3 荷载计算

3 荷载计算

3.1竖向荷载计算

3.1.1楼面与屋面恒荷载

楼面与屋面的恒荷载包括结构构件自重和构造层重量等重力荷载，其标准值按结构构件的设计尺寸、构造层材料和设计厚度以及材料容重标准值计算。 1、 标准层楼面恒荷载标准值：

水泥花砖面层，水泥粗砂打底，水泥砂浆擦缝 0.60kN/m2 30厚1:2.5水泥砂浆底层纯水泥浆一道 0.03020kN/m20.60kN/m2

12m3kN/m2 120mm厚钢筋混凝土楼板 25kN/m30.20mm厚混合砂浆板底抹灰 17kN/m30.02m0.34kN/m2 合计： 4.54kN/m2 2、 厨房楼面恒荷载标准值：荷载计算

小瓷砖地面，水泥粗砂打底 0.55kN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02020kN/m20.40kN/m2 5厚聚合物水泥防水涂料 0.05kN/m2 2%找坡层，最薄处15mm 0.02020kN/m20.40kN/m2

11

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12m3kN/m2 120mm厚钢筋混凝土楼板 25kN/m30.20mm厚混合砂浆板底抹灰 17kN/m30.02m0.34kN/m2 合计： 4.74kN/m2 3、 卫生间楼面恒荷载标准值：

小瓷砖地面，水泥粗砂打底 0.55kN/m2 20mm水泥砂浆结合层 0.02020kN/m20.40kN/m2 5mm厚聚合物水泥防水涂料 0.05kN/m2 50mm厚细石混凝土 0.05025kN/m20.75kN/m2 200mm厚建筑碎料填实 0.20015kN/m23kN/m2

12m3kN/m2 120mm厚钢筋混凝土楼板 25kN/m30.20mm厚混合砂浆板底抹灰 17kN/m30.02m0.34kN/m2 合计： 8.54kN/m2 4、 屋面层楼面恒荷载标准值：

50mm厚素混凝土面层 25.00kN/m30.05m1.25kN/m2 1:3水泥砂浆结合层 20.00kN/m30.025m0.5kN/m2 80mm厚聚苯乙烯泡沫塑料 0.50kN/m30.08m0.04kN/m2 5mm厚改性沥青 0.05kN/m2 20mm厚1:3水泥砂浆 20.00kN/m30.02m0.40kN/m2

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1:6水泥焦渣找坡 10.00kN/m30.09m0.90kN/m2

12m3.00kN/m2 120mm厚钢筋混凝土楼板 25.00kN/m30.20mm厚混合砂浆抹灰 17.00kN/m30.02m0.34kN/m2 合计： 6.48kN/m2

3.1.2楼面与屋面活荷载标准值

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第5.1.1条和第5.3.1条的规定可知： 楼面活荷载标准值： 2.00kN/m2 卫生间楼面活荷载标准值： 2.50kN/m2 上人屋面活荷载标准值： 2.00kN/m2 本设计位于攀枝花，常年无雪，故不考虑雪荷载。

3.2门、窗、隔墙恒荷载标准值

根据隔墙自重截面尺寸、材料容重以及粉刷层厚度计算出隔墙的恒荷载标准值，本设计室内门均采用实木门，进户门以及楼梯间门均防盗门，窗均采用塑钢窗，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）附录A可知：塑钢窗的容重为0.45kN/m3，实木门的容重为0.20kN/m3，防盗门的容重为0.45kN/m3。将门、窗尺寸和数量的统计汇总于表3-1。

表3-1 门、窗尺寸和数量统计表 类别 普通门 门窗尺寸 0.7m2m 0.9m2m 1.5m2.1m 预留洞口尺寸 0.8m2.1m 1m2.1m 1.6m2.2m 各层门窗数量 1层 10 22 3 6 4 18 2 2~5层 10440 22488 备注 实木门 实木门 防盗门 塑钢推拉门 塑钢窗 塑钢窗 塑钢窗 60 132 3 36 39 108 12 6层 合计 10 22 —— 6 7 18 2 —— 6424 7428 2.4m2m 2.5m2.1m 1.3m1.3m 普通窗 1.2m1.2m 1.8m1.5m 2.4m1.5m 1.9m1.6m 2.5m1.6m 18472 248 注：为满足实际施工要求，预留洞口尺寸均在门窗高宽尺寸上加大100mm。

