建筑13-01-荷載分析及計算

恒荷載、活荷載、偶然荷載的分析及計算

目錄1、恒荷載的分析及計算2、活荷載的分析及計算3、偶然荷載的分析及計算1、恒荷載的分析及計算

1.1定義

恒荷載（也稱永久荷載），其值不隨時間變化；或者其變化與平均值相比不可忽略的荷載.例如結構自重、土壓力、預應力基礎沉降，混凝土收縮，焊接變形等。它是施加在工程結構上不變的（或其變化與平均值相比可以忽略不計的）荷載。如結構自重、外加永久性的承重、非承重結構構件和建筑裝飾構件的重量、土壓力等。因為恒載在整個使用期內總是持續(xù)地施加在結構上，所以設計結構時，必須考慮它的長期效應。

1.2

樓面恒荷載

樓面恒荷載主要由三部分組成：建筑面層恒荷載、結構層恒荷載、頂棚恒荷載。

（1）由建筑面層引起的樓面恒荷載計算

建筑面層引起的樓面恒荷載計算，必須根據(jù)建筑樓面面層的具體做法確定，常用建筑樓面面層恒荷載取值可參考下表

（2）由結構層引起的樓面恒荷載計算

結構層引起的樓面恒荷載=結構樓層樓板厚度×鋼筋混凝土容重（一般取25kN/m3）

常用建筑樓面面層恒荷載取值參考表樓面面層名稱用料做法參考指標水泥砂漿面層厚1：2水泥砂漿抹面壓光；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.60kN/m2細石混凝土面層厚C20細石混凝土隨打隨抹光；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.72kN/m2水磨石面層（現(xiàn)澆）厚1：2水泥石子磨光；素水泥漿結合層一道；厚1：3水泥砂漿找平層；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.65kN/m2水磨石面層（預制）厚預制水磨石板，素水泥漿擦縫；厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒厚素水泥；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：55mm單位重量：1.25kN/m2地磚面層8～厚地磚，素水泥漿擦縫；2～厚水泥膠結合層；厚1：3水泥砂漿找平層；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.65kN/m2大理石面層厚大理石面層，素水泥漿擦縫；厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒厚素水泥；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：50mm單位重量：1.16kN/m2花崗巖面層厚花崗巖面層，素水泥漿擦縫；厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒厚素水泥；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：50mm單位重量：1.16kN/m2單層架空木地板面層厚、50～寬硬木企口地板；×木擱柵，縱、橫設置；刷冷底子油一道，熱瀝青瑪蹄脂一道；厚1：3水泥砂漿找平層；鋼筋混凝土樓板總厚度：100mm單位重量：0.78kN/m2粘貼木地板面層厚長條地板或拼成方塊；厚熱瀝青膠隨涂隨鋪貼；刷冷底子油一道，熱瀝青瑪蹄脂一道；厚1：2水泥砂漿找平層；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：45mm單位重量：0.65kN/m2附注：關于二次裝修荷載是否考慮問題，如果甲方提出某些房間需要考慮二次裝修的荷載增加量，則設計應給予考慮，并在結構設計總說明中注明已經(jīng)考慮的二次裝修荷載增量值；否則不予考慮。（3）由頂棚引起的樓面恒荷載計算

頂棚引起的樓面恒荷載計算，必須根據(jù)建筑頂棚的具體做法確定，常用建筑頂棚恒荷載取值可參考下表。

頂棚名稱用料做法參考指標紙筋灰頂棚鋼筋混凝土樓板，用水加10%火堿清洗油膩；厚1：1水泥砂漿抹底、打毛；厚1：3：9水泥石灰砂漿層；厚石灰紙筋面層；噴石灰漿兩道總厚度：12mm單位重量：0.20kN/m2水泥砂漿頂棚鋼筋混凝土樓板，用水加10%火堿清洗油膩；厚1：1：4水泥石灰砂漿層；厚1：2.5水泥砂漿；

