液压机滑块结构设计与计算研究论文[精选多篇]

第一篇：液压机滑块结构设计与计算研究论文

1液压机滑块的概况

液压机根据不同标准可以划分为以下类型：以机架结构为依据，可以分为组合、整体框架式以及单臂式；以用途与功能为标准，可以划分为冲压、专用、锻造及打包液压机；根据工作介质可以分为水压机与油压机。液压机对工件的压力加工主要是借助滑块实现的，常为油缸驱动滑块或者固定于滑块上的模具。对于框架式液压机而言，其滑块基本均与主缸活塞杆刚性连接，设计其四角过程中安装了可调节滑块导轨，从运动学视角来看，滑块与活塞杆受油缸、导轨面影响，仅可沿着导轨长度进行活动。一般情况下，油缸固定在上横梁上，活塞、油缸孔因精准配合，因此难以调节。实践中，导轨调整范围应满足补偿累积误差对精度的影响，在此情况下，滑块下平面对工作态度的不平行度级滑块运动方向上对工作台的不垂直度等精度，均要符合主机精度规定。从导轨受力视角而言，在机架受力变形后，导轨面可承受相应的水平力，同时因偏心载荷影响下出现的水平位移，其也应承受随之出现的附加水平力。为了满足上述要求，滑块导轨面应拥有一定的长度与宽度，以此确保导轨面上的比压值处于合理范围。经调查发现，液压机处于精冲、冷挤压或大台面薄板冲压情况下，为了确保导向精度，提高抗偏载能力，需要采取相应的措施，具体如下：第一，滑块导向尺寸加长，普通滑块导向的长度及跨度比例范围在0.3～0.6之间，实践中大多数液压机保持着1.2～2.0的比值，因导向面明显加长，提高了导向精度，减少了偏心载荷情况下的导轨面挤压应力，随之延长了液压机滑块使用时间，此方法可用于大吨位、小台面液压机，效果显著；第二，滑块导向尺寸加宽，上述方法的适应范围小，如果液压机为大台面，因其跨度过大，如果仅依赖滑块导向尺寸增加，则难以满足实际需求，并且要使其更为笨重。为了解决此问题，经学者研究，提出了加宽方法，以此保证了导向及偏心载荷情况下的精度。在对导轨进行结构设计过程中，应关注两个问题：第一，导轨材料选取是否合理；第二，润滑问题。此外，为了进一步增强导轨耐磨性能，使其维修更加简便，可在滑块导轨上设计黄铜垫板或者胶木板，同时导轨应使用45钢进行制造，并且在设计时要关注工艺中热变形所造成的影响，观察导轨间隙。导轨结构图具体分为以下五种：第一种为四角八面推拉式，其优势显著，如简单的结构、便捷的调整、较小的机型等，但也存在不足，分别为较差的滑块精度保持性、偏低的抗偏心载荷能力；第二种为四角八面斜楔式，其优势为便于调整，具有良好的精度保持性以及较高的抗偏心轴载荷能力，但缺点为结构过于复杂，并且整机外形偏大，此形式进可用于大台面、大吨位的液压机，并且其应对抗偏心载荷能力有着较高的要求；第三种为四角八面推拉式结合四角八面斜楔式，它综合了两种形式的优点，对各自的不足有所弥补；第四种为四角八面单面可调式，其优势为紧凑的结构、便捷的调整及较小的机型，但缺点为对加工精度有着较高的要求，特别是立柱；第五种为X型，其主要适用于压制工件需要加热的液压机，因实践中滑块受多重因素的影响，如模具热传导、辐射热等，其会在辐射方向发生膨胀变形，而利用X型导轨后，避免了热变形，防止了导轨间隙，并会产生内应力，但此形式抗偏细载荷能力不足，同时从加工工艺角度来看也不够理性。

2液压机滑块的结构设计及其计算

2.1结构优化设计

结构优化设计主要是根据既有的设计参数，利用适合的优化方法求解出符合全部约束条件的设计变量，并使目标函数取最小或最大值。常见的优化方法有三种，分别为：第一，拓扑优化，主要是在已知的设计区域内，给定边界、外载荷等条件，以此了解结构的最优材料分布；第二，尺寸优化，主要是在已知的结构类型前提下，调整设计区域结构构件的尺寸，以便于获得最适合的尺寸；第三，性状优化，主要是在已知的结构类型条件下，调整设计区域的边界及性状，从而了解最佳的边界及性状。近些年，结构优化问题得到了学者的高度关注，但关于液压机滑块的结构设计及计算研究较少，本研究以YQK-1250框架式液压机为例，展开了深入探讨。现阶段，我国的框架式液压机主要为拉杆预紧式，因此有关研究中均以此类液压机为研究对象，本文选取的液压机选用了楔块作为预紧方式，与其他液压机相比，其优势显著，如机装简便、受力科学等。具体的工作流程如下：工作压力来自于三个工作缸，通过液压缸传递压力，并运动至滑块；压边力源于压边缸，通常压边缸固定在工作台上。在此情况下，上模与下模经合拢，在上下压边力的双重支持下，实现了单向拉伸。在使用液压机时，应充分认识其机身动态性能，还应了解其滑块的动态性能，主要是因滑块直接连接着液压缸及机身，二者连接刚度不牢固。液压机的成型精度及效率等均受滑块影响，如滑块既有的振动频率及振型等，因此对液压机滑块展开结构优化设计及计算是必要的。

2.2滑块有限元分析

多于众多问题而言，如果采用传统的解析法求解，因假设过多而影响结果精度。在现今技术支持下，特别是计算机技术，随之出现了有限元法，其应用日渐广泛与普遍，将其用于各类问题中，获得了近似解，其思想为化整为零、积零为整，对连续求解区域进行离散，使其成为有限个单元的组合体，再构建各单元有关的关系式，经组合以便于处理相应的场问题。有限元分析法常用于非线性分析以及较为复杂问题的求解，其具备丰富的功能，如动态、位移、热传导及准静态等分析，在机械、航空、汽车、化工等领域均扮演着重要的角色，得到了广大学者及科研工作者的认可与青睐。实际应用中主要是使用专门的三维造型软件，对结构展开三维建模，通过有限元软件及三维造型软件间的接口，在有限元软件中导入三维实体，同时划分网格、添加载荷及边界条件等，此后将获得结构应变力变位移云图，结合模拟结构，可对研究对象进行结构优化。关于滑块的有限元分析：第一步便是构建滑块有限元模型，研究中可采用不同的方法进行构造，如：三维CAD软件，建立滑块三维模型，将其导入到ANSYS，建立数值模型，在建模过程中应尽可能地满足滑块的力学特征。有限元分析中最为关键的环节便是网格划分，其中网格的类型、数量等均对计算成本、精度等有着直接的影响，在对滑块结构进行网格划分过程中，结合有限元的特点，可随意选取大小、粗细的网格，但实践中应充分关注两个因素，分别为计算成本与计算精度，以此保证网格划分的合理性与有效性。此外在划分时应遵循以下原则：第一，对结构特征进行简化时要确保其符合基本的运算精度；第二，建立的数学模型应具备针对性，不仅要具有较高的精度，还应拥有较低的成本；第三，选用的网格单元类型应合理，避免出现结构受力处于失真状态。滑块的网格类型可以选用四面体单元C3D4，对网络尺寸进行细化处理，为了提高网格质量，应对其进行全面检查与进一步优化。边界条件的施加情况如下：密度为7.88E3（kg/m3）、弹性模量为208GPa，屈服极限为236MPa，强度极限为426MPa，泊松比为0.29。对于滑块而言，其运动时受液压缸影响，同时其固定点处于滑块和液压缸相连处，因此在分析时需要利用6个自由度对滑块与液压缸进行约束。如图1所示：第二步，分析模态结果，在分析滑块模态过程中采用兰索斯法，经分析后，提取前八阶的既有频率与振型，具体的指标如下：第一阶到第八阶的固有频率分别为35.43Hz、36.43Hz、64.35Hz、114.32Hz、124.34Hz、130.42Hz、158.64Hz、312.45Hz，通过对振型的读取可知，前三阶振型可有效呈现滑块的动态特征，因此对三者给予了重点研究。经模态分析证实，第一阶振型围绕Z中心轴进行旋转，该振型直接决定了滑块的导向性，增加了滑块与导柱间的接触力，随之影响了滑块导向机构的使用时间；第二阶振型围绕Y中心轴进行扭转，此振型直接影响着主缸及侧缸活塞杆，当其水平一致性变化后，三个液压缸便会出现歪斜问题；第三阶振型围绕X中心轴进行扭转，此振型直接影响着工作台上的平面及滑块下的平面，使其平行度发生了改变，同时也对滑块和立柱间的垂直度造成了一定影响。在此情况下，如果未能给予合理优化与改进，加工精度将降低、模具使用时间缩短。

