荷载计算范例.docx
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荷载计算范例
2.1总平面图设计
总平面图见图1-1。
本楼采用“一”字型布置,其主要出入口、门厅位于临街道路侧,坐北朝南,
底层走廊两侧出口加强了人员的疏散。
主要房间的设计考虑以下几点:
(1)主要房间的布置宜使用方便,影响较小,面朝南;
(2)相同功能的房间分开设置,满足各使用功能单元;
(3)房间布置应兼顾建筑结构要求。
2.2平面设计
平面设计首先考虑满足使用功能的需求,为中型宾馆和会议创造良好的条
件,重点考虑了交通组织、采光、通风的良好配置,同时还要合理地安排休息室、
厕所、盥洗室等辅助用房。
平面尺寸安排上为简化结构计算采用了对称形式。
功
能分区较为合理,人流交通便捷、畅通,保证良好的安全疏散条件及安全防火要。
2.3剖面设计
建筑物室内外高差取0.45米,满足防水、防潮和内外联系方便的要求。
层高的确定,按《公共建筑设计规范》(GBJ99-86)的要求,考虑到本中
型宾馆楼为框架结构,框架梁的截面高度较高,故层高取值为3.9米。
这样的层
高,对布置窗户满足采光与自然通风要求来讲已足够。
对于底层的阶梯,为了使
后排也能获得较高的空间,将前部地面下降0.45米(三步台阶的高度)。
另外,
中型宾馆的层高也统一取为3.9米。
所有房间的窗台高度均取0.9米,保证书有充足的光线。
2.4立面设计
在简单的体型组合前提下,力求运用均衡、韵律、对比、统一等手段,把适
用、经济、美观有机的结合起来。
在正立面处理上,大门采用了不锈钢玻璃弹簧门,上配玻璃雨篷,下为花岗
岩室外台阶,均使立面效果增色不少。
外墙装饰方面,勒脚为烧毛面花岗岩石板面层,与室外台阶的面层相统一,
既美观,又坚固耐久;其余外墙面为涂料面层,因为保温板外挂钢丝网抹灰层的
装饰面层宜用涂料,选用了仿石涂料,颜色为淡黄色和银灰色相间,
由白色压线分隔,在山墙处为淡黄色,目的是为了保证白色压线的连续。
第三章结构方案设计总说明
2.5框架结构的选择
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,它既承受竖向荷载,又承受水平
荷载。
由于该设计水平荷载较多(地震力、风荷载等),总高度小于24m,属多
层建筑,且处于7抗震设防烈度区,Ⅱ类场地土,又为公用宾馆,比较砖混结构、
框架-剪力墙结构,砖混结构满足不了使用功能要求和抗震设防要求;框架-剪力
墙结构性能好,但造价较高。
选择框架结构,由钢筋砼梁、柱等杆件刚接而成的
框架体系则具有承载力高、整体性强、抗震性能好、平面布置灵活、易形成较大
空间、施工方便等优点。
2.6基础形式
本框架设计层数不多,上部结构的荷载较小,地基坚实均匀,再综合考虑现
场的工程地质条件、水文条件、施工条件及经济技术条件,选择柱下独立基础较
为合适。
在考虑冻土深度和地沟的设置问题后,由基础埋置深度
d=H/12=2340/12=1950mm,初步设定d=2000mm=2.0。
m
2.7柱网的确定
本框架采用小柱网形式(即一个开间为一个柱距),柱网布置为内廊式,主
要开间4.5m,进深统一为7.0m。
见下图。
2.8选择框架的布置
选择横向承重方案,框架沿房屋横向布置,纵向设置连系梁。
3.2结构设计总说明
(1)本设计采用现浇钢筋混凝土结构,设计使用年限为50年,结构安全等
级为二级;建筑抗震设防分类为丙类,抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第
一组,框架的抗震等级为三级。
(2)本框架结构采用的混凝土强度等级和钢筋级别如下:
结构的混凝土强度
等级为C25,框架梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335级(二级),板的钢筋及梁、
柱箍筋采用HPB235级(一级),其余各构件采用的钢筋级别按本条说明的钢筋符
号(括号内)分别示于相应设计图纸内。
(3)混凝土保护层厚度:
本工程上部结构为一类环境,上部结构的板的纵向
受力钢筋的保护层厚度为20mm,次梁的纵向受力钢筋的保护层厚度为25mm,框
架梁的纵向受力钢筋的保护层厚度单排钢筋为35mm,双排为60mm,柱的保护层
厚度为40mm,施工中应采取措施保证;混凝土中的水泥用量、水灰比等均应满
足结构混凝土耐久性的要求。
(4)钢筋的锚固和连接:
除设计图纸中另有表示或说明外,下部钢筋伸入支
座的锚固长度为:
板钢筋伸入支座的长度为120mm;非框架梁下部钢筋当为
HRB335级时,伸入支座内的长度不小于12d(d为纵向钢筋直径)且在边支座处
伸至距支座边20mm、在中间支座处伸至支座中心线处-10mm;对HPB235级钢筋
深入支座内长度不小于15d,末端应有半圆弯钩。
当钢筋直径小于或等于20mm时,其连接方式采用搭接,搭接长度分别为32d
(HPB235级)、40d(HRB335级)。
钢筋直径d≥22mm时,一律采用等强度对焊焊
接。
(5)后砌隔墙与框架柱的连接:
在砌筑的相应位置,在柱内预埋2φ6插筋,
沿高度300-500mm一道,埋入长度≥200mm,伸出柱外长度500mm;后砌隔墙采
用MU10粘土空心砖、M5混合砌浆。
(6)在结构施工时,其他各工种如电气、管道等均应配合施工,不得在结构
施工后随意开洞。
(7)本说明中未尽事宜,应遵照有关国家标准、施工规范和操作规程进行;
施工中出现问题应及时联系,协商解决。
2.9初估截面尺寸
由结构平面示意图知,采用横向框架承重方案时,需要计算①轴、②轴、④
轴、⑤轴、⑥轴、⑦轴处共6榀框架,现选其中有内横墙的⑦轴处框架进行手算。
因建筑设计时,有部分柱的中心并未与定位轴线重合,而在结构计算中,梁
的计算跨度应取柱中心线之距离,故某些梁的计算跨度与定位轴线间距不等,需
重新计算确定。
初步确定框架柱截面尺寸为500mm×500mm,故⑦轴处框架梁
的计算跨度分别为:
7.0m、3.0m和7.0m。
由初步拟定的基础顶面标高为-1.300m可得底层柱的计算高度为5.2m,其
余各层柱计算高度均为3.9m。
⑦轴处框架计算简图如下:
1、框架梁
梁截面高度按梁跨度1/12—1/8估算,
边跨梁:
b×h=300×700(mm);
中跨梁:
b×h=300×500(mm)。
2、框架柱
经估算,在满足三级抗震等级轴压比的前提下,柱截面尺寸为:
b×h=500
×500(mm),沿全柱高不变。
3、现浇板
屋面板厚度取为h=100mm,楼面板厚度取h=120mm。
均满足“规范”要
求。
4、连系梁
连系梁的截面尺寸取b×h=300×570(mm),截面高度取570mm是为了
满足建筑上的要求,使外纵墙的连系梁兼做窗户过梁。
2.10、框架梁、柱截面特征及线刚度计算
对于本工程,因为全现浇结构,故该榀框架梁的截面惯性矩取值为I=2I0。
计算结果见表1。
表1框架梁、柱截面特征及线刚度计算表
构件构件截面尺寸截面惯性矩截面计算杆线刚度线刚度
跨(高)度
b×hl(h)I0惯性矩I0i=Ec/l(h)
名称位置相对值
梁
-317.15×10-32.45Ec×10-31.84
边跨0.3×0.77.08.575×10
-36.25×10-32.083Ec×10-31.56
中跨0.3×0.53.03.125×10
柱
-35.208×10-31.002Ec×10-30.75
底层0.5×0.55.25.208×10
-35.208×10-31.335Ec×10-31
其余层0.5×0.53.95.208×10
第四章结构方案设计计算
3.3荷载计算
4.1.1恒荷载标准值
(1)、屋面
2
防水层(刚性)30厚C20细石混凝土防水1.50kN/m
防水层(柔性)三毡四油铺小石子0.40kN/m
找平层:
15厚水泥砂浆0.015m×20kN/m3=0.30kN/m
3=0.30kN/m
2
2
找平层:
15厚水泥砂浆0.015m×20kN/m3=0.30kN/m
3=0.30kN/m
找坡层:
40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平0.04m×14kN/m
保温层:
80厚矿渣水泥0.08m×14.5kN/m
3=0.56kN/m
3=1.16kN/m
2
2
2
100mm厚钢筋混凝土楼盖0.1m×25kN/m3=2.50kN/m
3=2.50kN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3=0.17kN/m
2
2
2
合计:
6.34kN/m
(2)、标准层楼面
2
陶瓷地砖楼面0.70kN/m
100mm厚钢筋混凝土楼盖0.1m×25kN/m3=2.50kN/m
3=2.50kN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3=0.17kN/m
2
2
2合计:
4.93kN/m
(3)、梁自重
b×h=300mm×700mm
梁自重:
25kN/m
3×0.30m×(0.70m-0.12m)=2.38kN/m抹灰层:
10厚混合砂浆
0.1m×(0.50m-0.12m+0.25m)×17kN/m
3×2=0.22kN/m
合计:
2.60kN/m
b×h=300mm×500mm
梁自重:
25kN/m
3×0.30m×(0.50m-0.12m)=1.75kN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
3.4m×(0.40m-0.12m+0.25m)×17kN/m
3×2=0.18kN/m
合计:
1.93kN/m
(4)、柱自重
b×h=500mm×500mm
柱自重:
25kN/m
3
×0.5m×0.5m=5.06kN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
4.1.2m×(0.45m+0.55m)×17kN/m
3×2=0.31kN/m
合计:
5.37kN/m
(5)、外纵墙自重
标准层
2铝合金推拉门0.35kN/m
3
