第3章荷载计算

第3章荷载设计7第3章荷载计算3.1恒荷载标准值计算3.1.1屋面恒荷载20厚1:2水泥砂浆找平2/4.002.020mkN100-140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩{（0.1+0.4）/2}7=0.842/mkN120厚现浇钢筋混凝土屋面板2/.0312.025mkN15厚纸筋石灰抹底2/26.0015.017mkN_合计2/48.4mkN3.1.2顶层框架梁上的线荷载边跨梁（AB，CD跨）自重mkN/0.3.5024.025粉刷自重mkN/260.01702.0]12.05.02[合计mkN/26.3中间跨（BC）自重mkN/0.3.5024.025粉刷自重mkN/260.01702.0]12.05.02[合计mkN/.263因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：边跨梁线荷载标准值mkNggCDAB/26.31515mkNggCDAB/47.179.348.42525中间跨梁线荷载标准值mkNgBC/26.315mkNgBC/75.104.248.4253.1.3楼面恒荷载25厚水泥砂浆面层2/5.02025.00mkN100厚现浇钢筋混凝土楼板2/5.225.10mkN15厚纸筋石灰抹底2/24.0015.016mkN第3章荷载设计8_合计2/24.3mkN3.1.4中间层框架梁线荷载标准值边跨梁及两侧粉刷mkN/26.3边跨填充墙自重mkN/4.1119)5.00.3(24.0墙面粉刷mkN/7.11702.0)5.00.3(2合计mkN/36.16因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：边跨梁线荷载标准值mkNggCDAB/36.161.1326.311mkNggCDAB/64.129.324.322中间跨梁线荷载标准值mkNgBC/26.31mkNgBC/78.74.224.323.1.5屋面框架节点集中荷载标准值⑴顶层边节点集中荷载标准值边柱纵向框架梁自重kN7.11259.35.024.0边柱纵向框架梁粉刷kN01.1179.302.012.05.02900高女儿墙自重kN01.16199.324.09.0纵向框架传来的屋面自重kN04.1748.49.35.09.35.0女儿墙粉刷kN39.21729.302.09.0合计kN15.48⑵顶层中间节点集中荷载标准值中柱纵向框架梁自重kN7.11259.35.024.0中柱纵向框架梁粉刷kN01.1179.302.012.05.02中柱纵向框架梁传来的屋面自重kN52.145.048.42.14.2.399.30.53.91.954.48=17.04kN第3章荷载设计9合计kN27.443.1.6楼面框架节点集中荷载标准值⑴边节点集中荷载边柱纵向框架梁自重kN7.11边柱纵向框架梁粉刷kN01.1窗下墙体自重kN36.14195.39.024.0窗下墙体粉刷20.020.93.517=2.14kN塑钢窗自重kN22.145.08.15.1框架柱自重及粉刷重kN9.12170.302.088.0250.34.04.0板传来的楼面自重kN32.1224.39.35.09.35.0合计kN9.69⑵中节点集中荷载标准值中柱纵向框架梁自重kN7.11中柱纵向框架梁粉刷kN01.1内纵墙及粉刷自重kN85.451702.025.35.00.31924.05.35.00.3）（）（扣除门洞重及门自重kN53.9)2.024.5(9.01.2框架柱及粉刷自重kN9.129.012板传来的楼面自重kN5.1024.32.1)4.29.39.3(5.0kN32.1224.395.19.35.0合计kN75.843.2楼面活荷载屋面活荷载（上人）2.0kN/m2，雪荷载0.45kN/m2，因此只考虑两者之间的大值。楼面活荷载2.0kN/m2。mkNppCDAB/8.729.355mkNpBC/8.424.25kNppDA61.729.35.09.35.055kNppCB09.1429.39.325.022.1)4.29.39.3(5.055mkNppCDAB/8.79.32mkNpBC/64.25.2第3章荷载设计10kNppDA61.729.35.09.35.0kNppCB71.155.22.1)4.29.39.3(5.061.7恒荷载计算简图见图3-1。活荷载计算简图见图3-2。3.3风荷载计算风压标准值计算公式wk=βzμzμsω03.3.1确定各系数值因为结构高度H=16.55m30m,b=5.42+2.4=13.2m,H/b1.5。取βz=1.0该结构平面为矩形，由规范得μs=1.3，风压高度变化系数μz可根据各楼层标高H，由规范查出μz，再有线性插值求出各层的μz。将风荷载换算成作用于框架节点上的集中荷载，计算过程见表3-1。（表中Z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积）图3-1恒荷载计算简图（单位kN）图3-2活荷载计算简图（单位kN）第3章荷载设计11表3-1风荷载计算表层次βzμsZ(m)μzωo(kN/2m)A(2m)Pw(kN)511.316.051.5430.459.368.45411.313.051.4650.4511.710.03311.310.051.3870.4511.79.49211.37.051.2560.4511.78.60111.34.050.9480.4513.757.63等效风荷载计算简图见图3-3图3-3等效节点集中风荷载计算简图（单位kN）3.4重力荷载代表值计算该框架结构的计算符合底部剪力法的适用条件。