2.3优化算法

优化的对象主要有三个，分别为：第一，设计变量，其具有一定的独立性，又称自变量，通常每个自变量均有着上限值与下限值，并对值的变化范围进行了定义，最多情况下，自变量可有60个，其可同时处在ANSYS程序中，经优化后被设定，状态变量，其为设计变量的函数，具有约束作用，通常其最多可达到100个，经程序优化后被设定；第二，目标函数，其为设计变量的函数，如果设计变量值发生改变，则目标函数值也会随之改变，通常在程序优化中仅有一个目标函数被设定；第三，分析文件，其为命令流出文件，其处于整个分析过程中，体现在前处理、求解及后处理等各个方面。优化算法，在ANSYS中创建不同的优化算法：一种为零阶逼近法，又称为零阶法；另一种为一阶法。第一种方法中涉及两个关键涵义：其为目标函数与状态变量的逼近方法；其使约束问题转变成了非约束问题。第二种方法与上述方法一致，二者均是向目标函数增加惩罚函数后，实现了约束与否问题的转换。该方法可使用因变量对设计变量的偏导数，在重复过程中，梯度计算搜索方向受最大斜度法及梯度计算法影响，此外非约束问题可借助直线搜索法使其达到最小化，利用一系列的子迭代，构成了每次迭代过程，同时其中也涵盖了搜索方向以及梯度计算。与第一种方法相比，后者的缺点明显，即计算量多大，但经严格计算后可获得精准的结果，少数情况下，精准的结果未必表示获得了最佳解。具体的优化流程如下：在ANSYS中展开优化设计，优化计算时，对设计变量与状态变量等设置约束条件，同时设置相应的目标函数、循环控制模型以及最优化方法等，此后结合假设条件构造目标函数，在此情况下便实现了问题的转换，即：由约束优化问题转变为非约束优化问题，再给予迭代计算。在搜索时以约束空间内的某一方向实施，随之会出现一系列的解；根据某一法则，提出新的设计变量，此后再进行新一轮迭代计算。当条件未能符合预先设定的值，则要继续迭代计算，而如果条件符合设定值，则结束计算，并输出结果。

2.4滑块质量优化

液压机滑块作为重要的组成部分，因频繁使用，其受损频率较高，同时其作为滑动部件及受力部分，应对其质量进行积极的优化与改进。由于设计初期便确定了液压机整体数据，因此设计过程中将已知的滑块数据视为变量。经分析证实，滑块质量改变主要受板位置及其厚度的影响，而其也受滑块力学性能及动态性能影响。关于滑块的数学模型，第一，目标函数，其作为滑块质量的最小值minM（x1，x2......xn），因质量受体积、密度决定，即)......,(min)......,(min2121nnxMx×=ρxxxVx，因此在体积处于最小值的情况下，目标质量为最小值，在此情况下，优化时仅关注最小体积即可；第二，设计变量，因滑块质量最小值与其厚度、长度、密度等有关，因此在设计数学模型的过程中，设计变量应选取滑块内部各筋板的厚度，将各号筋板的厚度视为设计变量，初始值均为30、下限值均为20、上限值均为65；第三，状态变量，其为设计变量函数，又称因变量，对于任何液压机而言，其构造确定均应满足结构设计基本要求，即复合材料强度、刚度等需求，状态变量应选取滑块的最大应变及最大应力，结合常规横梁刚度可知，单位跨度挠度应低于0.2mm，滑块宽度经液压机既有参数可知，其为4.5m，在此基础上，滑块挠度应是0.9mm。经优化结果对比可知，滑块质量明显降低，下降幅度在1.5%左右，最大等效应力有所增加，与优化前对比，增长了约15.0%，同时整体应力分布较为均匀，此外Z方向的位移约5.0%。总之，经优化处理，液压机质量减少，侧面体现其应力与挠度增大。

3结语

综上所述，液压机滑块作为重要的部件，其结构设计情况直接影响着液压机的使用效果。本文介绍了液压机滑块的概况，重点探讨了其优化设计及计算，通过有限元分析法及ANSYS软件，构建了相应的模型，待优化后获得了最小质量，同时其位移、应力等分布也更加规律与均匀。

参考文献

[1]黄启青．120MN火车轮锻造液压机本体结构设计与优化[D]．燕山大学，2013．

[2]沈铭瑜．性能需求驱动的产品结构关联设计及其在大型液压机中的应用[D]．浙江大学，2014．

[3]龙四营．拉伸液压机预紧方案设计与压制性能优化仿真技术及其应用研究[D]．浙江大学，2014．

[4]向云．10MN高强度钢板热成形液压机及液压系统的研究[D]．燕山大学，2014．

[5]苏阳．10MN缸动式单臂快锻液压机本体结构设计及拓扑优化[D]．燕山大学，2014．

[6]王建军．20MN快锻液压机关键部件结构分析[D]．燕山大学，2007．

[7]李维杰．70MN自由锻造水压机本体关键部件结构分析[D]．燕山大学，2009．

[8]吴军强．基于电液比例的液压机压力闭环控制研究[D]．西华大学，2011．

[9]张建民．用于新兴复合材料成形的液压机装备——模具在偏载下的耦合分析[D]．天津理工大学，2013．

[10]谢斌．基于光纤光栅液压机拉杆应力的监测理论和方法[D]．武汉理工大学，2013．

[11]彭伟波．巨型模锻液压机典型组合结构的承载与变形特性分析[D]．中南大学，2008．

第二篇：框架结构设计计算书.

第一章 绪论 第一节 工程概况

一、工程设计总概况: 1.规模:本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼,使用年限为 50年 , 抗震设防烈度为 8度;建筑面积约 3000㎡, 建筑平面的横轴轴距为 6.5m 和 2.5m , 纵轴轴距为 4.5m;框架梁、柱、板为现浇;内、外墙体材料为混凝土空心砌块, 外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料, 内墙装修喷涂乳胶漆, 教室内地面房 间采用水磨石地面, 教室房间墙面主要采用石棉吸音板, 门窗采用塑钢窗和装饰 木门。全楼设楼梯两部。

2.结构形式:钢筋混凝土四层框架结构。3.气象、水文、地质资料: 1气象资料

A.基本风压值:0.35kN/㎡, B.基本雪压值:0.25kN/㎡。C.冻土深度:最大冻土深度为 1.2m;D.室外气温:年平均气温最底-10℃,年平均气温最高 40℃;2水文地质条件

A.土层分布见图 1-1,地表下黄土分布约 15m ,垂直水平分布较均匀,可塑 状态,中等压缩性,弱湿陷性,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。地基承载力特征 值 fak=120kN/㎡。

B.抗震设防等级 8度,设计基本地震加速度值为 0.20g ,地震设计分组为第 一组,场地类别为Ⅱ类。

C.常年地下水位位于地表下 8m ,地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。

D.采用独立基础, 考虑到经济方面的因素, 在地质条件允许的条件下, 独立 基础的挖土方量是最为经济的,而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的, 整体性好, 抗不均匀沉降的能力强。因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较 多。

二、设计参数:(一根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,破坏后果严 重,故建筑结构的安全等级为二级。

(二 建筑结构设计使用年限为 50年, 耐久等级二级(年 , 耐火等级二级, 屋面防水Ⅱ级。

(三建筑抗震烈度为 8度,应进行必要的抗震措施。(四设防类别丙类。

(五本工程高度为 15.3m ,框架抗震等级根据 GB 50223-2008《建筑工程 抗震设防分类标准》,幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过 24m 的混 凝土框架的抗震等级为二级。

(六地基基础采用柱下独立基础。图 1-1 土层分布

第二章 结构选型和结构布置 第一节 结构设计 *建施图(见图纸

一、结构体系选型

(一结构体系和结构形式的分析比较

结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。一般有框架结构体系、剪 力墙结构体系、框架--剪力墙结构体系、筒体结构体系等。

建筑结构形式,主要是以其承重结构所用的材料来划分,一般可以分为钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构、砖木结构等。

(二多层建筑的结构体系及选择 1.框架结构体系

框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。它同 时承受竖向荷载和水平荷载。

由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架, 当整个结构单元 所有的竖向和水平作用完全由框架承担时, 该结构体系成为框架结构体系。有钢 筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。

框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点, 利于安排需要较 大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用 装配整体式结构,以缩短施工工期。

2.剪力墙结构体系

利用建筑物墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体 系。

3.框架--剪力墙结构体系

在框架结构中,设置部分剪力墙,使框架和剪力墙两者结合起来,取长补短,共 同抵抗水平荷载, 这就是框架-剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体, 可 称为框架-筒体结构体系。

4.筒体结构体系

1筒中筒结构,筒体分实腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墙围成的筒体称为 实腹筒, 在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒;筒体四 壁由竖杆和斜杆形成的衍架组成则称为衍架筒。筒中筒结构由上述筒体单元组 合,一般心腹筒在内,框筒或桁架筒在外,由内外筒共同抵抗水平力作用。

2多筒体系,成束筒及巨型框架结构。由两个以上框筒或其他筒体排列成 束状, 称为成束筒。巨形框架是利用筒体作为柱子, 在各筒体之间每隔数层用巨 型梁相连, 这样的筒体和巨型梁即形成巨型框架。这种多筒结构可更充分发挥结 构空向作用, 其刚度和强度都有很大提高, 可建造层数更多、高度更高的高层建 筑。

综合上述选择框架结构体系最宜。(三承重体系的选择

框架结构的承重方案分为以下几种: 横墙承重体系, 横墙承重体系类型的房屋的楼板、屋面板或檩条沿房屋纵向 搁置在横墙上,由横墙承重。主要楼面荷载的传递途径是:板、横墙、基础、地 基,故称为横墙承重体系。横墙承重体系的特点:1房屋的空间刚度大,整体 性好,有利于抵抗风力和水平地震作用,也有利于调整地基的不均匀沉降。2 横墙承受了大部分竖向荷载;纵墙则主要起围护、隔断和将横墙连成整体的作用, 受力比较小, 对设置门窗大小和位置的限制比较少, 建筑设计上容易满足采光和 通风的要求。3结构布置比较简单和规则,可不用梁、楼板采用预制构件,施 工比较简单方便,分项造价较低。但横墙占面积多,房间布置的灵活性差,墙体 用材比较多。横墙承重体系多用于横墙间距较密、房间开间较小的房屋, 如宿舍、招待所、住宅、办公楼等民用建筑。

