建筑结构荷载计算
建筑结构的荷载计算与强度分析
建筑结构的荷载计算与强度分析建筑结构的荷载计算与强度分析是建筑工程设计中必不可少的一项内容,它涉及到建筑物在不同荷载作用下的受力情况和承载能力。
本文将从荷载计算和强度分析两个方面进行阐述,以帮助读者更深入地理解建筑结构的设计与分析过程。
一、荷载计算荷载计算是建筑结构设计的第一步,它是确定建筑物各个构件在使用过程中所承受的各种荷载的过程。
主要分为静态荷载和动态荷载两类。
1.1 静态荷载静态荷载指建筑物在使用过程中所承受的常态荷载,如自重、人员活动荷载、设备荷载等。
其中,自重是建筑物固有的重量,通常由材料的密度和几何形状决定;人员活动荷载则是指人员在建筑物内活动所产生的荷载;设备荷载是指建筑物内各种设备的重量。
1.2 动态荷载动态荷载指建筑物在特定情况下所承受的非常态荷载,如风荷载、地震荷载等。
风荷载是指建筑物受到风速和风压的作用所产生的荷载;地震荷载则是指建筑物在地震作用下所承受的力和位移。
二、强度分析强度分析是建筑结构设计的核心部分,它是通过计算和分析荷载作用下建筑物各个构件的应力和变形情况,以评估其承载能力和稳定性。
2.1 应力计算应力计算是强度分析的基本方法,它是根据力学原理和弹性力学理论,通过对建筑物各个构件进行受力分析,计算出其所受到的内应力大小。
对于不同材料和不同形状的构件,应力计算方法有所区别,如对于钢结构,可以采用弹性理论进行计算;对于混凝土结构,需要考虑材料的非线性特性,采用弹塑性和破坏理论进行计算。
2.2 变形分析变形分析是强度分析的另一重要内容,它是通过计算和分析建筑物在荷载作用下的变形情况,以评估其结构的稳定性和变形程度。
变形分析可以采用静力分析和动力分析两种方法,其中静力分析适用于计算小变形情况下的结构稳定性,动力分析适用于计算大变形情况下的结构稳定性。
三、荷载计算与强度分析的关系荷载计算和强度分析是相互补充的两个过程,荷载计算确定了建筑物在使用过程中所受到的各种荷载,而强度分析则评估了建筑物对这些荷载的承载能力和稳定性。
各类结构荷载计算及组合
各类结构荷载计算及组合结构荷载计算及组合是结构设计中非常重要的一个环节,它是确定结构受力情况、决定结构尺寸和确定材料选型的基础。
对于不同的结构类型和耐力性能要求,荷载计算及组合的方法也有所不同。
下面将介绍一些常见的结构荷载计算及组合方法。
1.建筑结构荷载计算及组合:建筑结构荷载主要包括自重荷载、活载和风载。
自重荷载是指结构自身的重量,可以通过材料的密度和结构空间的体积计算得出。
活载是指建筑物使用过程中对结构的加荷,如人员、家具、设备等。
风载是指风对建筑物表面造成的压力或吸力,通常根据不同地区的风速标准进行计算。
荷载组合一般按照规范要求进行,常见的有最不利组合法和工作状态组合法。
2.桥梁结构荷载计算及组合:桥梁结构荷载主要包括自重荷载、轮载荷载、斜拉索荷载、温度变形荷载和地震荷载等。
自重荷载和轮载荷载可以根据桥梁材料的密度和设计载荷计算得出。
斜拉索荷载是指悬索桥中斜拉索的拉力对结构的加荷,可以通过斜拉索的拉力和夹角计算得出。
温度变形荷载是指桥梁受到温度变化引起的热胀冷缩的影响,可以通过温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
地震荷载可以根据地震区域的设计地震加速度和结构的地震反应系数计算得出。
对于桥梁结构,荷载组合通常按照规范要求进行,并考虑不同加载位置和不同方向的组合。
3.垂直结构荷载计算及组合:垂直结构主要指高层建筑的竖向承载结构。
除自重荷载外,垂直结构荷载还包括活载(人员、装修材料等)、风载、地震荷载、温度变形荷载和脱水荷载等。
脱水荷载是指建筑物在施工过程中使用的脱水设备引起的结构变形和加荷。
对于垂直结构,荷载组合通常也按照规范要求进行,并根据不同的荷载组合对结构进行强度、稳定性和振动的校核。
4.水平结构荷载计算及组合:水平结构主要指框架结构、剪力墙结构和桩-承台-墙结构等。
