单元等效节点荷载计算

等效静力风荷载的物理意义

从风洞试验获取屋面风荷载气动力信息，到得到结构的风振响应整个过程来看，计算过程中涉及到风洞试验和随机振动分析等复杂过程，不易为工程设计人员所掌握，因此迫切需要研究简便的建筑结构抗风设计方法。等效静力风荷载理论就是在这一背景下提出的。其基本思想是将脉动风的动力效应以其等效的静力形式表达出来，从而将复杂的动力分析问题转化为易于被设计人员所接受的静力分析问题。等效静力风荷载是联系风工程研究和结构设计的纽带[3]，是结构抗风设计理论的核心内容，近年来一直是结构风工程师研究的热点之一。

等效静力风荷载的物理意义可以用单自由度体系的简谐振动来说明[45, 108]。

x(t)kP(t)c 图1.3 气动力作用下的单自由度体系

对如图1.3的单自由度体系，在气动力P?t?作用下的振动方程为：

mx?cx?kx?P?t? (1.4.1)

2考虑粘滞阻尼系统，则振动方程可简化为：

x?2??2?f0?x??2?f0?x?式中f0?P?t? (1.4.2) m12?km为该系统的自振频率，??c为振动系统的临界阻尼比。

2km假设气动力为频率

单向板等效均布荷载计算技术手册

软件为单向板等效均布荷载计算，计算主要遵循《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）附录B中的相关条文及规定。

附录B主要针对活荷载情况，按理可推广至其他类似于活载作用方式的荷载，而不仅限于活荷载。 楼面（板、次梁及主梁）的等效均布活荷载，应在其设计控制部位上，根据需要按内力（如弯矩、剪力等）、变形及裂缝的等值要求来确定。在一般情况下，可仅按内力的等值来确定。

连续梁、板的等效均布活荷载，可按单跨简支计算。但计算内力时，仍应按连续考虑。

由于生产、检修、安装工艺以及结构布置的不同，楼面活荷载差别较大时，应划分区域分别确定等效均布活荷载。

单向板上局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载

可按下式计算：

式中：为板的跨度；

为板上荷载的有效分布宽度；

为简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。

计算

时，设备荷载应乘以动力系数，并扣去设备在该板跨内所占面积上，由操作荷载引起的弯矩。

，可按下列规定计算：

单向板上局部荷载的有效分布宽度

1）当局部荷载作用面的长边平行于板跨时（），简支板上的荷载的有效分布宽度为：

（1）当

（2）当

，，时：

，

，时：

注意：局部荷载的有效分布宽度

不可超出面板实

第一章绪论

１．１．２大跨度屋盖结构给风工程研究带来的严峻课题

尽管工程界对结构风荷载的研究达到了非常高的重视，风灾仍然发生的频率很高、次生的灾难很大、带来的影响范围非常广泛。表】１所列的是１９５０～１９９９年全球（特火型）重大自然灾害统计数据，可以看到风灾是自然灾害中影响最大的一种，给人类带来了巨大的生命和财产威胁。

表１１１９５０至１９９９年全球（特大型）重大自然灾害统计数据灾难种类地震风灾洪水其他台计灾难次数（次）６８８９６３１４２３４

死亡人数（百万人）Ｏ，６６０．６３０．１Ｏ．Ｏｌ】．４

经济损失（亿美元）３３６０２６８８２８８０６７２９６００

保险损失（亿美元）２５４６８７８５８４１１１０

在风灾肆虐的同时，人类用勤劳和智慧不断地发展现代文明。大跨度屋盖结构由于建筑美学的提升和能够提供宽大的空闻等优势被广泛应用到重要的公共建筑中。图１．１为２００２年韩日世界杯足球赛中的部分体育场建筑，可以看到悬臂挑篷凭借其风格明快的建筑外形、结构轻盈材料节省的优势在大跨度屋盖结构中占有重要地位。在建筑形式上的特征使得悬臂挑篷柔度较大并且阻尼较小，这样的结构形式由于基频和风的卓越频率接近，必然对风荷载十分敏感。

（ａ）韩国水原世界杯露天体育场（ｂ）韩国西归浦济州体

重力荷载计算

梁柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算处单位长度上的重力和下载。墙、门窗等可计算出单位面积上的重力荷载。