纵墙承重体系,对于进深较大的房屋、楼板、屋面板或檩条铺设在梁(或屋 架上,梁(或屋架支撑在纵墙上,主要由纵墙承受竖向荷载,荷载的传递路 线为:板、梁(或屋架、纵墙、基础、地基;而对于进深不大的房屋,楼板、屋面板直接搁置在外纵墙上,竖向荷载的传递路线是:板、纵墙、基础、地基。纵墙承重体系的特点:(1纵墙是主要的承重墙。设置横墙的目的主要是为了满 足房屋空间刚度和结构整体性的要求, 间距可以相当大, 因而容易满足使用上大 空间和灵活布置平面的要求。(2由于纵墙承受的荷载比较大,一般不能任意开 设门窗洞口,采光和通风的要求往往也受限制,纵墙较厚或加壁柱。(3相对于 横墙承重体系,纵墙承重体系的横向刚度较差,楼(屋盖用料较多,而墙体用 料较少。纵墙承重体系的房屋适用于使用上要求较大空间或隔断墙位置有可能改 变的场合,多见于食堂、会堂、厂房、仓库、俱乐部、展览厅等建筑。

纵横墙承重体系, 常见的有两种情况:一种是采用现浇钢筋混凝土楼板, 另 一种是采用预制短向楼板的大房间。纵横墙承重体系特点:其开间比横墙承重体 系大, 但空间布置不如纵墙承重体系灵活, 整体刚度也介于两者之间, 墙体用材、房屋自重也介于两者之间,多用于教学楼、办公楼、医院等建筑。

本工程选择纵横墙承重体系。(四建筑材料的选择 1混凝土选择

混凝土强度等级选择时要根据混凝土结构的环境类别, 应满足混凝土耐久性 要求;若采用 HRB335钢筋,混凝土强度等级不宜低于 C20;若采用 HRB400和 RRB400钢筋以及承受重复荷载的构件, 混凝土的强度等级不得低于 C20。预 应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30;若采用钢绞线、钢丝、热处理 钢筋作预应力钢筋,混凝土强度等级不宜低于 C40。

在抗震设计时, 现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级按一级抗震等级设 计时,不应低于 C30;按二~四级和非抗震设计时,不应低于 C20。现浇框架梁 的混凝

土强度等级不宜大于 C40;框架柱的混凝土强度等级:抗震设防烈度为 9度时不宜大于 C60,抗震设防烈度为 8度时不宜大于 C70。为便于施工,梁、柱 混凝土最好采用相同强度等级,常用 C30~C40。

2钢筋选择

在结构构件中的普通纵向受力钢筋宜选用 HRB400、HRB335钢筋;箍筋宜 选用 HRB335、HRB400、HPB235钢筋。对于钢筋混凝土框架梁、柱等主要结构 构件的纵向受力钢筋,通常采用 HRB400或 HRB335钢筋,构造钢筋及箍筋可 采用 HPB235;对于钢筋混凝土板、墙等构件的受力钢筋,可采用 HPB235或 HRB335,构造钢筋采用 HPB235钢筋。

(五其他结构选型 1.屋面结构:平屋顶

2.楼面结构:整体现浇双向板肋型楼面 3.楼梯结构:选择板式楼梯 4.过梁:钢筋混凝土过梁 5.基础:采用独立基础(六材料选择

主要构件材料:框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件;墙体采用轻质填 充砌块, 外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料, 内墙装修喷涂乳胶漆;教室 内地面房间采用水磨石地面;教室房间墙面主要采用石棉吸音板, 门窗采用塑钢 窗和装饰木门。混凝土强度:梁、板、柱均采用 C30混凝土, 钢筋使用 HPB235, HRB335二种钢筋。

(七荷载的选择表

第二节 结构布置

一、确定计算简图

本工程框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础, 按工程地质资料提供的 数据,查《抗震规范》可判断该场地为Ⅱ类场地土,地质条件较好,初步确定本 工程基础采用柱下独立基础,挖去所有杂填土,基础置于第二层粉质粘土层上, 基底标高为设计相对标高– 2.10 m。柱子的高度底层为:h1 = 3.9+2.1– 0.5 = 5.5 m(初步假设基础高度 0.5 m ,二~四层柱高为 h2~h4 = 3.6 m。柱节点刚接,横 梁的计算跨度取柱中心至中心间距离,三跨分别为:l = 6500、2500、6500。

二、板、梁、柱的截面确定(一现浇板厚确定

根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002现浇钢筋混凝土双向板厚度 要满足以下要求:

1、现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度不小于 80mm;

2、现浇钢筋混凝土框架结构的楼板板厚不应小于 100mm ,且双向板的板厚 不小于跨度的 1/45(简支、1/50(连续;由于本工程双向板的最长跨度为 4500mm ,计算得 4500/50=90mm,又因为板厚不小于 100mm ,再结合该建筑各 板的受力情况,选取板厚为 100mm;由于走廊恒载相对较大,但由于走廊的跨 度小所以统一取 100mm。

(二确定梁截面尺寸

梁的截面宽度不宜小于 200mm;截面高宽比不宜大于 4;净跨与截面高度之 比不宜小于 4。计算方法为: 主梁:h=(1/12~1/8 l , b=(1/2~1/3.5 ,b ≥ bc /2,≥ 250 由于横向最大跨度为 6500mm ,则: h=(1/12~1/8³6500=542mm~813mm ,取 650mm;b=(1/2~1/3.5 =217mm~325mm ,取 250mm;横向框架梁 AB 跨、CD 跨:b ³h=250mm³650mm , BC 跨:b ³h=250mm³450mm 次梁:h=(1/18~1/15 l 由于纵向最大跨度为 4500mm ,则: h=(1/18~1/12³4500=250mm~375mm ,取 600mm(取 600mm 主要考 虑窗的高度,将梁高取至窗顶便于施工。b 取 200mm;纵向连接梁:b ³ h=200mm³600mm。

梁截面尺寸初步确定:横向框架梁 AB 跨、CD 跨:b ³ h=250mm³650mm , BC 跨:b ³ h=250mm³450mm;纵向连接梁:b ³ h=200mm³600mm。(三确定柱截面尺寸

1、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:(1柱的轴力估计值

12.....G G S N r w S N ββ= G r :荷载综合分项系数,取 1.25;

W:框架结构重量标准值,取 13KN/ m2 S:柱承载露面面积;Ns:截面以上楼层数

1β:角柱增大系数,二级抗震取 1.3 2 β:水平力使轴力增大系数, 8度设防烈度取 1.3(2由 []G c N u f A ≤,知 G c N A f u ≥

注: []u 为框架柱轴压比限值,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可 取为 0.8。

fc 为混凝土轴心抗压强度设计值,对 C30,查得 14.3N/mm2。

2、计算过程: 对于边柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.25³13³4.5³3.25³4³1.3³1.3=1606.56KN G c N A f u ≥

=1606.56/14.3³0.8=112346.9mm2 取 400mm ³400mm 对于角柱,其受力过程比较复杂,按要求取与边柱一样的尺寸,初选截面 尺寸为 400mm ³400mm 对于中柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.25³13³(1.25³4.5+4.5³3.25 ³4³1.3³ 1.3=2224.46KN

G c N A f u ≥

=2224.46/14.3³0.8=124445.3mm2 取 450mm ³450mm 各层柱截面对应相同,结构平面布置见施工图。(四各层结构布置概况 现浇板板厚:统一板厚 100mm;柱子截面尺寸:角柱、边柱按 400mm ³400mm 设置,中间柱按 450mm ³ 450mm 设置;梁截面尺寸:横向框架梁 AB 跨、CD 跨:b ³ h=250mm³650mm;BC 跨:b ³ h=250mm³450mm;纵向连接梁:b ³ h=200mm³600mm。

三、荷载计算

本工程以 5号轴线横向框架为计算分析单元。1.屋面横梁竖向线荷载标准值 恒载

屋面恒载标准值: 40厚架空隔热板 0.040³25=1kN/m2.防水层 0.4kN/m2.20厚 1:3水泥砂浆找平层 0.02³20=0.4kN/m2.100厚钢筋混凝土现浇板 0.10³25=2.5kN/m2.10厚纸筋石灰粉平顶 0.01³16=0.16kN/m2.屋面恒载标准值: 4.46kN/m 梁自重 边跨 AB、CD 跨: 0.25³0.65³25=4.063kN/m 梁侧粉刷: 2³(0.65-0.1³0.02³17=0.374kN/m 4.437kN/m 中跨 BC 跨: 0.25³0.45³25=2.81kN/m 梁侧粉刷: 2³(0.45-0.1³0.02³17=0.238kN/m 3.048kN/m 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值: 梁自重: g 4AB1=g4CD1 =4.437kN/m, g 4BC1=3.048kN/m 板传来荷载: g 4AB2=g4CD2=4.46³4.5=20.07kN/m g 4BC2=4.46³2.5=11.15kN/m 活载