由于内外墙都采用的是200mm的隔墙，按建筑要求，外墙采用的是20mm厚的米黄色外墙涂料（0.5kN/m2），外墙的内侧采用20mm厚的混合砂浆抹灰：（0.34kN/m2）；内墙两侧20mm厚的抹灰（0.34kN/m2）；女儿墙采用标准实心砖（18.00kN/m3），墙高1.2m，100mm混凝土压顶，三侧20mm厚的抹灰（0.34kN/m2）。

1、 外墙面荷载：11.8kN/m30.20m0.50kN/m20.34kN/m23.20kN/m2； 2、 内墙面荷载： 11.8kN/m30.20m0.34kN/m223.04kN/m2；

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3、 女儿墙面荷载：

1）墙身面荷载：18kN/m30.20m0.34kN/m224.28kN/m2； 2）混凝土压顶面荷载：25kN/m30.20m0.34kN/m25.34kN/m2。

对于门窗，将各自材料的容重按门窗尺寸折算成线荷载来计算，隔墙、门窗荷载即：梁间荷载。梁间荷载折算按图2-1的方式折算：

图3-1 梁间荷载折算示意

依据上述示意图，梁间均布线荷载计算公式3-1可归纳为：

bhbhqkb-11γ111γ2 （3-1）

hh式中：qk——梁间均布荷载；

b——房间开间处或者进深处隔墙尺寸；

h——楼层层高；

b1——门、窗洞口宽度； h1——门、窗洞口高度；

1——隔墙材料容重，本设计隔墙采用混凝土空心小砌块，其标准尺寸为：

390mm190mm190mm，外墙容重：γ13.20kN/m2，内墙容重：γ13.04kN/m2；

2——门、窗材料容重，本设计中塑钢窗的容重为0.35kN/m2，实木门的容重为

0.40kN/m2，防盗门的容重为0.45kN/m2，塑钢推拉门的容重为0.40kN/m2。

根据上述公式，将门窗、隔墙的荷载折算成竖向荷载统计于表2-2。 门窗、隔墙的竖向荷载计算方式如下所示：

线荷载面荷载墙（门窗）计算高度；竖向荷载线荷载墙（门窗）计算宽度。

表3-2 门窗、隔墙竖向荷载

2套90平米户型（单位：kN） 轴号 楼层 1 2~6 A B 纵墙 C 1/C 9.70 D 11.79

横墙 1(18) 46.33 45.13 1/2(1/17) 25.92 24.62 12.0 13.42 每层每套荷载 G i16.31 17.64 3.84 14.31 15.98 3.65 135.46×2=270.92 125.18×2=250.36 攀枝花学院毕业设计 3 荷载计算

4套120平米户型（单位：kN） 轴号 楼层 1 2~6 轴号 楼层 1~6 轴号 楼层 1 2~6 3（9、15） 31.01 纵墙 D轴 5.17×3=15.51 6.17×3=18.51 A B 纵墙 隔墙 C 11.2 1/C — — D 16.83 14.69 横墙 5（7、11、13） 40.32 38.30 隔墙 每层每套荷载 Gi 21.60 19.86 11.2 14.72 135.77×4=543.08 13.95 120.28×4=481.12 每层共用墙荷载 19.78 18.48 7.54 7.54 横墙 共用墙（单位：kN）

6、12 47.42 楼梯间（单位：kN）

横墙 2、4、8、10、14、16轴 15.04×6=90.24 14.83×6=88.98

女儿墙、楼梯间突出屋面部分（单位：kN） 轴号 楼层 突出部分 总荷载 纵墙 女儿墙 横墙 432.9×2=865.8 105.07×2=300.14 楼梯间突出部分 纵墙 37.02 横墙 88.98 iG i78.43×5=395.15 楼梯间荷载 G i15.51+90.24=105.75 18.51+88.98=107.49 Gi1165.94 G126 每一层的隔墙、门窗的竖向荷载经计算得出结果如下：

