【《某大学4层活动中心楼建筑结构的荷载计算案例》3800字】

某大学4层活动中心楼建筑结构的荷载计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u7856某大学4层活动中心楼建筑结构的荷载计算案例 135501.1框架结构计算单元 2271551.2恒载计算 2110021.3活载计算 7118081.4风荷载计算 12165681.5梁、柱刚度计算 15198141.6水平地震作用计算 181.1框架结构计算单元根据设计的框架结构，分别取横向、纵向框架结构计算荷载。将板上的荷载通过45°方向传递到横梁及纵梁上。其中荷载包括恒荷载、活荷载（人的活动）、雪荷载、风荷载以及抗震验算。板的荷载分布情况如下：图4-1荷载分布简图图4-1荷载分布简图1.2恒载计算因纵梁、横梁之间跨度不同，故采用单独计算方式。楼板分配中运用到的面积如下：S1=6.5025㎡S1=5.0625㎡S2=8.7975㎡S2=8.4375㎡S1=3.24㎡S1=8.415㎡S2=7.56㎡S2=8.415㎡S1=7.425㎡S1=5.94㎡S2=7.425㎡S2=5.94㎡1、中间层梁、柱荷载计算（1）对于横向框架，选取受荷最大的第⑩框架作为计算单元:板重按45°计算单元分配，分为横向边跨框架、横向中跨框架、纵向边跨框架和纵向中跨框架计算。（如上计算单元图）1）横向梁（6000mm）:最大值：4.63+4.5×4.4+14.9=39.33KN/m最小值：4.63+14.9=19.53KN/m2）中跨梁（3300mm）:其值为常值：3.03KN/m3）边柱集中力计算：纵向荷载框架梁承受的荷载包括部分板重、横向次梁自重、纵向框架梁自重和外墙重其中，板重：4.4×横向次梁自重：3.03×0.5×6=9.09KN纵向框架梁自重：3.27×墙重：15.54×因此，边柱上的集中力：50.75+59.4+9.09+27.30+129.76=276.3KN4）中柱集中力计算：同理，中柱上集中力：50.27+4.40×0.5×0.5×4.5×4.5+0.5×5）边柱与梁交点处弯矩：M=276.3×0.15=41.45KN·m（柱内侧受拉）6）中柱与梁交点处弯矩M=301.4×0.15=45.21KN·m（柱靠室内一侧受拉）（2）对于纵向框架，取具有代表性的①③跨作为计算单元。（此时第③跨上的力应该承担第③轴右框架一半的承载力，即此计算单元由一个边柱和两个中柱组成）。1)纵向梁（5100mm）:最大值：3.06+6×4.4+14.9=44.36KN/m最小值：3.06+14.9=17.96KN/m2）边柱集中力计算：纵向荷载框架梁承受的荷载包括部分板重、横向次梁自重、纵向框架梁自重和外墙重其中，板重：4.4×横向次梁自重：3.03×0.5×6=9.09KN纵向框架梁自重：3.27×墙重：15.54×因此，边柱上的集中力：50.75+52.17+9.09+31.23+148.41=291.65KN4）中柱集中力计算：同理，中柱上集中力：50.27+4.40×5）边柱与梁交点处弯矩：M=291.65×0.15=43.75KN·m（柱内侧受拉）6）中柱与梁交点处弯矩M=310.00×0.15=46.5KN·m（柱内侧受拉）2、顶层梁、柱上恒载计算（1）横向框架，第⑩框架1)边跨梁上线荷载=边跨梁自重+板重最大值：4.63+6.85×4.5=35.46KN/m最小值：4.63KN/m2）中间梁线荷载计算：其常值为：3.03KN/m。3）边柱集中力计算：边柱集中力包括边柱自和+纵向框架梁的传力边柱上集中力：50.75+6.85×4）中柱上集中力计算：50.27+6.85×5）边柱与梁交点处弯矩：M=204.10×0.15=30.62KN·m（柱内侧受拉）6）中柱与梁交点处弯矩：M=231.92×0.15=34.79KN·m（柱靠室内一侧受拉）(2)纵向以第①③框架为计算单元1)边跨梁上线荷载：最大值：4.63+6.85×6=43.63KN/m最小值：4.63KN/m2）边柱集中力计算：边柱集中力包括边柱自重和纵向框架梁的传力边柱上集中力：50.75+6.85×4）中柱上集中力计算：50.75+6.85×5）边柱与梁交点处弯矩：M=204.82×0.15=30.72KN·m（柱内侧受拉）6）中柱与梁交点处弯矩：M=217.45×0.15=32.62KN·m（柱内侧受拉）通过以上计算，可绘出第⑩轴横向框架恒载图（图4-2）以及第①③纵向框架恒载图（图4-3）图4-3第①③纵向框架恒载图图4-2第图4-3第①③纵向框架恒载图图4-2第⑩框架恒载图1.3活载计算本设计中，所考虑到的活荷载有人、雪、风以及水平地震荷载作用。