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值: q 4AB =q4CD =0.5³4.5=2.25kN/m q 4BC =0.5³2.5=1.25kN/m 2.楼面横梁竖向线荷载标准值

恒载

20厚水泥砂浆面层 0.02³20=0.40kN/m2 100厚钢筋混凝土现浇板 0.1³25 = 2.50kN/m2 2

楼面恒载标准值:3.092kN/m2边跨(AB , CD 跨 框架梁自重:4.437 kN/m 中跨(BC 跨 梁自重:3.048kN/m 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为: 梁自重:g AB1 = gCD1 = 4.437kN/m g BC1 = 3.048kN/m 板传来荷载:g AB2 = gCD2 = 3.092³4.5 = 13.914kN/m g BC2 = 3.092³2.5= 7.730kN/m(2活载

楼面活载: q AB = qCD = 2.5³4.5 = 11.25kN/m q BC = 3.5³2.5 = 8.75kN/m

图 2-1 恒载顶层集中力(1恒载

边跨连系梁自重:0.20³0.60³4.5³25 = 13.50kN 粉刷:2³(0.60-0.1³0.02³4.5³17 = 1.53kN 0.9m 高女儿墙:0.9³4.5³3.6 = 14.58 kN 粉刷:0.9³2³0.02³4.5³17 = 2.75 kN 连系梁传来屋面自重:0.5³4.5³0.5³4.5³4.46= 22.58kN 顶层边节点集中荷载:G 4A = G4D = 54.94kN 中柱连系梁自重 :0.20³0.60³4.5³25 = 13.50kN 粉刷:2³(0.60-0.10³0.02³4.5³17 = 1.53kN 连系梁传来屋面自重 :0.5³4.5³0.5³4.5³4.46 = 22.58kN 0.5³(4.5+4.5-2.5³2.5/2³4.46= 18.12kN

顶层中节点集中荷载:G 4B = G4C = 55.73kN(2活载: Q A4 = Q4D = 1/2³4.5³1/2³4.5³0.5 = 2.53kN Q 4B =Q4C =1/2³4.5³1/2³4.5³0.5+1/2³(4.5+4.5-2.5³2.5/2³0.5=4.56kN 楼面框架节点集中荷载标准值(图 2-2

图 2-2 恒载中间层结点集中力(1恒载: 边柱连系梁自重 13.50kN 粉刷:1.47kN 连系梁传来楼面自重:1/2³4.5³1/2³4.5³3.092 = 15.65kN 中间层边节点集中荷载: G A = GD = 30.62kN 框架柱自重: G A ’ = GD ’ = 0.4³0.4³3.6³25 = 14.4 kN 中柱连系梁自重: 13.50 kN 粉刷: 1.47 kN 连系梁传来楼面自重: 1/2³4.5³1/2³4.5³3.092 = 15.56 kN 1/2³(4.5+4.5-2.5³2.5/2³3.092 = 12.56kN 43.09kN 中间层中节点集中荷载: G B = Gc =43.09kN 柱传来集中荷载: G B ’ = Gc’ =18.23kN(2活载:

Q A = QD = 1/2³4.5³1/2³4.5³2.5=12.66kN Q B =QC = 1/2³4.5³1/2³4.5³2.5+1/2³(4.5+4.5-2.5³2.5/2³3.5= 26.87kN 5.风荷载

已知基本风压 W 0 =0.35kN/m2,本工程为市郊中学,地面粗糙度属 C 类,按 荷载规范

o z s z k W W μμβ=。风载体型系数 s μ:迎风面为 0.8,背风面为– 0.5;因结构高度 H = 15.6m< 30m , H/B=15.6/15.5=1<1.5;故取风振系数 0.1=βz ,计算过程如表 2-1所示, 风荷载图见图 2-3。

图 2-3 横向框架上的风荷载 风荷载计算 2-1

6.地震作用 建筑物总重力荷载代表值 G i 的计算(a 集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 G 4: 50%雪载:0.5³0.25³15.5³45 = 87.19 kN 层面恒载:4.46³45³6.5³2+4.46³45³2.5 = 3110.85 kN 横梁:(4.437³6.5³2+3.048³2.5³11 = 718.31 kN 纵梁:(13.50+1.47³10³4= 598.8kN 女儿墙:0.9³3.6³(45+15.5³2 = 392.04 kN 柱重:0.4³0.4³25³1.8³26+0.45³0.45³25³1.8³18 = 351.23 kN 横墙:3.6³[15³6.5³1.8+(2.5³1.8-2³2.1/2³2] = 646.2 kN 纵墙:(4.5³1.8-3³2.1/2³20³3.6+4.5³1.8³3.6³18= 881.28 kN(忽略内纵墙的门窗按墙重量算

钢窗:20³3³2.1³1/2³0.4 = 25.2 kN G 4 = 6811.1 kN(b 集中于三、四层处的质点重力荷载代表值 G 3~G 2 50%楼面活载:0.5³2.5³15.5³45 =871.9 kN 楼面恒载:3.092³45³6.5³2+3.092³45³2.5 =2156.67 kN 横梁:718.31 kN 纵梁:598.8 kN 柱重:351.23³2 = 702.46 kN 横墙:646.2³2 = 1292.4 kN 纵墙:881.28³2 = 1762.56 kN 钢窗:25.2³2 = 50.4 kN G 3 = G2 = 8153.5kN(c 集中于二层处的质点重力荷载标准值 G 1 50%楼面活载:871.9 kN 楼面恒载:2156.67kN 横梁:718.31 kN 纵梁:598.8 kN 柱重:0.45³0.45³25³(2.75+1.8³18+0.4³0.4³25 ³(2.75+1.8³26= 887.82 kN

横墙:646.2+646.2³1.95/1.8 = 1346.25 kN 纵墙:881.28+881.28³1.95/1.8 = 1836kN 钢窗:25.2³2 = 50.4 kN G 1 = 8466.15 kN 2 地震作用计算:(1框架柱的抗侧移刚度

在计算梁、柱线刚度时,应考虑楼盖对框架梁的影响,在现浇楼盖中,中框 架梁的抗弯惯性矩取 I = 2I0;边框架梁取 I = 1.5I0;在装配整体式楼盖中,中框 架梁的抗弯惯性矩取 I = 1.5I 0;边框架梁取 I = 1.2I0, I 0为框架梁按矩形截面计算 的截面惯性矩。横梁、柱线刚度见表 2-2: 横梁、柱线刚度 2-2

每层框架柱总的抗侧移刚度见表 2-3: 框架柱横向侧移刚度 D 值 2-3

ic:梁的线刚度, iz :柱的线刚度。

底层:∑ D = 4³(3.31+3.77 +18³(3.54+5.86 = 197.52 kN/mm 二~四层: ∑ D = 4³(8.71+11.18 +18³(9.86+16.63= 556.38 kN/mm(2框架自振周期的计算

框架顶点假想水平位移 Δ计算表 2-4

0:(考虑结构非承重砖墙影响的折减系数,对于框架取 0.6 则自振周期为: T 1=1.70a³0.6=0.5s(3地震作用计算

根据本工程设防烈度

8、Ⅱ类场地土, 设计地震分组为第一组, 查 GB 50011 2010《建筑抗震设计规范》中表 5.1-4-2,得特征周期 T g = 0.35 sec ,表 5.3.2得 amax= 0.16。

a 1=(Tg /T1 0.9 a max =(0.35/0.50.9³0.16=0.116 结构等效总重力荷载: Geq=0.85GL =0.85³31584.25=26846.61kN T 1>1.4Tg = 1.4³0.35 = 0.49 sec 故需考虑框架顶部附加集中力作用

查表 5.2.1得: δn =0.08T 1+0.07=0.08³0.5+0.07=0.11 框架横向水平地震作用标准值为: 结构底部: F EK =a 1G eq =0.116³26846.61=3114.21kN ∑ G i H i =335331.06

ΔFn=δn ³F EK =0.11³3114.21=342.56kN

各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表 2-5计算列出 , 图见 2-4

图 2-4 横向框架上的地震作用

楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 2-5

6第三章 框架内力计算 第一节 荷载作用下的框架内力

一、恒载作用下的框架内力 1.弯矩分配系数

计算弯矩分配系数根据上面的原则, 可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯 矩分配系数,由于该框架为对称结构,取框架的一半进行简化计算,如图 3-1。

节点 A1: 10 10440.2931.172A A A A S i ==⨯= 1111 441.3335.332A B A B S i ==⨯= 121244 0.4481.792A A A A S i ==⨯=(相对线刚度见表 2-2(40.2931.3330.44842.074A

S =++=⨯∑ 10101.172 0.141 4(0.2931.3330.448 A A A A A S S μ===++ 11115.332 0.643 40.2931.3330.448A B A B A S S μ===++ 12121.792 0.216 40.2931.3330.448A A A A A S S μ===++ 节点 B1: 121221.1522.304B D B D S i ==⨯=(40.293 1.333 0.448 21.152

A S =+++⨯∑ 111.3334 0.503 40.2931.3330.44821.152 B A μ⨯==+++⨯ 120.4484 0.169 40.2931.3330.44821.152 B B μ⨯==+++⨯ 111.1522 0.217 40.2931.3330.44821.152 B D μ⨯==+++⨯ 100.2934 0.111 40.2931.3330.44821.152 B B μ⨯==+++⨯ 节点 A2: 21230.4484 0.201 0.4481.3330.4484A A A A μμ⨯===++⨯ 221.3334 0.598 0.4481.3330.4484