270.92543.08395.G115105.751314.90kN；

~G6250.36481G2.12395.15107.491234.12kN； 432.92105.0721165G女.94kN； 37.0288.98126kN。 G突3.3梁、柱自重计算

根据梁柱估算和图1-1结构平面布置，将梁柱自重统计于表3-3梁、柱重力荷载标准值，混凝土容重取：25kN/m3。

表3-3梁、柱重力荷载标准值

构件 2.4m梁

尺寸 300×600  1.05  25 gi 4.73 li 2.4 Ni 6 n 6 Gi 68.04 Gi 408.24 攀枝花学院毕业设计 3 荷载计算

4.8m梁 5.1m梁 5.4m梁 6.3m梁 6.9m梁 8.1m梁 一级次梁 300×600 300×600 300×600 300×600 300×600 300×600 250×500 250×500 250×500 250×500 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.10 1.10 1.10 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 4.73 4.73 4.73 4.73 4.73 4.73 3.28 3.28 3.28 3.28 2.36 2.36 2.10 9.90 9.90 5.57 34.8 5.1 5.4 6.3 6.9 8.1 3.9 4.8 5.1 5.4 3.3 3.9 3 4 3 3 7 2 17 4 8 8 4 6 6 6 2 4 4 22 22 12 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 — — 158.76 48.20 433.76 119.07 260.82 306.18 51.19 94.50 100.41 106.31 15.59 36.86 25.20 871.20 653.40 200.48 952.56 289.17 2602.53 714.42 1564.92 1837.08 307.13 567.00 602.44 637.88 93.56 221.13 151.20 871.20 653.40 200.48 二级次梁 阳台次梁 1层柱 2~6层柱 突出屋面 200×450 200×450 200×400 600×600 600×600 450×450 注：1、表中为考虑梁、柱粉刷层竖向荷载而对构件竖向荷载的增大系数； 2、gi为单位长度构件竖向荷载，单位：kN/m；

3、li为构件计算长度，为简化计算，计算长度按轴线间距取值，标准层柱计算长度取层高，底层柱取至基础梁顶面4m；

4、Ni为每层构件数；n为楼层层数； 5、Gi为每层该构件的自重，单位为kN； 6、Gi为所有楼层该构件的自重，单位为kN。

3.4楼梯间荷载

楼梯间踏步计算方式为:将斜板自重投影到水平方向求其楼梯踏步及楼梯板自重。 本工程楼梯间活荷载取值：2.5kN/m2，面砖采用地板砖，其容重为19.8kN/m3，厚度为30mm，板底抹灰厚度为20mm，抹灰采用混合砂浆抹灰，踏步宽度取260mm，平台梁暂取200mm400mm。

楼梯间踏步示意如图3-2所示。

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图3-2 楼梯间踏步示意

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1、进户踏步计算：

踏步高度为150mm，踏步宽度为：260mm，踏步数为：3步，楼梯高度为450mm，斜板厚度为120mm，楼梯间进深为5400 mm，楼梯宽度为：1200 mm，则楼梯斜板与水平面的夹角为：29.54，夹角余弦值cos0.87，一层进户楼板宽度为1200 mm。

5.4m10.150m0.260m1.2m31.2m0.120m2225kN/m319.8kN/m30.260m35.4m0.120m1.2m0.2m0.4m2cos32.010.260m0.1625m0.030m1.2m 13.24kN2、首层楼梯计算：

1）首层第一跑踏步及斜板计算：

第一跑踏步高度为162.5mm，踏步宽度为：260mm，踏步数为：12步，第一跑楼梯高度为1950mm，斜板厚度为120mm，平台板宽度为1200mm，楼梯间进深为5400 mm，一跑楼梯宽度为：1200 mm，平台梁暂取200mm400mm，则楼梯斜板与水平面的夹角为：32.01，夹角余弦值cos0.85。 踏步自重+斜板自重：

5.4m0.260m1210.120m0.1625m0.260m1.2m1221.2m0.120m22cos32.0125kN/m35.4m1.2m0.2m0.4m2

