層墻高h=3900mm計算有效高度3900-700=3200mm=1.2m①8m墻：8-0.65=7.35m一共16面，n=16Gb=1.43×1.2×7.35×16=1290.7776kN②7m墻：7-0.65=6.35m一共4面，n=4Ge=1.43×6.35×2.9×4=278.7904kN③2m墻：2-0.65=1.35m一共2面，n=2Gf=1.43×1.35×1.2×2=29.6352kN窗洞口：1.8×1.5×30=81m2門洞口：2.4×1.8×2+2.4×2.4=14.4m2門窗墻體：1.43×(81+14.4)=327.222kN門窗自重：0.4×(81+14.4)=38.16kN合計外墻總重：G外=1290.7776+278.7904+29.6352-327.222+38.16+二層墻體自重的一半=1622.48kN（2）二至五層墻高h=3600mm計算有效高度3600-700=2900mm=2.9m①8m墻：8-0.6=7.4m一共16面，n=16G=1.43×7.4×2.9×16=1009.7152kN②7m墻：7-0.6=6.4m一共4面，n=4G=1.43×6.4×2.9×4=218.3168kN③2m墻：2-0.6=1.4m一共2面，n=2G=1.43×1.4×2.9×2=21.8784kN窗洞口上面已計算，故不再進行計算，直接得出結(jié)果。洞口處墻體：G=312.912kN門窗自重：G=38.16kN合計：G=1009.7152+218.3168+21.8784+38.16-312.912=977.1584kN頂層與標準層外墻一致，不再進行計算，G=977.1584kN內(nèi)墻計算（1）底層內(nèi)墻上為主梁墻高h=3900mm計算有效高度3900-700=3200mm=1.2m①7m墻：7-0.675=6.325m一共13面，n=13G=1.18×6.325×1.2×13=836.7216kN②8m墻：8-0.675=7.325m一共12面，n=12G=1.18×7.325×1.2×12=894.4704kN③4m墻：4-0.7=1.3m一共2面，n=2G=1.18×1.3×1.2×2=67.1616kN內(nèi)墻上為次梁墻高h=3900mm計算有效高度3900-450=3450mm=1.45m7m墻：一共16面，n=16G=1.18×7×1.45×16=1228.752kN電梯墻：G=1.18×7×1.45+1.18×2×1.45×2=120.681kN門窗洞口：2.4×0.9×28=60.48m21.5×1.8×28=75.6m2門窗墻體：G=1.18×(60.48+75.6)=432.7344kN門窗自重：G=0.4×(60.48+75.6)=55.232kN合計：G=836.7216+894.4704+67.1616+1228.752+120.681-432.7344+55.232+上一層內(nèi)墻自重的50%=3441.355kN（2）二至五層a．內(nèi)墻上為主梁墻高h=3600mm計算有效高度3600-700=2900mm=2.9m①7m墻：7-0.625=6.325m一共13面，n=13G=6.325×2.9×1.18×13=637.0793kN②8m墻：8-0.65=7.35m一共12面，n=12G=7.35×2.9×1.18×12=681.3736kN③4m墻：4-0.65=1.35m一共2面，n=2G=1.35×2.9×1.18×2=51.9116kNb．內(nèi)墻上為次梁墻高h=3600mm計算有效高度3600-450=3150mm=1.15m7m墻：7-0.65=6.35m共16面，n=16G=6.35×1.15×1.18×16=862.8888kNc．電梯墻G=7×2.85×2.98+4×1.15×1.18×2=127.395kNd．