21常用結構計算

2-1荷載與結構靜力計算表

2-1-1荷載

1.結構上的荷載

結構上的荷載分為下列三類：

（1）永久荷載如結構自重、土壓力、預應力等。

（2）可變荷載如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪活載

等。

（3）偶然荷載如爆炸力、撞擊力等。

建筑結構設計時，對不同荷載應采用不同的代表值。

對永久荷載應采用標準值作為代表值。

對可變荷載應根據設計要求，采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。

對偶然荷載應按建筑結構使用的特點確定其代表值。

2.荷載組合

建筑結構設計應根據使用過程中在結構上可能同時出現的荷載，按承載能力極限狀態

和正常使用極限狀態分別進行荷載（效應）組合，并應取各自的最不利的效應組合進行設

計。

對于承載能力極限狀態，應按荷載效應的基本組合或偶然組合進行荷載（效應）組合。

YOSWR（2-1）

式中Yo一一結構重要性系數；

S——荷載效應組合的設計值；

R——結構構件抗力的設計值。

對于基本組合，荷載效應組合的設計值s應從下列組合值中取最不利值確定:

（1）由可變荷載效應控制的組合

s=7GSGK+ZQISQIK+2J丫QiWciSQiK

i=2(2-2)

式中YG一一永久荷載的分項系數；

YQi一一第i個可變荷載的分項系數，其中YQI為可變荷載Q1的分項系數；

SGK一一按永久荷載標準值GK計算的荷載效應值；

SQiK一一按可變荷載標準值Qk計算的荷載效應值，其中SQIK為諸可變荷載效應中起

控制作用者；

歸i一一可變荷載Qi的組合值系數；

n一一參與組合的可變荷載數。

(2)由永久荷載效應控制的組合

n

S=7GSGK+，Q@C?SQiK

￡=1(2-3)

(3)基本組合的荷載分項系數

1)永久荷載的分項系數

當其效應對結構不利時：

對由可變荷載效應控制的組合，應取1.2；

對由永久荷載效應控制的組合，應取1.35；

當其效應對結構有利時：

一般情況下應取1.0：

對結構的傾覆、滑移或漂浮驗算，應取0.9。

2)可變荷載的分項系數

一般情況下應取1.4：

對標準值大于4kN/m2的工業房屋樓面結構活荷載應取1.3。

對于偶然組合，荷載效應組合的設計值宜按下列規定確定：偶然荷載的代表值不乘分

項系數；與偶然荷載同時出現的其他荷載可根據觀測資料和工程經驗采用適當的代表值。

3.民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(見表2-1)