水平结构荷载主要包括地震荷载、风载和温度变形荷载。
地震荷载对于水平结构来说是最重要的荷载,通常根据地震区划和结构的设计地震加速度计算得出。
《高层结构设计》 02高层建筑结构的荷载计算
高层建筑结构的荷载计算高层建筑结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载,其计算方法与一般建筑结构类似,在此不再重复。
本章主要介绍在高层建筑结构设计中起主导作用的水平荷载—风荷载和地震荷载作用的计算方法。
第一节 风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时,在建筑物表面产生的压力或吸力即建筑物的风荷载。
风荷载的大小主要和近地风的性质、风速、风向有关;和该建筑物所在地的地貌及周围环境有关;同时和建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关。
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值可按下式计算:0ωµµβωz s z k =式中:k ω为风荷载标准值(kN/m 2);z β为z 高度处的风振系数;s µ为风荷载体型系数;z µ为风压高度变化系数; 0ω为基本风压(kN/m 2)。
1. 基本风压0ω我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),《全国基本风压分布图》中给出的基本风压值0ω,是用各地区空旷地面上离地10m 高、重现期为30年的10min 平均最大风速0υ(m/s )计算得到的,基本风压值1600/200υω=(kN/m 2)。
荷载规范给出的0ω值适用于多层建筑;对于一般高层建筑和特别重要的或有特殊要求的高层建筑可按《全国基本风压分布图》中的数值分别乘以1.1和1.2采用。
2. 风压高度变化系数z µ表1 风压高度变化系数风速大小与高度有关,一般近地面处的风速较小,愈向上风速逐渐加大,但风速的变化与地貌及周围环境有关。
在近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区,地面空旷,空气流动几乎无阻挡物(A 类粗糙度),风速随高度的增加最快;在中小城镇和大城市的郊区(B 类粗糙度),风速随高度的增加减慢;在有密集建筑物的大城市市区(C 类粗糙度),和有密集建筑群,且房屋较高的城市市区(D 类粗糙度),风的流动受到阻挡,风速减小,因此风速随高度增加更缓慢一些。
表1列出了各种情况下的风压高度变化系数。
建筑结构荷载计算
建筑结构荷载计算建筑结构荷载计算是建筑设计的重要一环,是为了确定建筑物和结构所需要承受的负荷,并以此作为设计和施工的依据。
建筑结构的稳定性和安全性直接取决于负荷计算的准确性和合理性。
本文将介绍建筑结构荷载计算的基本原理和方法,以及常见的荷载类型和计算流程。
一、建筑结构荷载计算的基本原理静力学是研究物体在静止状态下的受力和平衡的学科,它主要涉及到力的平衡、受力分析和结构静力平衡方程的建立。
在荷载计算中,需要考虑到各种荷载的大小、方向和作用点的位置,根据力的平衡条件和结构静力平衡方程,计算出内力、剪力和弯矩等重要参数,以确定结构的受力性能。
动力学是研究物体在运动状态下的受力和平衡的学科,它主要涉及力的动态响应和结构的振动特性。
在荷载计算中,需要考虑到地震荷载、风荷载等动力荷载的大小、方向和作用频率,根据结构的动态特性和振动方程,计算出结构的振动参数,以确定结构的抗震性能和振动舒适度。
二、常见的荷载类型建筑结构所受的荷载可以分为静载和动载两种类型。
静载是指不随时间变化的荷载,包括自重荷载、活载、附加荷载和温度力等。
自重荷载是指建筑物本身的重量,可以通过结构的几何参数和物料的密度来计算。
活载是指人员活动、设备负荷和储存物体等外界作用于结构的荷载,可以通过规范和设计标准给出。
附加荷载是指建筑物在使用过程中可能产生的临时荷载,如吊装荷载、排水荷载等。