門、窗洞口2.4×0.9×28=60.48m21.5×1.8×28=75.6m2洞口墻體重：1.18×(60.48+75.6)=405.5184kN門自重：0.4×(60.48+75.6)=54.432kN合計：G=637.0793+681.3736+51.9116+862.8888+127.395+54.432-405.5184=2011.5619kN（3）頂層與二至五層一致，不再進行計算，G=2011.5619kN主梁計算（1）底層尺寸為300mm×800mm，混凝土采用C35，所以：G=25×0.35×（0.8-0.1）=5.25kN/m①梁跨度為8000mm：8-0.45=7.55m一共16根G=7.55×16×5.25=617.4kN8-0.8=7.2m一共16根G=7.2×16×5.25=611.2kN②梁跨度為7000mm：7-0.45=6.55m一共18根G=6.55×18×5.25=600.075kN③梁跨度為2000mm：2.0-0.45=1.55m一共2根G=1.55×2×5.25=14.175kN合計：G=617.4+611.2+600.075+14.175=1844.85kN（2）二至五層主梁計算結(jié)果與底層一致，直接得出：G=1844.85kN（3）頂層采用C35混凝土，容重：25kN/m3故：G=25×0.35×(0.8-0.08)=5.425kN/ma．梁跨度為8000mm8-0.475=7.525m一共16根G=7.525×5.425×16=651.17kN8-0.5=7.5m一共16根G=7.5×5.425×16=651kNb．梁跨度為7m7-0.45=6.55m一共18根G=6.55×5.425×18=639.6075kNc．梁跨度為2m2-0.45=1.55m共2根G=1.55×5.425×2=16.8175kN合計：G=651.17+651+639.6075+16.8175=1960.595kN次梁計算（1）底層尺寸：200mm×500mm，采用C35混凝土，容重：25kN/m3，因此：G=25×0.25×(0.5-0.1)=2.19kN/m跨度為7000mm的梁：7-0.35=6.65m一共16根G=6.65×16×2.19=231.016kN合計：G=231.016kN（2）二至五層次梁計算與底層一致，直接得出：G=6.65×16×2.19=231.016kN（3）頂層采用C35混凝土，容重：25kN/m3，尺寸為200mm×500mm故：G=25×0.25×(0.5-0.08)=2.32kN/ma．梁跨度為7000mm7.0-0.35=6.65m一共16根G=6.65×2.32×16=246.848kN合計：G=1960.595+246.848=2207.443kN5.柱計算（1）底層采用C40混凝土，容重為25kN/m3尺寸為650mm×650mm的柱，共22根G=0.65×0.65×5.55×25×22=1371.625kN尺寸為600mm×600mm的柱，共14根G=0.6×0.6×5.55×25×14=820.70625kN合計：G=1371.625+820.70625=2194.33kN（6）各房間及其余樓面衛(wèi)生間：S=4×7=28m2G=28×4.410=126.448kN洗衣間：S=4×7=28m2G=28×4.410=126.448kN門衛(wèi)室：S=4×7×2=56m2G=56×4.410=252.996kN樓梯間：S=4×8×2=64m2G=8×64=512kN走廊、過道:S=2×67.4=134.8m2G=134.8×4.225=569.53kN電梯間:S=8×7=56m2G=7×56=392kN房間:S=4×7×24=672m2G=4.410×672=3114.72kN合計：G=252.896+252.996+512+569.53+392+3114.72=5094.142kN（2）二至五層采用C40混凝土，容重：25kN/m3尺寸為600×600的柱，共22根G=0.6×0.6×1.6×22×25=836.55kN尺寸為550×550的柱，共14根G=0.55×0.55×1.6×14×25=415.8kN合計：G=836.55+415.8=1252.35kN（3）頂層柱與標準層一致,直接得出：G=1252.35kN6.各房間樓面計算衛(wèi)生間：S=4×7=28m2G=1.916×28=126.448kN洗衣間：S=4×7=28m2G=1.916×28=126.448kN樓梯間：與一層一致,得：G=512kN走廊、過道：與一層一致,得：G=569.53kN電梯間：電梯間與一層一致,G=392kN房間：S=4×7×26=728m2G=4.410×728=3374.28kN合計：G=126.448+126.448+512+569.53+392+3374.28=5100.706kN樓面：G=5.569×16×67.4=6005.6096kN女兒墻：G=1.42×(16+67.4)×2=570.456kN1.2.3活載作用下代表值1．