民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數表2-1

項標準值組合值分數頻遇值系數準水久值系贄

類別

2

次(kN/m)VcWfVq

（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫院

0.50.4

病房、托兒所、幼兒園

1

1

（2）教室、試驗室、閱覽室、會議室、

2.00.70.60.5

醫院門診室

2食堂、餐廳、一般資料檔案室2.50.70.60.5

（1）禮堂、劇場、影院、有固定座位的

3.()0.70.5().3

3看臺

（2）公共洗衣房3.00.70.60.5

（1）商店、展覽廳、車站、港口、機場

nc

3.5n70.6U.J

4大廳及其旅客等候室

（2）無固定座位的看臺3.50.70.50.3

（1）健身房、演出舞臺4.00.70.60.5

3

（2）舞廳4.00.70.60.3

<1）書庫、檔案庫、貯藏室5.0

60.90.90.8

（2）密集柜書庫12.0

7通風機房、電梯機房7.00.90.90.8

汽車通道及停車庫：

（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）

客車4.00.70.70.6

消防車35.00.70.70.6

8

（2）雙向板樓蓋和無梁樓蓋（柱網尺寸

不小于6mX6m）

客車2.50.70.70.6

消防車20.00.70.70.6

廚房（1）一般的2.00.70.60.5

9

（2）餐廳的4.00.70.70.7

浴室、廁所、盟洗室：

1()（1）第1項中的民用建筑2.00.70.50.4

（2）其他民用建筑2.50.70.6().5

走廊、門廳、樓梯：

（1）宿舍、旅館、醫院病房托兒所、幼

AC

2.0UA.7/().4

11兒園、住宅

（2）辦公樓、教室、餐廳、醫院門診部2.50.70.60.5

<3）消防疏散樓梯，其他民用建筑3.50.70.50.3

陽臺：

12（1）一般情況2.5

nc

nu.7/0.6U.J

（2）當人群有可能密集時3.5

注：1.本表所給各項活荷載適用于一般使用條件，當使用荷載較大或情況特殊時，應按實際情況采用。

2.第6項書庫活荷載當書架高度大于2m時，書庫活荷載尚應按每米書架高度不小于2.5kN/n12確

定。

3.第8項中的客車活荷載只適用于停放載人少于9人的客車；消防車活荷載是適用于滿載總重為

300kN的大型車輛；當不符合本表的要求時，應將車輪的局部荷載按結構效應的等效原則，換算為等效

均布荷載。

4.第11項樓梯活荷載，對預制樓梯踏步平板，尚應按L5kN集中荷載驗算。

5.木表各項荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。對固定隔墻始自重應按恒荷載考慮，當隔墻位

置可靈活自由布置時，非固定隔墻的自重應取每延米長墻重（kN/m）的1/3作為樓面活荷載的附加值

（EN/m2）計入,附加值不小于1.OkN/m2.

設計樓面梁、墻、柱及基礎時，表2/中的樓面活荷載標準值在下列情況下應乘以規

定的折減系數。

（1）設計樓面梁時的折減系數

I）第1（1）項當樓面梁從屬面積超過25m2時，應取0.9；

2）第1（2）?7項當樓面梁從屬面積超過50m2時應取0.9；

3）笫8項對單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋應取0.8；對單向板樓蓋的主梁應取0.6：

對雙向板樓蓋的梁應取0.8；

4）第9?12項應采用與所屬房屋類別相同的折減系數。

（2）設計墻、柱和基礎時的折減系數

1）第1（1）項應按表2-2規定采用；

2）第1（2）?7項應采用與其樓面梁相同的折減系數；

3）第8項對單向板樓蓋應取0.5；對雙向板樓蓋和無梁樓蓋應取0.8；

4）笫972項應采用與所屬房屋類別相同的折減系數。

注：樓面梁的從屬面積應按梁兩側各延伸二分之一梁間電的范圍內的實際面積確定。

活荷載按樓層的折減系數表2.2

墻、柱、基礎計算截面以上的層數12?34?56-89?20>2C

1.00

計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數0.850.700.650.600.55

(0.90)