19.8kN/m30.260m0.1625m0.030m1.2m57.38kN

2）首层第二跑踏步及斜板计算：

第一跑踏步高度为150mm，踏步宽度为：260mm，踏步数为：7步，第一跑楼梯高度为1050mm，斜板厚度为120mm，由于二跑楼梯只有7个踏步，平台板延长3个踏步，即：260m31200mm1980mm，楼梯间进深为5400 mm，一跑楼梯宽度为：1200 mm，平台梁暂取200mm400mm，则楼梯斜板与水平面的夹角为：29.54，夹角余弦值

cos0.87。

踏步自重+斜板自重：

5.4m11.98m0.120m0.1625m0.260m1.2m71.2m0.120m2225kN/m35.4m0.260m75.4m0.120m1.2m0.2m0.4m2cos29.54219.8kN/m30.260m0.1625m0.030m1.2m30.89kN

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3、标准层（2~6层）楼梯计算：

标准层踏步高度为150mm，踏步宽度为：260mm，踏步数为：20步，楼梯高度为3000mm，斜板厚度为120mm，由于二跑楼梯只有20个踏步，平台板延长3个踏步，即：

260m31200mm1980mm，楼梯间进深为5400 mm，每跑楼梯宽度为：1200 mm，平

台梁暂取200mm400mm，则楼梯斜板与水平面的夹角为：29.54，夹角余弦值

cos0.87。

踏步自重+斜板自重：

15.4m0.150m0.260m1.2m2021.2m0.120m22325kN/m5.4m0.260m720.120m1.2m0.2m0.4mcos29.54 2319.8kN/m0.260m0.1625m0.030m1.2m88.27kN4、 楼梯间栏杆自重：

根据建筑要求，栏杆高度取为1.1m，栏杆的容重为7.85kN/m3，梯井宽100mm。 1层第一跑栏杆：

G1栏杆5.4m327.85kN/m1.1mcos32.010.100m2.74kN 

1层第二跑栏杆：

5.4m320.100m2.68kN G2栏杆7.85kN/m1.1mcos29.54标准层（2~6层）栏杆：

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G标栏杆5.4m320.100m25.36kN 7.85kN/m1.1mcos29.54G栏杆5.4m5.4m3227.85kN/m1.1m110.100m35.73kN cos32.01cos29.54综上所述，本设计共三个楼梯间，每个楼梯间的竖向荷载汇总累加得：

楼13.24kN57.38kN30.89kN2.74kN3312.75kN G1楼G3楼G4楼G5楼G6楼88.27kN5.36kN3280.89kN G2312.75kN280.89kN51717G总楼G总楼.20kN

3.5重力荷载代表值

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）第5.1.3条规定：重力荷载代表值（Gi）是指结构和构配件自重标准值和可变荷载组合值之和，在作结构抗震分析时沿楼层高度方向可简化为串联多自由度体系，如图3-3所示。

图3-3 各质点重力荷载代表值

集中于各质点的重力荷载Gk，为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上、下各半层的墙、柱、门、窗等自重。

1、楼梯间突出屋面塔楼自重：

楼梯间突出屋面塔楼部分梁计算长度分为2.4m和5.4m，计算长度为2.4m的梁有6根，计算长度为5.4m的梁有6根，柱尺寸为：600600，计算高度为3m，柱的根数为12根。

梁自重：G梁25kN/m30.3m0.6m2.4m5.4m6210.60kN 柱自重：G柱25kN/m30.45m0.45m3m12200.48kN 墙自重：G墙Gi126kN

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2、屋面板结构层及构造层自重

对于女儿墙，需用构造柱拉结，除楼梯间需要将框架柱伸入上去以外，其余部位位均用构造柱拉结，经统计，所需构造柱为18根，其尺寸为200mm200mm。

由于框架柱每层截面尺寸均相同，且每层层高均为3m，上、下各半层柱的计算高度即为每层层高均为3m。

屋面板处梁，可去除部分小次梁，一级次梁250mm500mm，计算长度为3.9m和5.1m的次梁去除，二级次梁200mm400mm全部去除。 主次梁自重：

G主次梁408.24952.56289.172602.53714.421564.921837.08567.00637.88151.20kN9725.00kN构造柱的总自重：

