荷载与结构设计例题汇总

1、风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。由知，结构顺风向总风压为4个参数de乘积，即基本风压、风压高度变化系数、风荷载体型系数、风振系数。因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数de确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应de计算。1高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+0.8（压力），背风面体型系数为-0.5（吸力），顺风向总体型系数为。根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002第条：计算主

2、体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数可按下列规定采用：1 圆形平面建筑取0.8；2 正多边形或截角三角形平面建筑，由下式计算：式中，为多边形的边数。3 高宽比不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3；4 下列建筑取1.4:1) V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；2) L形、槽形和高宽比大于4的十字形平面建筑；3) 高宽比大于4，长宽比不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。5在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按本规程附录A采用，或由风洞试验确定。2高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002进行计算，也可参考建筑结构荷载规范。3实

3、例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。，地面粗糙度指数0.22，基本风压按粗糙度指数为de地貌上离地面高度10m处de风速确定，基本风压值为。结构de基本自振周期。求风产生de建筑底部弯矩。解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m高，取其中点位置de风载值作为该区段de平均风载值，。(2) 体型系数。(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处de风压高度变化系数值分别为 （4） 风振系数de确定，由 0.62×0.44×2.5 查表得脉动增大系数计算各区段中点高度处de第1振型相对位移0.

4、10 0.30 0.50 0.70 0.90因建筑de高度比，查表得脉动影响系数。将上式数据代入风振系数de计算公式，得到各区段中点高度处de风振系数： 1.12 1.22 1.30 1.36 1.41(5) 计算各区段中点高度处de风压值 (6) 由风产生de建筑底部弯矩为【例2】某城市郊区有一30层de一般钢筋混凝土高层建筑，如图所示。地面以上高度为100M，迎风面宽度为25米，按100年重现期de基本风压，风荷载体型系数为1.3。1 假定结构基本自振周期，试问，高度为80米处de风振系数与下列何项数值接近？A 1.276 B 1.315 C 1.381 D 1.4992 试确定高度100

5、米处围护结构de风荷载标准值（）与下列何项数值最为接近？A 1.616 B 1.945 C 2.256 D 2.5053 假定作用于100m高度处de风荷载标准值，又已知突出屋面小塔楼风剪力标准值及风弯矩标准值，作用于100m高度de屋面处。设风压沿高度de变化为倒三角形（地面处为0）。试问，在地面（z=0）处，风荷载产生倾覆力矩de标准值（）与下列何项数值接近？A 218760 B 233333 C 303333 D 3061334 若建筑物位于一高度为45mde山坡顶部，如图。试问，建筑屋面D处de风压高度变化系数与下列何项数值最为接近？A 1.997 B 2.290 C 2.351 D

6、2.616解：1城市郊区，B类粗糙度，时，。， ， ， 所以 2已知 ， ， 3 4由建筑结构荷载规范第条， ，取。，修正系数 所以 第四章作业：某大城市郊区有一28层de高层建筑，如图所示。地面以上高度为90米，平面为一外径26mde圆形。基本风压数值为0.50。（1）.当结构基本自振周期时，风荷载脉动增大系数最接近于何项数值A 1.360 B 1.521 C 1.407 D 1.470（2）.已知屋面处de风振系数，试问，屋面高度处de风荷载标准值（）与下列何项数值接近？A 1.730 B 1.493 C 1.271 D 1.357（3）.已知作用于90m高度屋面处de风荷载标准值，作用于

7、90m高度屋面处de突出屋面小塔风荷载标准值。假定风荷载沿高度是倒三角形分布（地面处为0），则在高度处风荷载产生de倾覆力矩设计值（）与下列何项数值最为接近A 129388 B 92420 C 78988 D 152334荷载效应组合计算算例【例1】条件：某工厂工作平台静重5.4，活载2.0。要求：荷载组合设计值。【例2】条件：对位于非地震区de某大楼横梁进行内力分析。已求得载永久荷载标准值、楼面活荷载标准值、风荷载标准值de分别作用下，该梁梁端弯矩标准值分别为：、。楼面活荷载de组合值系数为0.7，风荷载de组合值系数为0.6。要求：确定该横梁载按承载能力极限状态基本组合时de梁端弯矩设计值

8、M。【例3】条件：有一在非地震区de办公楼顶层柱。经计算，已知在永久荷载标准值、屋面活荷载标准值、风荷载标准值及雪荷载标准值分别作用下引起de该柱轴向力标准值为：、。屋面活荷载、风荷载和雪荷载de组合值系数分别为：0.7、0.6、0.7。要求：确定该柱在按承载能力极限状态基本组合时de轴向压力设计值N。【例4】悬臂外伸梁，跨度l=6m，伸臂de外挑长度a=2m，截面尺寸，承受永久荷载标准值，可变荷载标准值，组合系数0.7。求AB跨de最大弯矩。2解：（1）当可变荷载效应起控制作用时 M1.2×10+1.4×12+1.4×0.6×432.16 M1.2&#

9、215;10+1.4×0.7×12+1.4×429.36（2）当永久荷载效应起控制作用时 M1.35×10+1.4×0.7×12+1.4×0.6×428.62取大值 M32.163.解：屋面活荷载不与雪荷载同时组合。（1）可变荷载起控制作用时 N1.2×40+1.4×12+0.6×1.4×468.16kN N1.2×40+1.4×0.7×12+1.4×465.36kN（2）永久荷载起控制作用时 N1.35×40+0.7

10、5;1.4×12+0.6×1.4×469.12 kN本题是永久荷载起控制作用，取N 69.12 kN4. 解：AB跨de荷载： 1.35×20+1.4×0.7×1036.8 1.2×20+1.4×1038 ，取38。BC跨de荷载：取1.0×20+0×1020（注意：对结构有利de永久荷载分项系数取1；对结构有利de可变荷载分项系数取0） 第7章作业题：条件：某办公楼，矩形平面，六层。已求得：底层中柱底部截面处de内力标准值（见下表）内力工况竖向荷载风荷载恒载活载左风右风20.33.390.7-

11、90.7-2716.1-444.514.7-14.7表中弯矩以顺时针方向为正，轴向力以拉力为正，压力为负。要求：计算底层中柱底部截面处弯矩、轴力de基本组合设计值。解:1 永久荷载控制左来风右来风2 可变荷载控制活荷载为第一可变荷载左来风右来风 风荷载为第一可变荷载左来风右来风有地震作用效应组合时，荷载效应组合de设计值应按下式确定：SGSGEEhSEhkEvSEvkwwSwk式中，S荷载效应 和地震作用效应组合de设计值；SGE重力荷载代表值de效应；计算地震作用时，建筑结构de重力荷载代表值 应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载de组合值系数应按下列规定采用：雪荷载取0.5；楼面活荷载按实际情况计算时取1.0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5。SEhk水平地震作用标准值de效应，尚应乘以相应de增大系数或调整系数；SEvk竖向地震作用标准值de效应，尚应乘以相应de增大系数或调整系数；G重力荷载分项系数；Q楼面活荷载分项系数；w风荷载分项系数；Eh水平地震作用分项系数；Ev竖向地震作用分项系数；w风荷载组合值系数，应取 0.2。GEhEvw【题1】一栋10层办公楼，采用钢筋混凝土框架结构。该结构de第2层de边框架柱柱脚处，在建筑结构自重作用下de弯矩标准值，在楼面活荷载标准作用下de弯矩标准值，在水平地震作用下