屋上面活的载按“上人屋面”确定，所有活动厅按中等办公室的标准计算。活载汇总表如表4-1所示：表4-1荷载汇总表类型标准值（KN/㎡）组合值系数φ频遇值系数φ准永久值系数φ办公室、资料室2.00.70.50.4活动厅2.00.70.60.5走廊2.50.70.60.5电梯7.00.90.90.8屋面活载2.00.70.50.4顶层框架梁柱活载计算：上人屋活载：2.0KN/㎡雪荷载：S活荷载取：2.0KN/㎡横向边跨梁上线荷载（第⑩框架）：1）横向边跨梁上线荷载：同恒载求解方法，得最大值：4.5×2.0=9.0KN/m最小值：0中跨梁上线荷载：0边柱集中力：边柱集中力=部分板上活载传力F=2.0×中柱集中力：中柱集中力=部分板上活载传力F=2.0×边柱集中力矩：边柱集中力矩=边柱集中力×梁柱偏心M=中柱集中力矩：中柱集中力矩=中柱集中力×梁柱偏心M=纵向梁框架（第①③框架）1）边跨梁上线荷载：同恒载求解方法，得最大值：5.1×2.0=10.2KN/m最小值：0边柱集中力：边柱集中力=部分板上活载传力F=2.0×中柱集中力：中柱集中力=部分板上活载传力F=2.0×边柱集中力矩：边柱集中力矩=边柱集中力×梁柱偏心M=中柱集中力矩：中柱集中力矩=中柱集中力×梁柱偏心M=中间层框架梁柱活载计算：取普通办公室、活动厅、走廊活载标准值。横向框架（第⑩框架）边跨梁上线荷载：最大值：4.5×2.0=9.0KN/m最小值：0中跨梁上线荷载：0边柱集中力：F=2.0×中柱集中力：F=2.0×边柱集中弯矩：M=中柱集中弯矩：M=纵向框架（第①③框架）1）边跨梁上线荷载最大值：5.1×2.0=10.2KN/m最小值：0边柱集中力：F=2.0×中柱集中力：F=2.0×边柱集中力矩：M=中柱集中力矩：M=经过以上计算，可得出横向第⑩框架活载图（图4-4）和纵向第①③框架活载图（图4-5）图4-4第图4-4第⑩框架活载图图4-5第①③框架活载图1.4风荷载计算图4-5第①③框架活载图此大学生活动中心位于城市边缘，属于B类场地，取基本风压w0=0.35KN/㎡。大楼高度H=18m<30m，取βz=1.0。针对条形的平面建筑，风载体型系数，迎风面μw表4-2第⑩轴框架风荷载计算离地高度（m）μμwβwA（㎡）P1.51.00+1.30.351.00.45520.9259.529.01.00+1.30.351.00.45520.9259.5213.51.091+1.30.351.00.49620.92510.38181.19+1.30.351.00.54115.11258.18表4-3第①-③轴框架风荷载计算离地高度（m）μμwβwA（㎡）P1.51.00+1.30.351.00.45522.9510.449.01.00+1.30.351.00.45522.9510.4413.51.091+1.30.351.00.49622.9511.38181.19+1.30.351.00.54116.5758.97此上计算，可得：第⑩轴框架和第①-③轴框架风荷载计算简图：图4-6第⑩轴框架风荷载计算简图图4-6第⑩轴框架风荷载计算简图图4-7第①-③轴框架风荷载计算简图图4-7第①-③轴框架风荷载计算简图1.5梁、柱刚度计算1、梁柱刚度的计算（1）根据现浇板的限制，边跨框架梁取值I=1.5I0，中框架梁取值I=2I0，I0按式表4-4梁的线刚度计算断面b(m)×ℎ(m)跨度l(m)截面惯性矩I边框架梁中框架梁I=1.5i=I=2i=0.30×0.706.008.58×12.87×6.97×17.16×9.30×0.30×0.