噴石灰漿兩道總厚度：15mm單位重量：0.30kN/m2木質面板頂棚鋼筋混凝土樓板，50mm×70mm大龍骨中距1200mm；×小龍骨中距；×方木吊掛釘牢，再用8#鉛絲綁牢；面板釘牢；涂料粉刷兩道單位重量：0.15～0.20kN/m2V型輕鋼龍骨頂及鋁合金吊頂輕鋼龍骨支架；輕質面板單位重量：0.1～0.15kN/m2附注：商品房裝修中，業(yè)主常常會在原來紙筋灰頂棚（或水泥砂漿頂棚）基礎上設置新的吊頂，新設置吊頂?shù)闹亓繉儆诙窝b修荷載，如果甲方?jīng)]有提出需要考慮二次裝修引起的荷載增量，則設計不予考慮。1.3屋面恒荷載

屋面恒荷載主要由三部分組成：建筑屋面面層恒荷載、結構層恒荷載、頂棚恒荷載。

由結構層與頂棚引起的屋面恒荷載計算方法，同相應樓面恒荷載的計算方法，由建筑屋面面層引起的屋面恒荷載，必須根據(jù)建筑屋面面層的具體做法確定。

由于建筑屋面承擔著保溫、隔熱和防水、排水的功能，因此建筑屋面面層的做法相對于建筑樓面面層的做法要復雜得多，加之各地氣候、雨水情況不同，保溫隔熱材料和防水材料的不斷更新發(fā)展，使各地屋面面層的做法不完全相同，但基本構造層相差不多。（1）平屋面面層恒荷載計算

平屋面，又稱建筑找坡屋面，排水坡度為2%～3%，屋面面層的基本構造、荷重如下：

①結構層（鋼筋混凝土屋面板）上水泥砂漿找平層：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

②隔氣層：以成品為主，重量較輕，可以忽略；

③保溫層兼找坡層：一般采用憎水性能好、導熱系數(shù)小和重量輕的保溫材料，起坡處厚度必須滿足熱工要求、由建筑專業(yè)計算決定，如膨脹珍珠巖系列（容重7～15kN/m3，現(xiàn)場拌制的砂漿取大值，成品取小值）、擠塑板系列（很輕，重量可以忽略）等；

④水泥砂漿找平層：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

⑤防水層：如二氈三油系列、二布六膠系列等，重量2～8kN/m2；

⑥保護面層：對于不上人屋面，可以是涂料、反射膜、砂石粘料（常稱綠豆砂）、蛭石云母粉、纖維紡織毯、水泥砂漿塊材等；對于上人屋面，與樓面面層的做法相同，一般以水泥砂漿面層為主；也可以結合環(huán)境綠化，采用種植屋面、蓄水屋面等。