一層（1）電梯間G=7.0kN/m3S=7×8=56m2G=7.0×56=392kN（2）樓梯間G=2.5kN/m3S=4×7×2=56m2G=2.5×56=140kN（3）公共廁所G=2.0kN/m3S=4×7=28m2G=2.0×28=56kN（4）其他房間G=2.0kN/m3S=4×7×26=728m2G=728×2=1456kN合計：G=1456+140+392+56=2044kN2．二至五層與一層一致，直接得出：G=2044kN3．六層活荷載僅有雪荷載，故G=16×67.4×0.25=269.6kN1.2.4代表值合并計算取一半的活載，加上自重，計算結(jié)果如下表3-6所示：表3-6重力荷載代表值疊加計算層數(shù)分類荷載值（kN）共計（kN）一層外墻體1622.4814430.18+2044.12×50%=15452.18一層內(nèi)墻體3441.36一層梁1844.85+231.02一層柱2194.33一層樓面5094.14一層活荷載2044標準層外墻體977.1611697.12+2044×50%=12719.12標準層內(nèi)墻體2011.56標準層梁1844.85+510.49標準層柱1252.35標準層樓面5100.71標準層活荷載2044六層外墻體977.1612454.13+570.46+269.6×50%=13129.39六層內(nèi)墻體2011.56六層梁1960.60+246.85六層柱1252.35六層樓面6005.61六層活荷載269.6六層女兒墻570.461.2.5重力荷載代表值示意圖圖3-1重力荷載代表值示意圖1.3風荷載計算風壓標準值的計算公式：（3-1）式中：作用在建筑物上的風荷載標準值當?shù)鼗撅L壓風振系數(shù)風壓變化系數(shù)風荷載風壓高度變化系數(shù)結(jié)構(gòu)高度H=21.55m，B=16m，風振系數(shù)取1.0。而對于風壓變化系數(shù)而言，，當風壓變化系數(shù)小于10時，Z=10；當風壓變化系數(shù)大于350時，Z=350。對于一般的矩形平面而言，=1.3?；撅L壓=0.35kN/m2。具體計算結(jié)果見下表表3-7。表3-7風荷載計算樓層風振系數(shù)累計高度μzμsA標準值6121.551.321.30.350.600611.076.655118.751.221.30.350.555111.076.144115.151.141.30.350.518711.075.743111.551.051.30.350.477811.075.29217.9511.30.350.45511.075.04114.3511.30.350.45511.995.46第四章考慮了地震作用對整個建筑物的影響，且在本文的設計中建筑高度小于了60米，風荷載對建筑物的高度而言不起絕對影響作用，影響十分有限，且風荷載與地震荷載同時出現(xiàn)對建筑物造成影響的概率非常小，故不需要考慮風荷載對建筑物內(nèi)力的影響。1.4豎向荷載的計算1.4.1恒載標準值1．1~5層本設計建筑物是結(jié)構(gòu)對稱的，受力也是對稱的，只需要算出一半荷載。（1）計算qAB板A傳遞荷載為：4.410kN/m2，所以一邊板的傳遞荷載為：kN/m根據(jù)對稱性原理可得：kN/m梁自重及抹灰：梁（尺寸為300mm×800mm）的自重kN/m抹灰層自重：kN/m故kN/mkN/m故有kN/m（2）計算qBC板A傳遞荷載為：4.410kN/m2故kN/m梁（尺寸為300mm×800mm）自重和抹灰自重：kN/m故kN/m（3）計算集中力FBFB是由梁傳來的集中力，先計算q1+q2，然后再計算Fcl。q1+q2計算如下：①計算q1kN/m抹灰層：kN/m板傳荷載為：kN/m墻體荷載為：kN/m②q2為板A傳來的荷載kN/m共計：q1+q2=6.335+6.615+7.29+9.92=30.16kN/mFcl為橫向次梁傳來的集中荷載。Fcl計算如下：①計算q1次梁自重（200mm×500mm）kN/m抹灰自重kN/m墻體荷載：kN/m則kN/m②q2為板A傳來的荷載板A傳遞荷載為：4.410kN/m2，兩邊板都在傳遞荷載，其荷載為：kN/m則kN故kN（4）計算FA①計算q1梁（尺寸為300mm×800mm）自重：kN/m抹灰層：kN/m墻體荷載為：kN/m②q2為板A傳來的荷載kN/m合計：q1+q2=6.125+0.21+7.90+10.75=24.985kN/mFcl與FB中相同，故不進行重復計算，直接得出：Fcl=71.30kN則kN2．