A B μ⨯==++⨯节点 B2: 221.3334 0.475 1.3330.4480.44841.1522 B A μ⨯==++⨯+⨯ 21230.4484 0.1601.3330.4480.44841.1522B B B B μμ⨯===++⨯+⨯ 221.1522 0.2051.3330.4480.44841.1522 B D μ⨯= =++⨯+⨯ 节点 A4: 441.3334 0.748 1.3330.4484 A B μ⨯==+⨯ 430.4484

0.252 1.3330.4484 A A μ⨯==+⨯ 节点 B4: 441.3334 0.5661.15220.4481.3334 B A μ⨯==⨯++⨯ 430.4484 0.1901.15220.4481.3334B B μ⨯==⨯++⨯ 441.1522 0.2441.15220.4481.3334 B D μ⨯= =⨯++⨯

A3、B3与相应的 A2、B2相同。2.杆件固端弯矩

计算杆件固端弯矩时应带符号, 杆端弯矩一律以顺时针方向为正, 如图 3-1。图 3-1 杆端及节点弯矩正方向(1横梁固端弯矩: 1顶层横梁 自重作用: 22 4444114.4376.515.621212 A B B A ql kN m

=-=-=-⨯⨯=-⋅ 22 44113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅44441/20.795D B B D kN m ==-⋅ 板传来的恒载作用: 32 2234444222331(12// 12 1 20.076.5(122.25/6.52.25/6.5 56.6612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-⨯⨯-⨯+=-⋅

22445/965/9611.152.53.63B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 2244 1/321/3211.152.52.18D B ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 2二~四层横梁 自重作用: 22

1111114.4376.515.621212 A B B A ql kN m =-=-=-⨯⨯=-⋅ 22 11113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 11111/20.795D B B D kN m ==-⋅ 板传来的恒载作用: 32223 11111(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22233 113.9146.5(122.25/6.52.25/6.5 39.2812kN m =-⨯⨯-⨯+=-⋅ 22115/965/967.732.52.52B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 2211 1/321/327.732.51.51D B ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅

(2 纵梁引起柱端附加弯矩:(本例中边框架纵梁偏向外侧, 中框架纵梁偏 向内侧 顶层外纵梁 4 4 54.940.15.494A D M M kN m =-=⨯=⋅(逆时针为正

楼层外纵梁 1130.620.13.062A D M M kN m =-=⨯=⋅ 顶层中纵梁 4455.730.15.573B C M M kN m =-=-⨯=-⋅

楼层中纵梁 1143.090.14.309B C M M kN m =-=-⨯=-⋅ 3.节点不平衡弯矩

横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件(不包括纵向框架梁 在 节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和, 根据平衡原 则, 节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反, 一律以逆时针方向为正, 如图 3-1。节点 A4的不平衡弯矩: 44415.6256.665.49466.786A B A M M kN m +=--+=-⋅纵梁 本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图 3-3。

图 3-2 横向框架承担的恒载

图 3-3 节点不平衡弯矩4.内力计算

根据对称原则,只计算 AB、BC 跨。在进行弯矩分配时,应将节点不平衡 弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。

节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩, 同时也使各杆件的远端产生 弯矩,近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定, 远端产生的弯矩由传递系数 C(近端弯矩与远端弯矩的比值确定。传递系数与杆件远端的约束形式有关。

恒载弯矩分配过程如图 3-4,恒载作用下弯矩见图 3-5,梁剪力、柱轴力见 图 3-6。

根据所求出的梁端弯矩, 再通过平衡条件, 即可求出恒载作用下梁剪力、柱 轴力,结果见表 3-

1、表 3-

2、表 3-

3、表 3-4。

AB 跨梁端剪力(kN 表 3-1

恒载作用下的弯矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

-2.975 15.00 5.19 17.22-2.305 9.53 1.22 8.46-2.305 9.53 1.61 8.84-2.305 10.09 2.81 10.60 A B 图 3-4 恒载弯矩分配过程

图 3-5 恒载作用下弯矩图(kN.m AB 跨跨中弯矩(kN.m 表 3-3

图 3-6 恒载作用下梁剪力、柱轴力(kN 柱轴力(kN 表 3-4

二、活载作用下的框架内力

注意:各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式, 为方便,近似采用对 称结构对称荷载形式简化计算。1.梁固端弯矩:(1顶层: 32 22344441(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22 23 3 1 2.256.5(1 2 2.25/6.52.25/6.5 6.352 12 kN m =-⨯⨯-⨯+=-⋅

22445/965/961.252.50.407B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 22441/321/321.252.50.244D B ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅(2二~四层横梁:

2231111222331(12// 12 1 11.256.5(122.25/6.52.25/6.5 31.7612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-⨯⨯-⨯+=-⋅

22115/965/968.752.52.848B D ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅ 22111/321/328.752.51.709D B ql kN m =-=-⨯⨯=-⋅

2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩 :(本例中边框架纵梁偏向外侧,中框架纵梁 偏向内侧 顶层外纵梁 442.530.10.253..A D M M kN m =-=⨯=(逆时针为正

楼层外纵梁 1112.660.11.266.A D M M kN m =-=⨯= 顶层中纵梁 44444.560.10.456.2.030.10.203.(B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-⨯=-=-=-⨯=-仅 跨作用活载时

楼层中纵梁 111126.870.12.687.14.220.11.422.B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-⨯=-=-=-⨯=-(仅 跨作用活载时 3.各节点不平衡弯矩: 当 AB 跨布置活载时: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-⋅

12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-⋅

44446.3520.2536.099B B A B M kN m =+=-=⋅ 12311131.761.26630.494B B B B A B M M M kN m ===+=-=⋅

当 BC 跨布置活载时: 44440.4070.2030.610B B D B M kN m =+=--=-⋅ 1231112.8481.4224.27B B B B D B M M M kN m ===+=--=-⋅

当 AB 跨和 BC 跨均布置活载时: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-⋅ 12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-⋅ 4444446.3520.4560.4075.489B B A B B D M kN m =++=--=⋅ 1231111131.762.6872.84826.225B B B B A B B D M M M kN m ===++=--=⋅

4.框架活载的不利布置

活荷载为可变荷载, 应按其最不利位置确定框架梁、柱计算截面的最不利内 力。竖向活荷载最不利布置原则:(1 求某跨跨中最大正弯矩——本层同连续梁(本跨布置, 其它隔跨布置 , 其它按同跨隔层布置(图 3-a;(2求某跨梁端最大负弯矩——本层同连续梁(本跨及相邻跨布置,其它 隔跨布置 ,相邻层与横梁同跨的及远的邻跨布置活荷载,其它按同跨隔层布置(图 3-b;(3求某柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩——该柱右侧跨的上、下邻 层横梁布置活荷载,然后隔跨布置,其它层按同跨隔层布置(图 3-c;当活荷载作用相对较小时, 常先按满布活荷载计算内力, 然后对计算内力进 行调整的近似简化法,调整系数:跨中弯矩 1.1~1.2,支座弯矩 1.0。

本工程考虑如下四种最不利组合:(a顶层边跨梁跨中弯矩最大,图 3-7;

(b顶层边柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩,如图 3-8;(c顶层边跨梁梁端最大负弯矩,图 3-9:(d活载满跨布置,图 3-10。

(a(b(c 图 :3-竖向活荷载最不利布置 5.内力计算: 本工程采用“弯矩二次分配法”计算 具体计算步骤:

1根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数,并计算竖向荷载 作用下各跨梁的固端弯矩。

2计算框架各节点的不平衡弯矩,并对所有节点的不平衡弯矩同时进行第 一次分配(其间不进行弯矩传递。

3将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递(对于刚接框架,传递系数均 取 1/2。

4将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配,使各节 点处于平衡状态。至此,整个弯矩分配和传递过程即告结束。

5将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩叠加,即得各杆端弯矩。活载(1 作用下弯矩二次分配过程如图 3-11, 梁弯矩、剪力、轴力如图 3-

12、图 3-13。

活载(2 作用下弯矩二次分配过程如图 3-14, 梁弯矩、剪力、轴力如图 3-

15、图 3-16。

活载(3 作用下弯矩二次分配过程如图 3-17, 梁弯矩、剪力、轴力如图 3-

18、图 3-19。

活载(4 作用下弯矩二次分配过程如图 3-20, 梁弯矩、剪力、轴力如图 3-

21、图 3-22。

根据所求出的梁端弯矩,再通过平衡条件,即可求出的活载作用下梁剪力、柱轴力,结果见表 3-5~表 3-20。

图 3-7 活载不利布置 1

图 3-8 活载不利布置 2

图 3-9 活载不利布置 3

图 3-10 活载不利布置 4 活载 1作用下的弯矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49 0.64 2.13-1.709-0.88-0.62-3.21 6.25 2.01 8.26-1.709-0.93-0.53-3.17 A B 图 3-11 活载(1弯矩分配过程

活载(1作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-5

活载(1作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-6 活载(1作用下 AB 跨跨中弯矩(kN.m 表 3-7

活载(1作用下柱轴力 表 3-8图 3-12 活载(1弯矩图(kN.m

图 3-13 活载(1剪力、轴力(kN活载 2作用下的弯矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49-0.04 1.45 6.25 1.82 8.07-1.709-0.88-1.03-3.62 6.62 2.20 8.82 A B 图 3-14 活载(2弯矩分配过程