（2）坡屋面面層恒荷載計算

坡屋面，又稱結構找坡屋面，排水坡度≧5%，相對于平屋面來說屋面面層的基本構造要簡單一些，通常如下：

①結構層（鋼筋混凝土屋面板）上水泥砂漿找平層：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

②隔氣層：以成品為主，重量較輕，可以忽略；

③保溫層：材料同平屋面；

④水泥砂漿找平層：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

⑤保護面層：如涂料系列、瓦片系列（塊瓦、油氈瓦、鋼板彩瓦、琉璃瓦等，瓦片荷重較大，計算重量時必須根據(jù)瓦片的規(guī)格、樣品及施工方法決定）等。

1.4墻體恒荷載

常用建筑墻體荷重及墻面面層荷重取值，可參考下頁表。

墻體恒荷載一般簡化為線荷載的形式，直接作用于支承板或支承梁上，由墻體引起的恒荷載計算方法如下：

對于無門窗洞口的墻體（實墻）：

墻體恒荷載（kN/m）=墻體凈高×墻體單位面積荷重（kN/m2）

對于有門窗洞口的墻體：

墻體恒荷載（kN/m）=墻體面積×墻體單位面積荷重（kN/m2）÷支承梁長度

墻體單位面積荷重可以直接查相應的設計手冊，如表3.1.3所述，也可以按照下式計算：

墻體單位面積荷重=砌體容重×墻體厚度+砌體兩側墻面面層荷重

常用建筑砌體荷重及墻面面層荷重取值參考表種類墻體材料及做法荷重參考指標磚及砌塊容重（kN/m3）漿砌普通燒結磚18漿砌機制燒結磚19礦渣磚18～19KP1型燒結多孔磚14水泥空心磚（390mm×390mm×140mm）9.8混凝土小型空心砌塊（390mm×390mm×190mm）11.8蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊5.5種類墻體材料及做法荷重參考指標墻面面層荷重（僅一側墻面）（kN/m2）貼瓷磚墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.5水泥粉刷墻面（20mm厚，水泥粗砂）0.36石灰、或砂粉刷墻面（20mm厚）0.34剁假石墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.5外墻拉毛墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.7GRC板隔墻輕質保溫板0.14輕質空心隔墻板（與規(guī)格尺寸有關）0.30～0.90C型輕鋼龍骨隔墻兩層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.27兩層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.32三層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.38三層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.43四層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.49四層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.54雙面粉刷、240mm厚漿砌實心機制磚5.24雙面粉刷、190mm厚，單排孔混凝土小型空心砌塊承重墻3.40雙面粉刷、190mm厚，雙排孔混凝土小型空心砌塊承重墻3.80雙面粉刷、90mm厚，混凝土小型空心砌塊隔墻2.101.5其他恒荷載

（1）門窗恒荷載取值

門窗恒荷載不大，可忽略不計；如要計算，一般簡化為均布荷載。

常用建筑門窗荷重取值可參考下表門窗種類荷重參考指標（kN/m2）附注鋼門、鋼框玻璃窗0.4～0.5按照３mm厚單層普通玻璃計算，如玻璃厚度改變，荷重須適當調整。塑鋼門窗0.2～0.3鋁合金門窗0.2～0.3木門0.1～0.2木框玻璃窗0.2～0.3玻璃幕墻1.0～1.5根據(jù)玻璃厚度，按照單位面積玻璃自重增加20～30%采用（2）樓梯、陽臺欄板與欄桿恒荷載取值

樓梯、陽臺欄板與欄桿的恒荷載計算與建筑做法、采用的材質有關。

對于樓梯、陽臺的欄板恒荷載，可按下式計算：

欄板荷重（kN/m）=欄板高度（m）×欄板容重（kN/m3）×欄板厚度（m）

=欄板高度（m）×欄板面荷重（kN/m2）

對于欄桿恒荷載，可近似取0.5kN/m均布荷載做簡化計算。（3）設備恒荷載取值

為滿足建筑使用功能需要，常常需要配置一些設備。

設備恒荷載的取值依據(jù)生產(chǎn)廠家提供的設備樣本，設備恒荷載作用的位置依據(jù)建筑圖中的平面布置。

一般設備恒荷載：如電梯機房、自動扶梯、自動人行道等設計時，必須根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本，確定支承鋼梁所在的平面位置與設備恒荷載作用的大?。煌瑯游蓓敳贾昧孙L機房，設計者要根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本，確定風機支承點所在的平面位置與作用恒荷載的大小。

振動設備恒荷載：《荷載規(guī)范》4.6明確：對于在使用期間有可能產(chǎn)生振動的設備，在有充分的依據(jù)時，有必要考慮一定的動力系數(shù)，將設備的自重乘以動力系數(shù)后按照靜力荷載計算。如：搬運和裝卸重物以及車輛起動和剎車的動力系數(shù)可采用1.1～1.3；直升機在屋面上的荷載也應乘動力系數(shù)，對具有液壓輪胎起落架的直升機可取1.4，其動力荷載只傳至本層屋面板和梁）。

2、活荷載的分析及計算

2.1活荷載：又稱可變荷載，在結構使用期間內，荷載的大小隨時間的推移而變化、或其變化與其平均值相比較不可以忽略。如樓面活荷載、屋面活荷載、積灰荷載、吊車荷載、雪荷載、風荷載、安裝檢修荷載等。