頂層（1）qAB計算板A傳遞載為：5.422kN/m2，簡化為均布荷載：kN/m兩邊板都在傳遞荷載，其荷載為：kN/m梁（尺寸為300mm×800mm）自重：kN/m抹灰：kN/mkN/mkN/m（2）qBC計算板A傳遞荷載為：5.442kN/m2，故kN/m梁（尺寸為300mm×800mm）自重：kN/m抹灰：kN/mkN/mkN/m（3）計算FBFB是由梁傳來的集中力。①梁（尺寸為300mm×800mm）自重：kN/m②抹灰：kN/m③板傳荷載：kN/m共計：kN/m計算q2板傳荷載：kN/m計算FclFcl為次梁傳的集中荷載力。q1包含墻荷載和自重次梁（尺寸為200mm×500mm）自重：kN/m抹灰：kN/mkN/mq2簡化為均布荷載：8.63kN/m故kN/mkNkN（4）FA計算q1包含墻體荷載和自重①梁（尺寸為300mm×800mm）自重：kN/m②抹灰：kN/m③墻體荷載：kN/mq2是由板傳來的荷載故kN/mc．Fcl的計算Fcl與FB中相同，故不進行重復計算，直接得出：kNkN故框架恒載作用如下圖3-2所示。圖3-2框架恒載作用圖（單位：kN）1.4.2活載標準值1.qAB計算qAB為板A傳來的荷載，等效為均布荷載：kN/mkN/m2.qBC計算qBC為板A傳來的荷載，等效為均布荷載：kN/m1.FB計算FB是由主梁方向傳來的集中荷載力q1是由板B傳的荷載力：kN/mq2是由板A傳的荷載力：kN/mq1為板A傳的荷載力，簡化為均布荷載：1.19kN/m，所以kN/m則kN求得：kN1.計算FAFA是由主梁方向傳來的集中荷載力，簡化為均布荷載：kN/mFcl=22.33kNkN故橫向框架活載作用簡圖如下圖3-3所示圖3-3框架活載作用圖（單位：kN）總荷載=1/2的活載+恒載，根據(jù)各層的活載、恒載作用下的荷載力計算，統(tǒng)計計算結(jié)果見下表3-8所示。表3-8框架計算簡表（單位：kN）荷載力一至五層六層qAB20.381+6.38×0.5=21.57121.776+6.38×0.5=26.996qBC11.777+2.5×0.5=15.02715.356+2.5×0.5=14.606qCD20.381+6.38×0.5=21.57121.776+6.38×0.5=26.996FA271.586+61.33×0.5=302.251221.078+61.33×0.5=251.743FB317.99+70.93×0.5=351.455231.158+70.93×0.5=266.623FC317.99+70.93×0.5=351.455231.158+70.93×0.5=266.623FD271.586+61.33×0.5=302.251221.078+61.33×0.5=251.7431.4.3內(nèi)力計算1.固端彎矩計算這里采用疊加法計算固端彎矩，計算時樓層分類，樓層分為底層，標準層和頂層。（1）底層kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m（2）標準層kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m（3）頂層kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m再按樓層分類來計算活荷載作用下的固端彎矩，樓層分為底層，標準層。（1）底層kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m（2）標準層kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m2.采用二次彎矩分配法彎矩計算荷載平均分配，采用二次彎矩分配法，計算時可只計算一半框架。具體計算過程見表3-9、3-10、3-11。表3-9相對轉(zhuǎn)動剛度計算表構(gòu)件轉(zhuǎn)動剛度剛度相對轉(zhuǎn)動剛度框架梁邊跨4i4×70621=2824841.62框架梁中跨i1×174073=1740731框架柱首層邊柱4i4×133293=5331721.05框架柱首層中柱4i4×179631=7185344.11框架柱其它層邊柱4i4×105364=4214562.42框架柱其它層中柱4i4×145501=5820041.46表3-10恒載的彎矩二次分配（單位均為kN）頂層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