1屋面及楼面的永久荷载标准值

(1) 屋面(上人)荷载标准值：

找平层：15厚水泥砂浆 0.015*20=0.3KN/m2 防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 0.4KN/m2 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3％找坡 0.04*14=0.56KN/m2 保温层：50厚聚苯乙烯泡沫塑料板 0.05*0.5=0.025KN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12*25=3.0KN/m2

抹灰层：15mm厚纸筋石灰抹底： 0.015*16=0.24KN/m2 合计：

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

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

维普资讯

商品傣运与养护

口严智睿吕玉之擅蔓

(上海市一百集团建筑设计所

上海

2 00 ) 0 0 2

甘丰用卫事竹重的舌问善面等最均市活荷戴竹了掉索，出在各种楼面结构中实用提卫车等最均市活荷最轮压动力系鬟善面:

的计算方法 .辟出善层击问安全使用卫丰的鬟量与起重量琅 .并

关键调

随着物流事业的发展，层仓间日见采用楼叉车托盘作业。面能否承受叉车的集中荷载，楼 成为令人关注的问题。本文对叉车作业的等效均布栝荷载作了一些探索，提出在各种楼面并结构中实用的计算方法，参考。供 1叉车的轮压叉车前后轮轴的轮压分配系数，满载与在空载时并不一样 .资料统计分析，小型平衡 据中重式叉车前后轮的轴载分剐为： 满载时：轮 o 9 P+G)后轮 o 1 ( 前 . 0(, .0 P+ G ) I

空载时；轮 0 3 G,轮 0 6 G}前 .5后 .5 P:车额定起重量叉车自重。叉 G: 为简化计算，们假设叉车满载耐其总重我

量全部集中在前轮轴上，即前轮的轴载为 1 0 . ( P+G)偏于安全。样，用于楼面的叉车荷，这作载可简化如图 l所示。图中：

+—生一l I

豳 l.

:囱蚪

叉车前轮轮距； :叉车总重， W一( P+G)纠叉车荷载的动力系数。 当叉车的型号确定后，P+ G

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、内外墙做法、门窗做法，填充墙材料等，查阅荷载规范，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范围内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/m 150厚憎水性珍珠岩保温层 ：

xxx项目 结构荷载计算书

2015年06月26日

- 1 -

1、荷载取值（如与建筑实际做法不符按实计算） 1．楼面恒载：

1）普通室内空间楼面1（厨房、卧室、架空层及室内楼梯间地面等）

5厚面砖: 25x0.005=0.125kN/m2 20厚砂层找平: 16x0.02=0.32kN/m2 20厚水泥砂浆: 20x0.02=0.4kN/m2 1.5厚防水涂料: 15x0.0015=0.023kN/m2 板底抹灰: 20x0.02=0.4kN/m2

∑: 1.268KN/㎡

(除楼板自重外,附加恒载按1.3KN/㎡输入) 2）普通室内空间楼面2（客厅）

10厚面砖: 25x0.01=0.25kN/m2

2

20厚砂层找平: 16x0.02=0.32kN/m 20厚水泥砂浆: 20x0.02=0.4kN/m2 1.5厚防水涂料: 15x0.0015=0.023kN/m2 板底抹灰: 20x0.02=0.4kN/m2

∑: 1.393KN/㎡

(除楼板自重外,附加恒载按1.5KN/㎡输入) 3）阳台、外走廊、卫生间非大便器位置：

5厚防滑地砖: 25x0.005=0.125kN/m2 1.2厚防水涂料: 15x0.0012=0.01

参考规范：

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 一般情况下的风荷载：

风荷载标准值 《荷载规范》8.1.1、《高规》4.2.1 wk??z?s?zw0 （1）该风荷载标准值的计算公式适用于计算主要承重（主体）结构的风荷载； （2）所求的风荷载标准值为顺风向的风荷载； （3）风荷载垂直于建筑物的表面； （4）风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积； （5）适用于计算高层建筑的任意高度处的风荷载。 基本风压 《荷载规范》3.2.5第2款 对雪荷载和风荷载，应取重现期为设计使用年限…… 《荷载规范》8.1.2 基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的风压，但不得小于0.3kN/㎡。 《荷载规范》E.5 《高规》4.2.2 ……对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。 （条文说明）……一般情况下，对于房屋高度大于60m的高层建筑，承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用…… 《烟规》5.2.1 ……基本风压不得小于0.35kN/㎡。对于安全等级为一级的烟囱，基本风压应按100年一遇的风压采用。 《荷载规范》8.2.1 地面粗糙度 A类 近