2.2樓面活荷載

（1）民用建筑樓面活荷載取值

樓面活荷載取值與建筑物房間的使用性質、使用功能有關。

常用建筑樓面活荷載標準值（kN/m2）及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)

項次類

別標準值組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準永久值系數(shù)1①住宅、宿舍、旅館、辦公室、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園2.00.70.50.4②教室、試驗室、閱覽室、會議室、醫(yī)院門診室2.00.70.60.52食堂、餐廳、一般資料檔案室2.50.70.60.53禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺3.00.70.50.3公共洗衣房3.00.70.60.54商店、展覽廳、車站、港口、機場大廳及旅客等候室3.50.70.60.5無固定座位的看臺3.50.70.50.3項次類

別標準值組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準永久值系數(shù)5健身房、演出舞臺4.00.70.60.5舞廳4.00.70.60.36書庫、檔案庫、儲藏室5.00.90.90.8密集柜書庫12.00.90.90.87通風機房、電梯機房7.00.90.90.88汽車通道和停車庫單向板樓蓋（板跨不小于2m）客車4.00.70.70.6消防車35.00.70.70.6雙向板樓蓋（板跨≥6m×6m）和無梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸≥6m×6m）客車2.50.70.70.6消防車20.00.70.70.69廚房一般的2.00.70.60.5餐廳的4.00.70.70.710浴室、廁所、梳洗室第1項中的民用建筑2.00.70.50.4其它民用建筑2.50.70.60.511走廊門廳樓梯宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅2.00.70.50.4辦公樓、教學樓、餐廳、醫(yī)院門診部2.50.70.60.5當人流可能密集時3.50.70.50.312陽臺一般情況2.50.70.60.5當人群有可能密集時3.50.70.60.5附注：1、本表所給出的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；技術層、設備層使用活荷載按照實際情況取用；2、第6項書庫活荷載當書架高度大于時，書庫活荷載尚應按每米書架高度不小于2.5kN/m2確定；3、第7項中的設備用房活荷載，指的是檢修時樓面均布等效活荷載，正常工作時，設備對樓面板、梁（或屋面板、梁）產(chǎn)生的支承荷載應按照設備樣本提供的參數(shù)另行考慮；4、第8項中的客車活荷載只適用于停放載人數(shù)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，應將車輛的局部輪壓按結構效應的等效原則，換算為等效均布荷載；5、本表各項荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載；對固定隔墻的自重應按恒載考慮；當隔墻位置可靈活布置時，非固定隔墻的自重可取每延米長墻重（kN/m）的1/3作為樓面活荷載的附加值（kN/m2）計入，附加值不小于1.0kN/m2。（2）工業(yè)建筑樓面活荷載（包括吊車荷載等）取值

根據(jù)設備使用的要求，工業(yè)建筑樓面活荷載由工藝專業(yè)（或設備產(chǎn)生廠家）提出，如缺乏資料，對于一般的金工車間、儀器儀表生產(chǎn)車間、半導體器件生產(chǎn)車間、棉紡織造生產(chǎn)車間、輪胎廠準備車間和糧食加工車間等，可按照《荷載規(guī)范》附錄C查用，工程設計中工業(yè)建筑樓面活荷載取值通常≧4.0kN/m2。

工業(yè)建筑樓面（包括工作平臺）上無設備區(qū)域的操作荷載，包括操作人員、一般工具、零星原料和成品的自重，可按照均布活荷載考慮，采用2.0kN/m2。

生產(chǎn)車間的樓梯活荷載，可按實際情況采用，但不宜小于3.5kN/m2。

（3）特殊情況下樓面活荷載取值

當設計中遇到某種規(guī)范中未明確的樓面使用活荷載時，可根據(jù)具體情況，參考下列方法近似確定其使用活荷載標準值。

方法一：對該樓面活荷載的觀測值進行統(tǒng)計，當有足夠資料并能對其統(tǒng)計分布作出合理估計時，則在房屋設計基準期（50年）最大值的分布上，根據(jù)協(xié)定的百分位取其某分位值（如均值、中值、眾值等）作為該種樓面活荷載的標準值。