435363738-

活载(3作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-13

活载(3作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-14 活载(3 作用下 AB 跨跨中弯矩(kN.m 表 3-15

第三篇：《建筑索结构设计计算与实例精选》

《建筑索结构设计计算与实例精选》张其林 编著 前言

近几十年来，建筑索结构在我国得到了十分快速的应用和发展，在这一领域的发展过程中，工程实践远远领先于设计计算理论的研究，也极大地推动了我国设计计算理论的发展，近几年来，围绕建筑索结构已发表了许多研究论文和若干部专著，然而，令人遗憾的是，迄今为止，我们已经建成的建筑索结构的体系均非我们首创

上海市工程建设规范《建筑结构用索应用技术规程》

通用有限单元软件具有强大的一般结构问题的计算与分析功能，但往往不能模拟建筑所结构的实际成型过程和工作机理

第一章 索的构成和力学性能

建筑索结构中的“索”可泛指只能受拉的钢拉杆和钢索。

钢拉杆由杆身、锚头、调节套筒组成。

钢索由索体、护层和锚具组成。

第二章 索的计算模型

对于较细较短的索，索的自重对索自身及索结构的工作性能影响不大，可采用两节点的只拉不压的线单元模拟索的工作，将索的自重等效作用到两端节点处；

对于较粗或较长的索，索的自重可能对索自身或结构的工作性能影响较大，宜采用能够考虑索跨中自重的力学模型，可以采用多个只拉不压的两节点索单元或采用悬链线单元。

第三章 索结构计算中的基本定义

主动索：施工过程中通过主动张拉，控制张拉端索力的建筑用索。

被动索：施工过程中事先下料，索力的导入是由于主动索的张拉生成的建筑用索。建筑索结构的三个状态

（1）搭设支承体系，安装钢结构构件和被动索→零状态；

（2）张拉主动索，撤除支承体系，形成自平衡的预张力结构体系→初始状态

（3）荷载作用下→工作状态

结构的初始状态直接影响了结构工作状态的性能，也直接决定了结构的零状态。找形分析是指寻找并确定在主动索预张力作用下结构的初始状态几何及其对应的内力。

结构施工过程跟踪分析是指对这一过程及其安全性所进行的数值模拟和分析。结构自重效应的考虑：

1）结构初始状态是主动索预张力效应和结构自重效应共同作用下的平衡状态，找形分析时应该同时考虑自重作用。

2）只将给定主动索力对应的平衡状态作为初始状态，结构自重在找形分析时可不考虑，但应作为恒载的一部分在计算工作状态时考虑。

第四篇：荷载与结构设计方法论文

浅谈建筑施工现场火灾爆炸事故

及预防措施

余进

（长江大学工程技术学院城市建设系土木工程61203）

摘要：在建筑施工现场发生的各类生产安全事故中，火灾事故所占的比例虽然不大，但如果防范措施不到位，处理不当，极易造成施工人员群死群伤和重大的经济损失，并产生恶劣的社会影响。另一方面，这几年随着基建规模的不断扩大，各地建筑施工火灾事故的发生也日益频繁。因此，加强施工现场火灾事故的防范也越来越重要。随着社会经济的飞速发展，城乡居民生活水平不断提高、生活条件不断改善，相应配套的公共、居住、生产等标志性建筑越来越多，建筑工地也随之增加，新材料、新结构、新技术也广泛的应用与现代建筑中，建筑施工现场出现了大量的火灾隐患，如不加以监督整改，一旦发生火灾，不仅会烧毁未建成建筑物和其周围建筑物，而且会造成重大人员伤亡。因此，加强施工现场的消防安全工作，势在必行。

关键词：施工现场 火灾 爆炸 先天性火灾 焊割 烟头点 敷设 着火三角形

0 序言

随着我国现代化城市建设的快速发展，建筑施工工地成为当前城 市中最常见的作业场所。建筑工地是一个多工种，立体交叉作业的施工场地。施工现场存在火灾隐患多、出入人员杂乱人为潜在火险因素多的特点。极易发生建筑工地火灾，给国家财产和人民生产安全造成巨大损失。因此，认真研究火灾发生机理，最大限度地减小伤亡事故，是每位消防工作者和安全工作者面临的课题。通过分析对施工现场火灾事故的各种因素及逻辑关系做出全面阐述，并根据施工现场火灾事故的发生，发展过程，找出行之有效的防治措施，防止该类事故的发生。为施工现场的消防管理和监督提供理论依据，并且为该类事故的安全评价提供科学、可靠的参考依据。建筑施工现场火灾事故的类型

1.1 焊割火灾事故

在焊割火灾事故中，危害性最严重的是容器焊割爆燃事故，往往导致作业人员当场死亡，严重的甚至引起整个厂房或生产系统爆炸，造成灾难性后果。如油罐、液化石油气罐、天然气管道等的焊割作业，如果防范措施不到位，可能造成部分容器与作业场所周围存在的爆炸性混合物浓度过高，一旦遇明火，将引起爆燃。

2000年5月，浙江温岭市某公司在对一已严重腐蚀的油罐进行动火检修，由于未对油罐进行置换和清洗，油罐内的残油和空气形成爆炸性的混合气体，在焊接过程中焊接火花引发油罐爆炸，造成6人死亡，2人受伤。在焊割作业前未认真检查作业周边环境，清除易燃品，又未制定有效的防范措施，焊接作业时产生的焊渣引燃易燃物，造成火灾事故。

1999年，浙江宁波市某工地，作业人员在l 0层外墙处用电焊切割螺栓，被割下的螺栓和焊渣落在6层外架上，引燃毛竹脚手片，而工地又未按规定配备监护人员和灭火设施，致使火势蔓延，最终造成外脚手架全部烧毁，造成直接经济损失20余万元，拖延工期近两个月。

1.2电气火灾事故

建筑施工现场，场地大线路分散，施工机具、照明设备较多，且大多设置在室外，容易发生受潮、老化。一旦出现漏电短路或负荷过大等电气故障时，就有可能引起火灾，并造成无可挽回的损失。

2004年4月，浙江宁波市某工地作业人员在下班时未及时清理木工车间的木屑，且未切断圆盘锯的开关电源，由于开关受潮短路引燃木屑，导致火灾事故发生。

1.3其他火灾事故

对明火及防火重点部位管理不严，随意抛掷烟头、火柴梗引燃可燃物或电热器具烤着可燃物造成火灾事故，这类事故主要发生在食堂、宿舍、仓库和木工制作场地等部位。

2003年，浙江宁波市某工地，由于食堂工作人员用火不慎，引燃彩钢板活动房墙体内的泡沫填充材料，造成l 6间活动房及屋内生活用品全部烧毁，幸而是上班时间，未造成人员伤亡。建筑施工现场存在的火灾隐患 2.1 施工现场临时建筑物布局不合理 2.1.1 建筑物密集且耐火等级低

由于施工现场局限性强，人员多，现场内的办公室、员工休息室、职工宿舍、仓库等建筑相互毗邻或者成“一”字型排列，并且这些建筑大都为临时性，而且都是三、四级耐火等级简易结构的建筑物；还有一些职工宿舍与重要仓库和危险品库房相毗连，甚至临时建筑物相互间隔只是用三合板等材料简易隔开；也有的职工宿舍只有一个安全出口，一旦失火，势必造成严重后果。

2.1.2 易燃、可燃材料多，火灾蔓延速度快

一些建筑企业雇佣外来民工，吃住在工地，生活中使用的物品多数为可燃的，无形中大幅度增加了施工现场的火灾荷载，尤其是因施工需要，有的施工现场仍然采用木制等可燃性的脚手架和易燃材料的安全防护物，特别是装修现场既堆放有大量的可燃性装修材料，又存放有油漆等易燃易爆危险物品，一旦发生火灾，势必造成猛烈燃烧，迅速蔓延。

2.1.3 建筑施工现场的消防安全条件较差

一些建筑工地没有配备必要的消防器材，随意堆放建筑材料，堵塞了消防车道，还有的在明火作业区堆放易燃、可燃材料，以及危险物品库房混用。

2.1.4 先天性火灾隐患

有的建筑物未经消防部门审批，擅自施工，有的虽然经过消防审批但施工单位按着建设单位的意图擅自改变局部的平面设计，还有一 些单位装修时遮挡消防设施，减少安全出口、疏散出口和疏散走道设计时净宽度和数量，从而留下了先天性火灾隐患。

2.2 施工现场职工消防安全意识谈薄

部分施工单位负责人的消防安全意识淡薄，消防安全素质较差，不知道自身的消防安全职责。在进行施工现场检查时，大部分施工负责人认为一切都是建设单位的事，根本与自己无关，消防部门不应该管，主观上舍不得投入资金，购置必备的消防器材。同时施工单位雇佣临时民工流动性大，没有经过严格的管理和消防安全知识培训，消防安全意识淡薄，不了解、不掌握基本的消防知识，不会利用灭火器扑救初期火灾，不会报警、不会组织人员疏散，尤其是施工时间短、作业分散的民工，很难落实消防安全管理工作。

2.3 施工现场消防安全管理不到位

虽然大部分施工工地消防安全管理制度健全，但也只是挂在墙上，没有真正落到实处，而个别的工地连消防安全制度也没有，更谈不上消防安全管理了，施工负责人只重视施工进度和施工质量，忽视消防安全管理，突出表现在：