注：當樓面梁的從屈面積超過25m2時，應采用括號內的系數。

樓面結構上的局部荷載可換算為等效均布活荷載。

4.屋面活荷載

水平投影面上的屋面均布活荷載，按表2-3采用。

屋面均布活荷載，不應與雪荷載同時組合。

屋面均布活荷載表2-3

標準值組合值系數頻遇值系數準永久值系數

項次類別

(kN/m2)VbWVq

1不上人的屋面0.50.70.50

2上人的屋面2.00.70.50.4

3屋頂花園3.00.70.60.5

注：1.不上人的屋面，當施工或維修荷載較大時，應按實際情況采用；對不同結構應按有關設計規范

的規定，將標準值作0.2kN/m2的增減。

2.上人的屋面，當兼作其他用途時，應按相應樓面活荷載采用。

3.對于因屋面排水不暢、堵塞等引起的積水荷載，應采取構造措施加以防止；必要時，應按積水

的可能深度確定屋面活荷載。

4.屋頂花㈤活荷栽不包括花陶土石等材料自重。

5.施工和檢修荷載及欄桿水平荷載

（1）設計屋面板、檀條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預制小梁時，施工或檢修集中荷載

（人和小工具的白重）應取LOkN,并應在最不利位置處進行驗算。

注：①對于輕型構件或較寬構件，當施工荷載超過上述荷載時，應按實際情況驗算，或采用加墊板、

支撐等臨時設施承受。

②當計算挑樵、雨篷承載力時，應沿板寬每隔1.0m取一個集中荷載；在驗算挑檐、雨篷傾覆時，

應沿板寬每隔2.5?3.0m取一個集中荷載。

（2）樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應按下列規定采用：

1）住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫院、托兒所、幼兒園，應取0.5kN/m；

2）學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育館，應取L0kN/m。

當采用荷載準永久組合時，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。

6.動力系數

建筑結構設計的動力計算，在有充分依據時，可將重物或設備的自重乘以動力系數后

按靜力計算進行。

搬運和裝卸重物以及車輛起動和剎車的動力系數，可采用1.1~1.3,其動力作用只考慮

傳至樓板和梁。

直升飛機在屋面上的荷載，也應乘以動力系數，對具有液壓輪胎起落架的直升飛機可

取1.4；其動力荷載只傳至樓板和梁。

7.雪荷載

屋面水平投影面上的雪荷載標準值，按下式計算：

Sk=HrSO(2-4)

式中Sk一—雪荷載標準值(kN/m2)；

Ur一一屋面積雪分布系數(表2-4)；

so------基本雪壓(kN/m2)o

基本雪壓可按全國基本雪壓圖(圖2-1)近似確定。

圖27全國基本雪壓分布圖（單位：kN/mJ）

屋面積雪分布系數表2-4

理次類別屋面形式及枳雷分布系數4

出

1單跨單坡屋面

a《25'30,35,40445,

“r1.00.80.60.40.20

均勻分布的情況______________________|Mr

不均勻分布的情況0.75=iI___________11.25%

2單跨雙坡屋面

4技:第?項規定采用

1?----------------1”，

3拱形屋面(0.4SW1.0)

一__________L

______L0_______

均勻分布的情況1________]

._LU0,8,11.

不均勻分布的情況

4帶天窗的屋面

1.0

均勻分布的情況IJ

J-QJ4os

不均勻分布的情況C_2=L—□

1.0

均勻分布的情況II

不均勻分布的情況

多跨單坡屋面

6

（鋸齒形屋面）

2.第4、5項只適用于坡度aW25°的一般工業廠房屋面。

3.第7項雙跨雙坡或拱形屋面，當aW25°或（7LW0.1時，只采用均勻分布情況。

4.多跨層面的積雪分布系數，可參照第7項的規定采用。

設計建筑結構及屋面的承重構件時，可按下列規定采用積雪的分布情況：

（1）屋面板和檀條按積雪不均勻分布的最不利情況采用；

（2）屋架和拱殼可分別按枳雪全跨均勻分布情況、不均勻分布的情況和半跨的均勻分

布的情況采用；

（3）框架和柱可按積雪全跨的均勻分布情況采用。

8.風荷載

垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，按下述公式計算：

（1）當計算主要承重結構時

3k=Bz入心3。（2-5）

式中3k-風荷載標準值（kN/n?）；

Bz一—高度z處的風振系數；

Us-------風荷載體型系數；

Uz一一風壓高度變化系數；

3。---基本風壓（kN/m2）o

（2）當計算圍護結構時

3k=BgzHsUzM(2-6)

式中Bgz——高度z處的陣風系數。

基本風壓按《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)給出的50年一遇的風壓采用，但

不得小于0.3kN/m2o

2-1-2結構靜力計算表

1.構件常用截面的幾何與力學特征表(表2-5)

常用截面幾何與力學特征表表2.5

對主箱的慣性矩皎面抵抗矩回轉半徑

Wi

W=+M2i=0.289A

0

W產土乩2

，=如，t=0.236A

W2.吉加

W（從+4孫+陽爐

*123+26）

、（小4孫+“）戶心氏含/公+4叢小“

3。十

36（6（6―4孫+疝小0]