纵墙14kN/m×0.10m×0.24m=3.36kN/m
铝合金门0.35kN/m
3×1.50m=0.53kN/m3
麻面砖外墙0.50kN/m×(3.00m-2.10m)=0.45kN/m
水泥粉刷内墙面0.36kN/m
3×(3.00m-2.10m)=0.33kN/m
合计:
4.67kN/m
2
纵墙14kN/m×0.24m×(3.00m-0.50m)=8.4kN/m
3
麻面砖外墙0.50kN/m×3.00m=1.50kN/m
3
水泥粉刷内墙面0.36kN/m×3.00m=1.08kN/m
合计:
10.98kN/m纵墙14kN/m
3×1.00m×0.24m=3.36kN/m
铝合金窗0.35kN/m
3×1.50m=0.53kN/m
麻面砖外墙0.50kN/m
3×(3.00m-1.50m)=0.75kN/m3
水泥粉刷内墙面0.36kN/m×(3.00m-1.50m)=0.54kN/m
合计:
5.18kN/m
底层:
外纵墙14kN/m
3×(4.50m-0.50m)×0.24m=13.44kN/m
麻面砖外墙0.50kN/m
2×4.50m=0.90kN/m
水泥粉刷内墙面0.36kN/m
2
×4.50m=1.62kN/m
合计:
15.96kN/m
(6)、内隔墙自重
标准层:
240厚内隔墙:
(3.9-0.5)×0.2×8=5.44kN/m
水泥粉刷墙面(3.9-0.5)×0.02×17×2=2.31kN/m
合计:
7.55kN/m
底层:
240厚内隔墙14kN/m
3×(4.50m-0.40m)×0.24m=13.78
kN/m
水泥粉刷墙面0.36kN/m
3×(4.50m-0.40m)×2=2.95kN/m
合计:
16.73kN/m
2.11活荷载标准值
根据?
荷载规范?
查得:
2
宾馆:
2.0kN/m
屋面雪荷载:
Sk=μr×So=1.0×0.35kN/m
2
=0.35kN/m
2
竖向荷载作用下框架受荷总图
板传荷载示意图
(1)A~B轴间框架梁
屋面板传荷载:
恒载:
6.34kN/m
2
×5.4/2×
5
8
×2=13.06kN/m
活载:
2.0kN/m2×5.4/2×5
2×5.4/2×5
8
楼面板传荷载:
×2=5.25kN/m
恒载:
3.37kN/m
2×4.5/2×[1-2×(4.5/2×5.4)2+(4.5/2×5.4)3]×2=
3.5kN/m
活载:
2.0kN/m2×4.5/2×[1-2×(4.5/2×5.4)2+(4.5/2×5.4)3]×2=
2.12kN/m
梁自重:
1.93kN/m
内墙自重:
11.02kN/m
A~B轴间框架梁荷载为:
屋面梁:
恒载=梁自重+板传荷载
=1.93kN/m+13.06kN/m
=14.99kN/m
活载=板传荷载=5.25kN/m
楼面梁:
恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重
=1.93kN/m+8.63kN/m+11.02kN/m=21.58kN/m
活载=板传荷载=4.12kN/m
(2)B~C轴间框架梁
屋面板传荷载:
恒载:
6.34kN/m
2
×3/2×
5
8
×2=10.70kN/m
活载:
2.0kN/m
楼面板传荷载:
2×3/2×5
8
×2=3.375kN/m
恒载:
3.37kN/m
2×2.4/2×[1-2×(2.4/2×2.7)2+(2.4/2×2.7)3]×2
=4.52kN/m
活载:
2.0kN/m2×2.4/2×[1-2×(2.4/2×2.7)2+(2.4/2×2.7)3]×2=
3.6kN/m
梁自重:
1.93kN/m
内墙自重:
11.02kN/m
(3)C~D轴间框架梁荷载为:
屋面梁
恒载=梁自重+板传荷载
=1.93kN/m+10.70kN/m=12.63kN/m
活载=板传荷载=3.38kN/m
楼面梁:
恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重=1.93kN/m+4.52kN/m+11.02=
2.13kN/m
2活载=板传荷载=2.68kN/m
(4)B轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+天沟自重+雨蓬传荷+女儿墙
梁自重=2.60kN/m×(9.0m-0.5m)=17.81kN
板传荷载=6.34kN/m
2×7/2×[1-2×(4.2
27.3
)2+(4.2
2+(4.2
27.3
3]×7.2m
)
=78.79kN
天沟自重=1.85kN/m×7.3m=13.51kN
雨蓬传荷=(1.85kN/m
2×1.5m×2+6.34kN/m2×1.75m)×
2
3.7m
27.3m
2
4.1.3m
=(4.44+9.13)×
27.3m
=15.21kN女儿墙自重=6.67×7.3=48.69kN
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+天沟自重+雨蓬传荷+女儿墙
=17.81kN+78.79kN+13.51kN+48.692kN