2.3.1 用电量大、电气线路敷设不规范

随着机械化水平的提高，施工现场机械化操作和用电量大幅度增加，违章安装电气设备、私拉乱接电气线路现象较为严重，也用的直接将配电装置安装在可燃木制构件上。

2.3.2 普遍存在违章使用明火的现象

施工期间，经常使用电焊、气焊和用明火来熬沥青，进行电焊、气焊的工作人员无证上岗，操作时不采取必要的安全措施，甚至在火灾危险场地没有事先办理动用明火审批手续，特别是一些改扩建以及建筑内部装饰装修工程，没有严格的消防安全管理，甚至边营业边施工，不计后果。

2.3.3 施工单位忽略烟头点火源管理

施工现场办公室；民工宿舍；建筑材料堆场；可燃、易燃物较多，并且雇佣的临时民工、外来人员吸烟的随意性强，一旦将烟头丢弃在火灾危险等地方，时间一长，极易造成火灾。

2.3.4 忽视易燃易爆化学物品的管理

施工单位经常使用氧气、乙炔；同时民工食堂大部分临时采用液化石油气作燃料，一旦使用管理方法不当，造成易燃易爆化学物品泄漏，遇到明火，极易造成群死群伤火灾事故。

2.3.5 忽视意外火灾

这种火灾是由于不能预见或忽视管理引起的，主要是管理不到位，发生民工私仇、泄愤等放火案件火灾。

施工现场存在的火灾隐患，给国家和人民群众的生命财产安全带来极大威胁，为预防施工现场火灾事故的发生，笔者认为应采取以下有效措施。建筑施工现场火灾危险源的识别

根据经典的着火三角形原理，燃烧的发生必需具备可燃物，助燃物，和点火源三要素，在施工现场火灾中助燃物即为空气可以不考虑。由此可以看出，施工现场火灾事故的发生必须具备可燃物和点火源两个条件。同时燃烧的产生并不意味着一定发生火灾，只有在燃烧失去控制的情况下，火灾才发生。因此火势的蔓延也是施工现场火灾事故所考虑的一个重要方面。

3.1 引发起火的易燃、易爆，可燃物

建筑工地存放着大量的屋面墙面保温材料、建筑装修材料、油毡纸、草垫子、油漆等可燃材料及汽油、柴油、油漆等易燃、可燃液体。同时建筑工地中的作业棚、仓库、宿舍、办公室，厨房等设施，绝大多数都是用可燃材料搭设而成的临时建筑，耐火等级低。另外，施工时遗留的废刨花、锯末、油毡纸头也都是易燃、可燃物。

3.2 触发起火的点火源

施工现场明火作业特别多，在工程施工高峰期间，电焊、气焊、熬制沥青、喷灯、煤炉，以及在冬季施工中，水、砂子、河石等均要用火加热，还有工人宿舍、休息室内的取暖、食堂的用火用电等。施工现场临时电气线路多，缺乏系统正规的设计，电气线路纵横交错。同时由于管理不力，电气线路老化现象较多，容易发生漏电短路，超负荷用电等火灾隐患。施工现场人为起火因素多。由于建筑施工的工艺特点，各工序之间都相互交叉、流水作业，建筑工人常处于分散、流动状态，乱动机械，乱扔烟头现象时有发生。

3.3 火势蔓延因素

建筑工地内低耐火等级的临时建筑多，而且往往相互连接，缺乏应有的防火距离，所以一旦起火，尤其遇到风天，蔓延非常迅速。一 般工地往往只有临时消防水源，在某些重要临时设施附近放置几个手提式灭火器，不可能设置比较完善的施工现场消防设施，并且施工人员的消防常识大多比较匮乏，所以很难及时地将发生的火灾遏制在初起阶段。防范措施的制定和采取

4.1 建立健全和落实消防安全责任制

施工现场必须建立健全消防安全责任制，并成立领导小组。施工企业、工程项目部和施工班组要层层签定消防安全责任书，覆行各自消防安全管理职责。项目部应根据工程的规模配置1名以上的兼职消防员，有条件的工地，可以建立一支经过培训的义务消防队伍。项目部还必须建立防火制度、动火审批制度、消防安全检查制度、危险品登记保管制度、职工消防安全教育制度等，并认真贯彻落实。

4.2 认真编制和执行消防专项安全方案

项目部要根据工程的情况，确定防火重点部位和重点环节，制定相应的措施和火灾事故应急预案，编制消防专项安全方案，绘制消防设施平面布置图，并将该图与工地的“五牌一图”放在一起。在消防设施平面布置图中，应当明确消防设施的位置、类型和数量，还应标明疏散通道。在进入施工前，还应制订防火、防爆安全计划，划分防火责任区，并落实到各班组。项目部在进行安全教育和安全技术交底时，应当将消防专项安全方案的内容和消防制度也作为培训和交底的内容，传达到每一个施工人员。4.3 严格火源管理

项目部应加强现场火源的管理，严格动火审批制度。在食堂、仓库、材料堆场、木工制作场地等重点部位应设立明显的《严禁烟火》等防火、防爆标志；易燃、易爆物品应专人负责管理，并建立台帐资料；氧气瓶、乙炔发生器等受压易爆器具，要按规定放置在安全场所，严加保管，严禁曝晒和碰撞；氧、气焊场所应远离料库、宿舍；施工现场应禁止在具有火灾、爆炸危险的场所动用明火，因特殊情况需动用明火作业的，应根据动火级别按规定办理审批手续．并应在动火证上注明动火的地点、时间、动火人、现场监护人、批准人和防火措施等内容；施工现场还应设置固定的吸烟室，杜绝游烟现象。

4.4 消防设施的配备和保养

项目部在对灭火器配置的设计计算时，应先确定配置场昕的危险等级、火灾种类以及要保护面积所需的总灭火级别，然后根据各设置点的具体要求、准备选用的灭火器种类、灭火器规格来确定配置数量，根据配置场所的固定消防设施情况进行修正。根据要求，建筑物每层楼梯口、脚手架每排上下通道处应配置不少于一个灭火器；当建筑施工高度超过3 0m时．应配备足够的消防水源和自救的用水量，立管内径约在2″（约合50mm）以上，每层设置消防水源接口，并有足够扬程的高压水泵保证水压；在食堂和餐厅，应根据面积大小分别配备一个以上的灭火器：在仓库、生活区、办公区、木工制作场地、模板堆场等重点部位也必须配置足够的灭火器。

目前施工现场大多选用干粉灭火器，干粉灭火器根据其昕采用的 灭火剂种类不同分为A B C和B C两种。其中A B C类采用的是磷酸铵盐，因其对固体可燃物具有粘附作用，所以可用来扑救包括含碳固体可燃物(即A类火灾)所有类型火灾。B C类干粉采用的是碳酸氢钠，因其对固体可燃物不具备粘附作用而不适宜于扑救A类火灾。而目前工地中配置的干粉灭器几乎都是属于B C类，包括模板堆场、木工制作场地等存在A类火灾隐患的重要场所。这样一旦发生A类火灾，势必造成不应有的损失。因此，工地在确定灭火器种类时，必须根据不同的作业条件和环境，合理配置。

除了正确配置灭火设施外，还应指定经过培训的专人进行定期检查和保养。如干粉灭火器，应定期检查压力显示表，指针是否指在绿色区域。如指针已在红色区域，则说明内部压力已泄漏无法使用．应赶快送维修部门检修：每半年还应检查干粉是否结块，储气瓶内二氧化碳气体是否泄漏。

4.5 加强对消防重点环节的防范 4.5.1 焊割作业

在进行焊割作业前，除按规定办理动火审批手续．并根据要求对作业环境进行检查，采取相应的防护措施外，还必须对作业人员进行针对性的安全技术交底和班前教育。在焊接作业时，应先对焊炬的射引性能、是否漏气等进行安全检验，符合要求后再点火；点火时，应先开乙炔，点燃后再开氧气并调节火焰；熄火时，应先关乙炔后关氧气，防止火焰倒袭和产生烟灰；如发生回火现象，应急速关闭乙炔．再立即关闭氧气，倒袭的火焰在焊炬内会很快熄灭，然后再开氧气，吹 出残留在焊炬内的烟灰一切割作业时，割炬使用的安全要求，与焊炬基本相同，但应注意在切割开始前，应清理工作表面的漆皮、铁屑和油污等，防止锈皮等杂物爆溅伤人：在正常工作停止时，则应先关氧气调节手轮，再关乙炔和预热氧气手轮。

4.5.2 油漆、木工作业

油漆、木材均为易燃物品，因此油漆和木工作业也是防火的重点环节。项目部应在油漆、木工作业部位设置防火标志：该处的施工机械、照明设备和配电线路均应符合防火、防爆要求，并应通风良好。在作业时，严禁动用明火，并应严格控制室内温度、粉尘浓度(木工作业)和有毒、可燃蒸气浓度(油漆作业)。

4.5.3 电气设备的防火

施工现场的电气设备应做到防雨、防潮，并根据安装部位的特点采取相应的措施。一是要正确选用电气设备，在具有爆炸危险的场所应按规范要求选择防爆电气设备，在食堂、试块养护室等潮湿场所应采用防潮灯具。二是应选择合理的安装位置，保持必要的安全距离，如照明灯具表面高温部位应当远离可燃物，碘钨灯、高压汞灯不应直接安装在可燃构件上，碘钨灯及功率大的白炽灯的灯头线应采用耐高温线穿套管保护等等；三是应按规范要求对电气设备的金属外壳等部位，做可靠的接零或接地保护，防止漏电导致火灾危险；四是要加强日常维护保养，保证电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值，电气设备保持足够的绝缘能力，电气连接良好，确保电气设备的正常运行。消防部门要规范执法、依法监督、严把审批关，避免留下先天性火灾隐患