G构造柱25kN/m30.2m0.2m1.2m1821.6kN 墙自重：

G墙11G女1234.12kN1165.94kN1200.03kN G6223、2~5层结构层自重

G主次梁408.24952.56289.172602.53714.421564.921837.08307.13567.00602.44637.8893.56221.13151.20kN10949.26kNG柱11009.801009.801009.80kN2

G墙1111G5G5G4G4G3G3G2G6222211234.12kN1234.12kN1234.12kN24、1层结构层自重

G主次梁408.24952.56289.172602.53714.421564.921837.08307.13567.00602.44637.8893.56221.13151.20kN10949.26kNG柱G墙

11346.401009.801178.10kN 211G11234.12kN1314.90kN1274.51kNG222

将以上各结构层荷载统计，算出各层重力荷载代表值，重力荷载代表值（Gi）计

算公式如公式2-2所示。楼面荷载为：G面，屋面荷载为：G屋。其计算公式为：

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G面G标G厨G卫G楼q标S标q厨S厨q卫S卫q标S标G0楼S楼； S厨3m3.3m659.40m2；

S卫2.5kN/m2.1m3.3m24.8m5.4m4117.54m2；

S楼2.4m5.4m338.88m2；

S标15.6m45m59.40m2117.54m238.88m2486.18m2。 1层楼面荷载：

G面G标G厨G卫G1楼4.54kN/m2486.18m24.74kN/m3m3.3m68.54kN/m2.1m3.3m24.8m5.4m4312.75kN3805.36kN1层楼面可变荷载标准值：

；

Q楼Q标Q厨Q卫2.0kN/m2486.18m22.5kN/m3m3.3m62.5kN/m2.1m3.3m24.8m5.4m42.5kN/m212.96m21447.11kN2~6层楼面荷载：

楼4.54kN/m2486.18m24.74kN/m3m3.3m6G面G标G厨G卫G28.54kN/m2.1m3.3m24.8m5.4m4280.89kN3773.50kN2~6层楼面可变荷载标准值：

；

Q楼Q标Q厨Q卫2.0kN/m2486.18m22.5kN/m3m3.3m62.5kN/m2.1m3.3m24.8m5.4m42.5kN/m212.96m21447.11kN屋面荷载：G屋6.48kN/m245m15.6m4548.96kN；

上人屋面可变荷载标准值：Q屋2.0kN/m245m15.6m1404.00kN 突出楼面塔楼荷载：

37.0288.98126kN，G女G女1165GG突.94kN 突突出楼面塔楼活荷载标准值：Q突0.5kN/m238.88m218.44kN

各楼层重力荷载代表值如公式2-2所示。

nGiGkQiQiki1

（3-2）

式中：Gi——重力荷载代表值；

Gk——结构构件、配件的永久荷载标准值； Qik——可变荷载标准值；

Qi——可变荷载的组合值系数，本工程中按等效均布荷载计算的楼面活荷载

Qi0.5 ；

攀枝花学院毕业设计 4 竖向荷载作用下框架内力计算

G7G梁G柱G墙G面G女0.5Q楼Q突210.60kN200.48kN126.00kN4548.96kN1165.94kN； 0.51404.00kN18.44kN6963.20kN

楼0.5Q楼G6G主次梁G柱G墙G面G610949.26kN1009.80kN1234.12kN3773.50kN280.89kN； 0.51447.11kN17971.13kN

楼0.5Q楼G5G主次梁G柱G墙G面G510949.26kN1009.80kN1234.12kN3773.50kN280.89kN； 0.51447.11kN17971.13kN

楼0.5Q楼G4G主次梁G柱G墙G面G410949.26kN1009.80kN1234.12kN3773.50kN280.89kN； 0.51447.11kN17971.13kN

楼0.5Q楼G3G主次梁G柱G墙G面G310949.26kN1009.80kN1234.12kN3773.50kN280.89kN； 0.51447.11kN17971.13kN

楼0.5Q楼G2G主次梁G柱G墙G面G210949.26kN1009.80kN1234.12kN3773.50kN280.89kN； 0.51447.11kN17971.13kN

楼0.5Q楼G1G主次梁G柱G墙G面G110949.26kN1009.80kN1234.12kN3805.36kN312.75kN 0.51447.11kN18034.85kN