（建筑物高度不超过40m，结构以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较均匀，结构的地震反应以第一振型反应为主，结构的第一振型接近直线）计算重力荷载代表值时，恒荷载取全部，楼面活荷载取50%，屋面活荷载不考虑。各质点的重力荷载代表值取本层楼面重力荷载代表值及与其相邻上下层间墙（包括门窗），柱全部重力荷载代表值的一半之和。顶层屋面质点重力荷载代表值仅按屋面及其第3章荷载设计12下层的一半计算。各层重力荷载代表值集中于楼层标高处。屋面处重力荷载代表值=结构和构件自重标准值+0.5雪荷载代表值楼面处重力荷载代表值=结构和构件自重标准值+0.5活荷载代表值结构和构件的自重取楼面上下半层层高范围内（屋顶取顶层一半）的结构及配件自重。3.4.1各楼层结构和构件自重标准值计算第5层重力标准值kNG08.65172.422.138.55女儿墙kNG79.32992.138.5548.4屋面板kNG92.141548.559.371.12162.1326.3粉刷梁kNG91.3676212.0233.4柱kNG36.7452329.31.2)29.329.34.27.118.5541.24.562288.122.1396.129.328.5596.1（）（）（墙kNG07.64807第2-4层重力标准值kNG45.23862.138.5524.3楼面板kNG92.1415梁kG14.773621.033.4）（柱kNG72.1490236.745墙kNGGG16.5854234第1层重力标准值kNG27.15861.031.05.155.414.773）（柱kNG72.271605.14.588.134.588.135.055.45.172.1490）（墙kNG92.1415粉刷梁kNG45.2386楼面kNG36.810513.4.2楼面和屋面活荷载计算第3章荷载设计13屋面雪荷载标准值计算：kNQ31.1472.138.552.0雪楼面活荷载标准值计算：楼面Q=2.0(55.85.42-3.95.43+11.72.4-2.45.42)+2.5((55.8-11.7)2.4+3.95.43)=1505.79kN3.4.3各楼层重力荷载代表值计算顶层：G5=6480.07+0.5147.31=6553.73kN标准层：Gi=5854.16+0.51505.79=6607.06kN（i=2，3，4）底层：G1=8105.36+0.51505.79=8858.26kN3.4.4建筑物总重力荷载代表值G=Gi=6553.73+6607.063+8858.26=35233.17kN3.5荷载效应计算3.5.1框架横向抗侧移刚度的计算⑴梁的线刚度梁的线刚度计算用D值法计算，在计算量的线刚度ib时，考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁（两边有楼板）取Ib=2Io，边框架梁（一边有楼板）取Ib=1.5Io，所有梁祝的线刚度表见表3-2.图3-4计算简图（单位kN）第3章荷载设计14表3-2梁柱线刚度表(10-4Em)现浇框架梁线刚度计算表部位截面跨度矩形截面惯性矩边框架梁中框架梁b×h(m)l(m)I=bh3/12(m4)Ib=1.5Iib=EcIb/l(kN·m)Ib=2Iib=EcIb/l(kN·m)走道梁0.24×0.52.42.53.754.6956.25楼面梁0.24×0.55.42.53.752.0852.78注：混凝土C30,Ec=24/100.3mmN。〔2〕柱的抗侧移刚度采用D值法，计算结果见下表。柱侧移刚度2/12hiDc。表3-3框架柱D值及楼层抗侧移刚度的计算楼层i层高（m）柱号柱根数截面尺寸IcicKaDij∑DijDi2--53Z1280.4×0.42.132.132.930.5941.68747.236110.292Z2264.240.6791.92850.128Z342.20.5241.4885.952Z443.180.6141.7446.97614.55Z1280.4×0.42.131.44.460.7680.62317.44440.992Z2266.450.8220.66718.676Z343.350.720.5842.336Z444.840.7810.6342.536注：混凝土C30,Ec=24/100.3mmN。〔3〕楼层侧移刚度计算同一楼层所有柱的侧移刚度之和即为该楼层抗侧移刚度Di，其计算过程及计算结果见上表3-3。注：Z1、Z2为中框架柱，Z3、Z4为边框架柱。3.5.2水平地震作用下的侧移计算⑴横向框架自振周期计算按顶点位移法计算框架的自振周期max017.1T式中0----考虑填充墙影响的周期调整系数，取0.6～0.7。本工程取0.67。max----框架顶点位移1T----框架的自振周期采用顶点位移法，其顶点假想位移的计算过程即结果见下表：第3章荷载设计15表3-4横向框架顶点位移计算层次Gi∑Gi∑Diδi△i56553.736553.7311029200.0060.14646607.0613160.7911029200.0120.1436607.0619767.8511029200.0180.12826607.0626374.9111029200.0240.1118858.2635233.174099200.0860.086故：max=5=0.146m，取填充墙的周期影响系数0=0.67。得结构基本自振周期为：max017.1T=1.7×0.67×146.0=0.435（s）。⑵横向地震作用计算及弹性侧移验算本框架为40m以下的规则结构，采用底部剪力法计算水平地震作用