公安消防部门在依法实施消防监督检查过程中发现的未经审批而擅自施工的单位要限期补办有关手续，严格依照法定程序，依据国家的法律、法规、规章以及技术标准进行有效的科学监督管理，最终达到消除火灾隐患目的。合理规划施工现场的消防安全布局，最大限度地减少火灾隐患

6.1 要针对施工现场平面布置的实际，合理划分各作业区，特别是明火作业区、易燃、可燃材料堆场、危险物品库房等区域，设立明显的标志，将火灾危险性大的区域布置在施工现场常年主导风向的下风侧或侧风向。

6.2 尽量采用难燃性建筑材料，减低施工现场的火灾荷载。6.3 民工宿舍附近要配置一定数量的消防器材，大型建筑工地应设置消防水池以及必要的消防通讯、报警装置。施工单位要认真贯彻落实《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》，实行严格的消防安全管理

7.1 确定法定代表人或者非法人单位的安全负责人，对施工现场的消防安全工作全面负责，成立义务消防安全组织，负责日常防火巡查 工作和对突发事件的处理，同时指定专人负责停工前后的安全巡视检查，重点巡查有无遗留烟头、电气点火源、明火等火种。

7.2 对雇佣的临时民工必须经过消防安全教育，使其熟知基本的消防常识，会报火警、会使用灭火器材、会扑救初期火灾，特别是要加强对电焊、气焊作业人员的消防安全培训，使之持证上岗。7.3 加强施工现场的用火管理。要严格落实危险场地动用明火审批制度，氧气、乙炔瓶两者不能混放，焊接作业时要派一监护人，配齐必要的消防器材，并在焊接点附近采用非燃材料板遮挡的同时清理干净其周围可燃物，防止焊珠四处喷溅。

7.4 在民工宿舍、员工休息室、危险物品库房等火灾危险处设立醒目的严禁吸烟等消防安全标志，必要时设置吸烟室或指定安全的吸烟地点。

7.5 加强施工现场的用电管理。施工单位确定一名经过消防安全培训合格的电工正确合理地安装及维修电气设备，经常检查电气线路、电气设备的运行情况，重点检查线路接头是否良好、有无保险装置、是否存在短路发热、绝缘损坏等现象。火灾事故应急措施

8.1 施工现场万一发生火灾事故，火灾发现人应立即示警和通知项目现场负责人，并立即使用施工现场配备的消防器材扑灭初起之火，项目现场负责人接到报警后，要立即组织项目义务消防队进行灭火，并安排人员疏散，转移贵重财物到安全地方，拨119电话报警、接警，同时通知公司领导和保卫部。

8.2 在灭火时要根据燃烧物质、燃烧特点、火场的具体情况，正确使用消防器材。

8.2.1 施工现场发生火灾，绝大多数都是由于烧焊作业或遗留火种引燃竹木等固体可燃物而引起的。对于这类火灾，可用冷却灭火方法，将水或泡沫灭火剂或干粉灭火剂(ABC型)直接喷射在燃烧着的物体上，使燃烧物的温度降低至燃点以下或与空气隔绝，使燃烧中断，达到灭火的效果。

8.2.2 如遇电器设备火灾，应立即关闭电源，用窒息灭火法。用不导电的灭火剂，如二氧化碳灭火器、干粉灭火器(ABC型或BC型均可，下同)等，直接喷射在燃烧着的电器设备上，阻止与空气接触，中断燃烧，达到灭火效果。

8.2.3 如遇油类火灾，同样可用窒息灭火方法，用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器等，直接喷射在燃烧着的物体上，阻止与空气接触，中断燃烧，达到灭火的效果。严禁用水扑救。

8.2.4 如遇贵重仪器设备、档案、文件着火，可用窒息灭火方法，用二氧化碳等气体灭火器直接喷射在燃烧物上，或用毛毡、衣服、干麻袋等覆盖，中断燃烧，达到灭火的效果，严禁用水、泡沫灭火器、干粉灭火器等进行扑救。

8.3 扑救火灾爆炸事故，应遵循如下原则：

从上向下、从外向内，从上风处向下风处。

8.4 当事故现场火灾危及到和身烧伤，即紧急把伤者隔离火源，并 把火扑灭，轻度烧伤可即包扎处理。中、重度烧伤者马上送医院治疗，并进行医学观察。

9结论

9.1 加强施工现场易燃、易爆、可燃材料的管理，及时清理作业遗留的可燃废渣，并远离火源，电源。在含有易燃物品作业场地严禁吸烟和动用明火。

9.2 加强对明火作业、电气焊割等过程的管理。

9.3 加强对电气线路和电气设备的规范安装和日常检查管理。9.4配备完善的消防设施和消防器材。

9.5 加强对施工队伍管理和消防安全培训，提高员工的消防安全意识和消防技能。

致谢

本论文得以顺利完成，我衷心感谢杨金招老师，您为人随和热情，治学严谨细心。在我遇到问题的时候，总能及时而又耐心地指导我，帮助我，鼓励我，抚慰我焦急的情绪。

从论文选题到收集资料，从写稿到修改期间经历了喜悦、烦躁、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。我知道，这些都我无不饱含着杨老师的心血和汗水。再次感谢您深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，理清写作方向，最终使我的论 文得以顺利完成。

【参考文献】

【1】 霍然，杨振宏，柳静献.火灾爆炸预防控制工程学.北京：机械工业出版社，2007.8 【2】 张国顺.燃烧爆炸危险与安全技术.北京：中国电力出版社，2003 【3】 魏伴云.火灾爆炸危险安全工程学.武汉：中国地质大学出版社，2004 【4】 许成祥，何培玲.荷载与结构设计方法.北京：北京大学出版社，2013.8 【5】 白国梁，刘明.荷载与结构设计方法.北京：高等教育出版社，2003 【6】 王学谦.建筑防火安全技术.北京：化学工业出版社，2006 【7】 消防技术规范汇编.北京：中国计划出版社，1999 【8】 中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001 【9】 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）.北京;中国建筑工业出版社，2006

第五篇：结构设计荷载计算(重庆大学毕业设计)

3.荷载计算

砖：18KN/m3 加气砼砌块墙：4.9KN/m3 水泥砂浆：20KN/m3 钢筋砼：（24~25）KN/m3 素砼：（22~24）KN/m3 墙面：贴瓷砖墙面（25mm厚（包括水泥砂浆打底）0.5KN/m2 屋面：油毡防水层：一层油毡刷油两层：0.05KN/m2 活荷载：2.0KN/m2 3.1楼面荷载

3.1.1普通房间楼面恒载： 做法说明：

1，清水砼楼面板(100mm)2，20厚1：2水泥砂浆结合层(面刷水泥浆一道)(20mm)3，800*800地面砖(20mm)计算式：

0.1*25+0.02*20+0.02*22=3.34KN/m2 楼面活载：2.0KN/m2 3.1.2卫生间楼面恒载 做法说明：

1，清水砼楼面板（100mm）2，1:2mmJS防水涂膜(1.2mm)3，1:3水泥砂浆保护层。（20mm）4，炉渣回填（300mm）

5，1:3水泥砂浆找平（20mm）

6，1:2水泥砂浆结合层（面刷水泥砂浆一道）（20mm）7，300*300防滑地砖（13mm）计算式：

0.1*25+0.0012*4+0.02*20+0.30*15+0.02*20+0.02*20+0.013*22=8.49KN/m2 卫生间活载： 2.0KN/m2 3.2屋面荷载

3.2.1屋面恒载： 做法说明：

1，现浇砼屋面板（100mm）

2，1:6水泥礁渣找坡（平均厚度50mm）3，1:3水泥砂浆找平层（20mm）4，泡沫砼碎块保温层（100mm）5，1:3水泥砂浆找平层（20mm）6，SBS改性沥青防水卷材（4mm）7，1:3水泥砂浆保护层（20mm）8，刚性屋面（60mm）计算式： 0.1*25+0.05*15+0.02*20+0.1*8+0.02*20+0.004*12+0.02*20+0.06*25=6.798KN/m2 屋面活载：2.0KN/m2 3.3梁上线荷载 3.3.1清水墙面

加气混凝土砌块墙(200mm)： 0.2*3.6*4.9=3.53KN/m 实心砖墙（卫生间）（200mm）0.2*3.6*18=12.96KN/m 3.3.2抹灰面（单面水泥砂浆20mm）0.02*3.6*20=1.44KN/m 3.3.3外墙涂料 做法说明： 1，基层墙体

2，界面砂浆（2mm）3，无机保温砂浆（8mm）

4，满挂玻纤网（5mm抗裂砂浆复合）5，柔性耐水腻子(1.5mm)6，外墙涂料（二遍3mm）计算式：

(0.002+0.008+0.005)*3.6*20+(0.0015+0.003)*3.6*9.8=1.24KN/m 3.4屋面梁线荷载 3.4.1梁宽350mm 6.798KN/m3*0.35m2=2.8kn/m 3.4.2梁宽200 6．798KN/m3*0.2=1.34kn/m 3.4.3墙高2.4米下梁荷载

0.2*4.9*2.4+(0.02*2.4*20)*2=4.272KN/m