=173.91kN
顶层柱活载=板传活载
2
=2.0kN/m×
=24.85kN
4.2m
2
×[1-2×(
4.2
27.3
)
2
+(
4.2
27.3
3]×7.3m
)
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+外墙重
梁自重=2.60kN/m×(7.3m-0.5m)=17.81kN
板传荷载=3.37kN/m2×3.4m
2×3.4m
2
×
5
8
×
5.6
7.3
×2
+3.37kN/m2×3.9m
2×3.9m
2
×
5
8
×
1.95
7.3
×2
+(1.93kN/m+11.02kN/m)×4.2m/2×
3.9m
7.3m
×2
2
+{3.37kN/m
×
3.4m
2
×[1-2×(
34.
24.2
2
)+(
34.
242.
3]+3.37kN/m
2
)
×
3.9m
2
×[1-2×(
3.9
24.2
2
)+(
3.9
24.2
3]}×3.9m
)
7.3m
×2
=83.81kN
外墙自重=[(3.37kN/m×2.1m+10.98kN/m×1.8m)×
2.14
3.8
+(5.18kN/m×2.1m+10.98kN/m×1.3m)×
4.1.4
4.3
]×2
=52.93kN
标准层柱恒载=17.81+83.81+52.93+18.80=173.35kN
标准层活载=板传活载
2×3.4m
=2.0kN/m
2
×
5
8
×6.8m
=16.17KN
基础顶面恒载=基础梁自重=1.56kN/m×(7.3m-0.45m)=10.76kN
(5)、C轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
梁自重=2.60kN/m×(7.3m-0.5m)=17.68kN
板传荷载=6.34kN/m
2
×
4.3m
2
×[1-2×(
4.3
27.3
2
)+(
5.7
27.3
)3]×7.3m
3]×7.3m
=6.34kN/m
2
×
7.4m
2
×[1-2×(
1.96
27.2
2
)+(
7.4
27.2
)3]×7.3m
3]×7.3m
=57.81+78.79
=130.60kN
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=136.60kN+17.86kN
=148.28kN
顶层活载=板传活载
=2.0kN/m
2
×
3.10m
2
×[1-2×(
7.4
27.3
2
)+(
3.5
27.3
)3]×7.3m
3]×7.3m
=2.0kN/m
2×4.2m
2
×[1-2×(4.2
27.2
)2+(4.2
2+(4.2
27.2
)
3]×7.3m
=41.20kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重
梁自重=2.60kN/m×(7.3m-0.5m)=17.68kN
板传荷载=136.01kN
内墙自重=11.02kN/m×3.4m=37.47kN
标准层柱活载=板传活载=49.23kN
基础顶面恒载=基础梁自重=1.56kN/m×(7.3m-0.5m)=10.61kN
(6)、○D轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
梁自重=2.60kN/m×(7.3m-0.5m)=17.68kN
板传荷载=6.34kN/m2×3.0/2×[1-2×(3.0/2×9)
2×3.0/2×[1-2×(3.0/2×9)
2+(3.0/2×9)3]×9
+6.34kN/m
2×7/2×[1-2×(7/2×9)2+(7/2×9)3]×9
=57.81+71.93
=129.74kN
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=17.68kN+129.74kN
=147.42kN
顶层柱活载=板传活载
2×3.0/2×[1-2×(3.0/2×9)2+(3.0/2×9)3]×9m
=2.0kN/m
+2.0kN/m
2×7/2×[1-2×(7/2×9)2+(7/2×9)3]×9
=40.93kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重
梁自重=2.60kN/m×(9m-0.5m)=17.68kN
板传荷载=128.17kN
内墙自重=12.26kN/m
2
×(9-0.5m)=74.94kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重
=17.68kN+128.17kN+74.94kN
=220.79kN
标准层柱活载=板传活载
=40.66kN
基础顶面恒载=基础梁自重=1.56kN/m2×(9m-0.5m)=10.45kN
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示(图中数值均为标准值)。