.6000.4200.2700.5600.16024.240-82.82082.820-37.720-9.02034.44821.132→11.316-6.433←-12.967-27.286-7.6431.622.463→1.157-0.166←-0.343-0.715-0.1990.1060.07161.214-61.21482.5230.000-65.951-16.572二至五層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.3750.3750.240.180.360.360.1228.520-71.49071.490-41.510-7.85016.23916.23910.843→5.396-2.018←-5.036-9.971-9.971-2.2980.8440.8440.579→0.265-0.025←-0.047-0.111-0.111-0.0280.0100.0100.00617.2946.21-61.2171.49-9.97-52.09-10.84底層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.340.430.240.160.340.40.1234.7-72.4972.49-48.91-8.0512.82916.2108.692→4.246-1.580←-1.170-6.748-7.940-1.9780.5410.6740.356→0.173-0.014←-0.028-0.061-0.072-0.0170.0030.0040.00211.38451.630-65.03471.709-6.820-56.893-10.046表3-11活載的彎矩二次分配（單位均為kN）頂層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.6000.4200.2700.5600.1606.540-22.69022.690-9.160-2.0109.596.410→1.180-1.891←-1.883-8.108-2.2601.090.747→0.348-0.054←-0.118-0.217-0.0640.0310.02117.547-17.54722.2780.000-17.845-4.384標準層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.3750.3750.240.180.360.360.126.590-22.69022.690-9.210-2.0106.0466.0464.033→2.014-1.118←-2.337-4.674-4.674-1.2540.4670.4670.310→0.157-0.013←-0.024-0.050-0.050-0.0150.0040.0040.0036.4711.11-19.5822.40-4.91-14.13-1.36底層柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.340.430.240.160.340.40.127.92-22.6922.69-7.70-1.985.0296.2731.309→1.7041-1.081←-2.262-5.120-5.806-1.376柱上柱下右梁左梁柱上柱下右梁0.4010.5070.271→0.135-0.011←-0.021-0.046-0.053-0.0140.0040.0040.0025.43414.845-20.28922.236-5.056-11.670-1.4903計算梁端剪力梁端剪力的計算也可以采用疊加法計算，由兩部分疊加而成，豎向荷載和梁端彎矩產(chǎn)生的剪力相疊加。詳細計算過程如下：（1）恒載作用下的剪力豎向荷載引起的剪力：a.邊跨：①頂層kN②二至五層kN③底層kNb.中跨：①頂層kN②一至五層kN梁端彎矩引起的剪力：邊跨①頂層kN②二至五層kN③底層kN中跨此處剪力值為0。（2）活載作用下的剪力豎向荷載引起的剪力：邊跨一至六層：kNb．中跨一至六層：kN梁端彎矩引起的剪力：邊跨①六層：kN②二至五層：kN③一層：kN中跨此處剪力值為0。所以梁端剪力詳細計算結(jié)果如表3-12和3-13所示。表3-12恒載的梁端剪力（單位：kN）樓層豎向荷載剪力梁端彎矩剪力疊加剪力邊跨中跨邊跨中跨邊跨中跨681.2215.361.05086.2780.1715.36571.331