力

3（36）212（2加*b）

薇面租裁鹵邊4至對主輸的慣性矩裁天抵抗電回轉半徑

板面荷圖

主輸的距離,1Wt

w=Mi=5d

1=獷

W逢5-§)i=5//+d：

,J

/=^(BH-W)W=龍（BH，-從，）“弧湖隱需

(

【古（r-a；）W-0.118a'-g)**=0.289//?耳

對主軸的慣性矩?l面抵抗Si同轉半徑

Iwi

尸,

Z"y(fryJ+B>J-(B-6)w

yii=/l

/=古W=±[BH,(B-b)Al?0.289J要湛?黑

yi，

叫=R

-(Bi-6)(yi-rt)J]yi

篋面邊叫至對主軸的慣性矩裁面抵抗矩回轉半徑

主軸的距篇y/Wi

3_叢’+(8-6)1

一0八.…28y9X,從+((88-&”

6A

i=0.289

OFT/BH1-(8-AjA1

VBH(B-b)h

i=0.289

/=上［8卬-(8-6)后

破面積獻面邊發至對主軸的慣性矩微面抵抗電網轉半徑

假面藺圖

主軸的距離y/Wr

>1=H-y：

力/=:[86-(B-6)

4W尸上

A-8?6)￡<=

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6H+(B-6)z

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Z1V627,n-11

1M/

aw?w串9圈邱聰壬稱

fit面板41面邊球至對主軸的慣性電被面抵抗能回轉半徑

序號覦面荷圖

A主軸的西鹿》/W/

girR'，+2MR'

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f（r在A點處.

i1Mt

b點匆應力

216d+爐)

I?十一）

注：1.I稱為截面對主軸（形心軸）的被面慣性矩（mm」）。基本計笄公式如下：I=\y^dA

2.W稱為截面抵抗矩（mn?）,它衣示截面抵抗萼曲變形能力的大小，基本計算公式如卜：匹=一」

/=

3.i稱截面回轉半行（mm），其基本il算公式如下:￡

4.上列各式中，A為截面面枳（mmD,y為截面邊緣到主軸（形心軸）的距離（mm）,I為對主軸（形心軸）的慣性知。

5,上列各項幾何及力學特征,主要用于驗算構件祓面的承載力和剛度.

2.單跨梁的內力及變形表（表2-6?表2-10）

（D簡支梁的反力、剪力、彎矩、撓度表2-6

序次圖類圖示項目計算式

反力RA=RB=qa

mTiQ/?

荷載

%叫剪力3RA；VB=-R

a

6

彎矩頻||川川心彎矩乂“^二萬1平2

剪力撓度%2a2)

RA啜（2-力；RB需

反力

荷載a\.bi.

剪力VA=KA；VB=-RB

當工=。-5時，

7

彎矩彎矩

M??W（46用=冢2-十廣

卜-小豹干+舄茨

剪力撓度（Q6時）

R-直.R_叫2-立、

q反力RA-2「RB-2I?1

幺chwHiul"t

荷載ifr

剪力VA=RA；VB=-RB

當工=。+昔時；

8

彎矩彎矩

M-喀（…亨）=啕2-1廣

x回去豹戶書:

剪力t;-撓度（8段）

RA=RB=￥

.遙mi幺反力

荷教Jra」b1a1

剪力"RA；3-RB

9

M.岑(川

彎矩,^mn]彎矩2

nWTK

剪力撓度孫3=384E

序次圖類圖示項目計算式

R嗎RB山

q反力，八

MHtlllll^8**AiBi

荷轂.ZVA1

剪力VA=RA；VB=-RB?

牛(。+舞)

10彎矩彎矩M-=

仁=碧山-苧

剪力撓度d)…FT]

式中：x=a+—^

%q

反力RA=KB=qb

A皿^~~網?■3

11

彎矩彎矩Mz=qA]

剪力川llfhk7川||撓度3a=副&*Y)

(2)懸臂梁的反力、剪力、彎矩和撓度表2-7

序次圖類圖示項目計算式

反力RB=F

荷載X____

卜剪力V=-RB

B

1

彎矩^rrTTrnnTTni彎矩Mx=-FM；Max=MB=-Fl

F"

剪力II川iilllHHiiin撓度

wnax=wA=3￡/