建筑承重分析(建筑荷载分类及计算方法建筑荷载分类及计算方法)
建筑荷载分析是确保建筑物安全和功能的关键步骤。它包括对不同类型的荷载进行分类,如永久荷载、活载以及特殊荷载,并采用相应的计算方法来评估这些荷载对建筑物结构的影响。,,我们需要了解建筑荷载的类型及其特点。永久荷载,如地基的土壤压力、楼板自重等,通常是恒定不变的,而活载则随时间变化,如车辆行驶、人员活动等。特殊荷载,如风荷载、雪荷载等,受特定环境因素影响,其大小和方向会因地理位置和季节变化而异。,,我们需采用合理的计算方法来确定这些荷载对结构的应力和变形影响。这通常涉及到应用材料力学原理和结构工程学知识,通过简化模型来模拟复杂的实际情况。常用的计算方法包括直接加载法、简化计算法和有限元分析法。,,根据荷载分析的结果,工程师可以设计出满足安全标准的建筑结构,并采取适当的措施来减轻或分散荷载,以保障建筑物的长期稳定与安全。
一、建筑承重结构的概念
承重构造是指能够承受建筑物质量和施加在其上的荷载而不出现破坏的结构构件或系统。承重构造一般包括主体结构、墙体结构、屋面结构、地基基础等。主体结构是指建筑物中最主要的结构构件,如梁、柱、框架等。这些结构构件需要能够承载上部荷载,同时自身重量也要计算在内。主体结构的设计需要考虑到负荷、支撑、悬挂和变形等因素,以确保其具备足够的稳定性和承载能力。墙体结构是建筑物中的一部分,其主要作用是分担上部荷载、保证房间的隔断和隔音功能,同时防止外界气候和环境对房间的侵害。
二、常见建筑承重结构形式及其传力途径
(一)承重墙结构
- 传力途径屋盖的重量由屋架(或梁柱)承担,屋架支撑在承重墙上,楼层的重量由组成楼盖的梁、板支撑在承重墙上。因此,屋盖、楼层的荷载均由承重墙承担;墙下有基础,基础下为地基,全部荷载由墙、基础传到地基上。
(二)框架结构
- 传力途径主要承重体系有横梁和柱组成,但横梁与柱为刚接(钢筋混凝土结构中通常通过端部钢筋焊接后浇灌混凝土,使其形成整体)连接,从而构成了一个整体刚架(或称框架)。一般多层工业厂房或大型高层民用建筑多属于框架结构。荷载由楼板传递到梁,再由梁传递到柱,最后由柱传递到地基基础。
(三)排架结构
- 传力途径主要承重体系由屋架和柱组成。屋架与柱的顶端为铰接(通常为焊接或螺栓连接),而柱的下端嵌固于基础内。一般单层工业厂房大多采用此法。屋盖荷载通过屋架传递到柱,再由柱传递到基础和地基。
(四)剪力墙结构体系和桶式结构体系
- 应用场景在城市发展中,对于一些高层、超高层建筑,上述结构形式(如承重墙结构、框架结构、排架结构)不足以抵抗水平荷载(风荷载、地震荷载)的作用,因而发展了剪力墙结构体系、桶式结构体系等结构形式来满足建筑的承重和稳定性需求。
三、建筑承重结构分析涉及的检测内容
(一)建筑和结构形式及历史沿革调查
- 重要性这是做楼板承载力检测等承重分析相关工作的基础工作。例如对于厂房楼板承重检测,需要先弄明白厂房的建筑和结构形式,以及厂房的历史沿革,有没有进行大规模的改动等情况。
(二)荷载情况调查
- 使用荷载及新增荷载
- 要调查楼板的使用荷载以及今后要放置哪些新荷载。对于工业建筑楼面在生产使用或安装检修时,由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载,均应按实际情况考虑,可采用等效均布活荷载代替;对设备位置固定的情况,可直接按固定位置对结构进行计算,但应考虑因设备安装和维修过程中的位置变化可能出现的不利效应。工业建筑楼面(包括工作平台)上无设备区域的操作荷载,包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重,可按均布活荷载2.0kN/m2考虑。在设备所占区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载。生产车间的楼梯活荷载,可按实际情况采用,但不宜小于3.5kN/m2;生产车间的参观走廊活荷载,可采用3.5kN/m2。
- 一般的民用建筑活荷载取值,也就是一平方活荷载是200kg,计算楼板承载力的时候,这个荷载还要乘以一个荷载分项系数,一般取1.4。楼板的荷载在设计时是以平米计的,包括荷载和活荷载,要看单位面积的承重能力,与楼层层次无关而与使用功能有关,如厂房和住宅,公用建筑等存在区别。
(三)结构构件强度检测
- 框架结构房屋对于框架结构房屋而言,房屋结构构件强度不仅仅包括混凝土强度,还要搞清楚构件内部的钢筋配置。
- 砖混结构房屋对于砖混结构而言,除了要弄清楚混凝土梁的强度和钢筋配筋外,还要搞清楚承重墙体砖和砂浆的强度。
(四)其他检测内容
- 建筑轴线、结构构件尺寸及房屋建筑布置图复核
- 房屋完损状况检测(包括楼板完损状况检测、裂缝分布检测)
- 房屋倾斜检测
- 房屋不均匀沉降检测这些检测内容都是建筑承重分析中结构安全检测的重要组成部分,有助于全面了解建筑的承重结构状态,为后续的安全建模计算分析等提供依据。
四、建筑承重分析中的计算原则与方法
- 确定相关参数首先要确定楼板跨度、板厚、支座约束条件、荷载分布等参数,这是进行计算的基础数据准备。例如在检测楼板的受力荷载承载力时,这些参数的准确确定对于后续计算至关重要。
- 内力计算可以通过查表或者建模进行内力计算。根据结构力学原理和相关规范要求,计算出结构在荷载作用下的内力情况,如弯矩、剪力、轴力等。
- 配筋计算根据内力计算结果进行配筋计算,以确定结构构件中钢筋的配置数量和规格等,保证结构具有足够的承载能力。
- 复核配筋计算结果复核配筋计算结果是否满足构造要求,确保结构的安全性和可靠性。这一过程需要依据相关建筑规范和标准,对计算结果进行全面细致的检查和验证。
建筑承重分析的关键步骤
高层建筑承重结构设计要点
承重墙与框架结构比较
建筑荷载分类及计算方法
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