方法二：對不能取得充分資料進行統(tǒng)計的樓面活荷載，可根據(jù)已有的工程實踐經(jīng)驗，通過分析判斷后，協(xié)定—個可能出現(xiàn)的最大值作為該類樓面活荷載的標準值。

對于民用建筑樓面，可根據(jù)在樓面上活動的人和設施的不同分布狀況進行分類，參考下表取值。

常用樓面活荷載標準值取值參考表分類狀況樓面活荷載標準值（kN/m2）活動的人較少2.0活動的人較多、且有設備2.5活動的人很多、且有較重的設備3.0活動的人很集中、有時很擠、或有較重的設備3.5活動的性質比較劇烈4.0儲存物品的倉庫5.0有大型的機械設備6～7.5

方法三：對房屋內部設施比較固定的情況，設計時可直接按照給定的設備布置形式、或按照對結構安全產(chǎn)生最不利作用效應的設備布置形式，對結構進行計算。

方法四：對使用性質類同的房間（如內部配置的設施大致相同），一般可對其進行合理分類，在同一類別的房屋中，選取各種可能的設備布置形式，經(jīng)過分析研究后選出最不利的布置形式，作為該類房屋樓面活荷載標準值的確定依據(jù)，按照作用效應相等的原則求出樓面的活荷載標準值。

2.4屋面活荷載

（1）民用建筑屋面活荷載為水平投影面上荷載值，其均布活荷載的取值與屋面的使用性質、使用功能有關，按照《荷載規(guī)范》4.3.1查用。

常用民用建筑屋面活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)

項次類

別標準值kN/m2組合值系數(shù)頻遇值系數(shù)準永久值系數(shù)1不上人屋面0.50.70.502上人屋面2.00.70.50.43屋頂花園3.00.70.60.5附注：1、不上人屋面，當施工或維修荷載較大時，應按實際情況采用；2、上人屋面，當兼作其它用途時，應按相應樓面活荷載的要求采用；3、對于因屋面排水不暢、堵塞等引起的屋面積水荷載，應采取構造措施加以防止（如預留泄水孔、預埋泄水管等）；必要時，可按積水的可能深度確定屋面的活荷載數(shù)值；4、屋頂花園活荷載不包括花圃土石等材料自重。（2）工業(yè)建筑屋面活荷載取值

工業(yè)建筑屋面活荷載的取值，需要根據(jù)工藝性質考慮屋面設備荷載情況，具體由工藝專業(yè)（或設備產(chǎn)生廠家）提供。

注意：屋面均布活荷載與雪荷載不應同時考慮。

2.5屋面積灰荷載

設計生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近的建筑物時，對于屋面坡度＜450的建筑結構，應考慮屋面積灰荷載的作用。

屋面積灰荷載由工藝專業(yè)（或設備廠家）提出，結構人員按照要求進行選用；如缺乏資料，對于具有一定除塵設施和保證清灰制度的機械、冶金、水泥等廠房的屋面積灰荷載，可按照《荷載規(guī)范》4.4查用；對于屋面上容易形成灰堆的地方，在設計屋面結構時，積灰荷載的標準值應乘以適當?shù)姆糯笙禂?shù)。

注意：屋面積灰荷載應與屋面雪荷載、或屋面活荷載兩者中的較大值同時考慮。

2.6屋面積雪荷載

屋面積雪荷載的取值由建筑物所處的地理位置決定，具體計算按照《荷載規(guī)范》第6章執(zhí)行。

雪荷載標準值計算

屋面水平投影面上的雪荷載標準值，按照下面的公式計算：

SK=μkS0

SK——雪荷載標準值，單位kN/m2；

μk——屋面積雪分布系數(shù)，應根據(jù)不同類型的屋頂形式，常見平屋面的積雪分布系數(shù)為1；

S0——基本雪壓，單位kN/m2。以當?shù)乜諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計所得50年一遇最大積雪厚度計算確定，各地的基本雪壓按照《