503.303.13×4.70×4.63×6.26×6.17×（2）柱的侧移刚度D值按下式计算：D=αc式中，一般层：αc=底层：αc=柱（0.85m×0.85m)的抗侧移刚度计算表4-5梁的线刚度计算楼层柱类别柱编号iℎKαDD1边框架边柱（4根）Z1、Z1231.42×1.50.2220.32560513538872边框架中柱（4根）Z13、Z1431.42×1.50.3690.36774205中框架边柱（26根）Z15、Z1631.42×1.50.2960.347646093606564中框架中柱（26根）Z17、Z1831.42×1.50.4920.398741052~4边框架边柱（4根）Z2、Z21、Z3、Z31、Z4、Z4131.42×1.50.2220.10018619190660边框架中柱（4根）Z22、Z23、Z32、Z33、Z42、Z4331.42×1.50.3690.15629046中框架边柱（26根）Z24、Z25、Z34、Z35Z44、Z4531.42×1.50.2960.129240191578174中框架中柱（26根）Z26、Z27、Z36、Z37、Z46、Z4731.42×1.50.4920.19736680自振周期计算考虑结构影响，基本周期α0=0.6。T1=1.7α表4-6自振周期计算楼层Gi=1D∆∆414167.9514167.959536800.01490.1185314167.9528335.909536800.02970.1036214167.9542503.859536800.04460.0739114101.0456601.8919267300.02930.0293图4-8边框架梁柱刚度计算简图图4-8边框架梁柱刚度计算简图图4-9中框架梁柱刚度计算简图图4-9中框架梁柱刚度计算简图1.6水平地震作用计算1、此楼为矩形，对称结构，取一榀横向框架第⑩号轴线。

G（1）中间层（一层）1）楼盖面积（扣除柱所占的面积）：15.3+0.65楼盖自重：4.4×2）梁柱自重横向框架梁：4.63×纵向框架梁：3.27×柱：50.75×34+50.27×26=3032.52KN中间层梁柱自重：823.41+705.12+3032.52=4561.05KN3）墙、门窗自重外墙、门窗：窗面积：2.2×1.2×8+2.2×2.4×16=105.6㎡窗自重：105.6×0.4=42.24KN门面积：1.2×2.4×1+4.0×2.4×2=22.08㎡门重：0.4×22.08=8.83KN外墙面积：64.8−0.65×14外墙自重：15.54/((内墙门窗自重：门面积：1.2×2.4×19=54.72㎡门重：0.2×54.72=10.94KN内墙面积：64.8−0.65×14内墙自重：14.90/((4.5−0.7))×4）活荷载走廊、楼梯活荷载：2.5×办公室、资料室、会议室等活荷载:2×即一层重力荷载代表值：G(2)中间层（二~四层）在一楼的基础上，大厅处的大门变成墙，其余部分不变。1）楼盖面积（扣除柱所占的面积）：15.3+0.65楼盖自重：4.4×2）梁柱自重横向框架梁：4.63×纵向框架梁：3.27×柱：50.75×34+50.27×26=3032.52KN中间层梁柱自重：823.41+705.12+3032.52=4561.05KN3）墙、门窗自重外墙、门窗：窗面积：2.2×1.2×8+2.2×2.4×16=105.6㎡窗自重：105.6×0.4=42.24KN门面积：1.2×2.4×1=2.88㎡门重：0.4×2.88=1.15KN外墙面积：64.8−0.65×14外墙自重：15.54内墙门窗自重：门面积：1.2×2.4×19=54.72㎡门重：0.2×54.72=10.94KN内墙面积：64.8−0.65×14内墙自重：14.904）活荷载走廊、楼梯活荷载：2.5×办公室、资料室、会议室等活荷载:2×故二、三、四层重力荷载代表值为：G(3)顶层（屋顶）:与中间层相比较，重力恒荷载代表值增加了女儿墙的自重，活荷载值不变。1）女儿墙自重：4.02×2）活荷载：屋顶屋面活载(按不上人屋计算):0.5×64.8