温度力是指由于温度变化引起的结构伸缩和热变形,可以通过材料的热膨胀系数和温度变化来计算。
动载是指随时间变化的荷载,包括地震荷载、风荷载和振动荷载等。
地震荷载是地震波引起的结构响应,需要根据地震参数和结构的地震反应谱来计算。
风荷载是大气风作用于结构的荷载,需要根据地理位置、建筑形式和风场参数等来计算。
振动荷载是指机械设备振动和交通车辆行驶引起的振动作用于结构的荷载,需要通过振动测量和结构动力分析来确定。
三、建筑结构荷载计算的流程1.确定建筑物的使用功能和结构特点,包括建筑形式、规模和地理位置等。
建筑结构荷载计算与分析
建筑结构荷载计算与分析1. 引言建筑结构荷载计算与分析是设计工程中的基础性问题,它的准确性直接关系到建筑物的安全性和可靠性。
在本文中,将介绍建筑结构荷载计算与分析的常见方法和步骤,以及土木工程师在实践中需要考虑的因素。
2. 荷载种类在进行结构荷载计算与分析时,需要考虑多种荷载,包括:2.1. 永久荷载:包括建筑物的自重、固定设备的重量等;2.2. 活荷载:包括人员、家具、设备等在建筑物上施加的临时荷载;2.3. 风荷载:建筑物在暴风天气中所受的风压力;2.4. 地震荷载:地震力对建筑物所施加的荷载。
3. 荷载计算方法根据荷载种类的不同,可以采用不同的计算方法:3.1. 永久荷载的计算可通过对建筑物各部分的材料重量进行计算得出;3.2. 活荷载可以通过建筑物用途、人员数量、设备重量等因素进行合理估计;3.3. 风荷载的计算可根据建筑物的高度、形状、风速等参数,采用规范中的公式计算得出;3.4. 地震荷载的计算涉及到土壤特性、建筑物底部的刚度等因素,并采用地震响应谱等方法进行分析。
4. 荷载分析步骤在进行荷载计算与分析时,以下是一般的步骤:4.1. 确定建筑物的几何形状和结构类型;4.2. 根据建筑物的功能和用途,确定适用的荷载标准和规范;4.3. 计算各种荷载及其组合,得到结构所受的总荷载;4.4. 进行结构分析,包括静力分析和动力分析;4.5. 对结构的强度、刚度等进行评估,确保结构的设计满足安全要求和使用要求。
5. 结构荷载计算中的考虑因素在进行结构荷载计算与分析时,需要考虑以下因素:5.1. 材料的强度和可靠性;5.2. 结构的初始状态和变形;5.3. 结构的界面效应和连接方式;5.4. 结构的荷载路径和响应特性。
6. 荷载计算与分析软件为了更高效地进行结构荷载计算与分析,土木工程师常常借助计算机软件,如:6.1. SAP2000:用于建筑结构的静力和动力分析;6.2. ETABS:用于建筑结构的模型建立和分析;6.3. STAAD.Pro:用于建筑结构的三维分析和设计。
建筑工程集中荷载计算公式
建筑工程集中荷载计算公式在建筑工程中,荷载是指建筑物所受的外部力或负荷,它是建筑物结构设计的重要参数之一。
在建筑工程中,荷载的计算是非常重要的,因为它直接影响着建筑物结构的安全性和稳定性。
本文将介绍建筑工程中集中荷载的计算公式及其应用。
建筑工程中,集中荷载是指作用在建筑物上的一个点荷载,它是建筑物结构设计中常见的一种荷载形式。
在实际工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
因此,建筑工程中集中荷载的计算是非常重要的。
在建筑工程中,集中荷载的计算公式可以通过以下方式来进行计算:1. 集中荷载的计算公式:在建筑工程中,集中荷载的大小通常是通过以下公式来计算的:P = F / A。
其中,P表示集中荷载的大小,单位为N(牛顿);F表示作用在建筑物上的外部力或负荷,单位为N;A表示集中荷载作用的面积,单位为平方米(m²)。
2. 集中荷载的计算方法:在实际工程中,集中荷载的大小可以通过以下方法来进行计算:(1)静力法,通过静力学的原理和方法,计算集中荷载的大小。
(2)有限元法,利用有限元分析的原理和方法,对建筑物结构进行分析和计算,得出集中荷载的大小。
(3)试验法,通过实验的方法,对建筑物结构进行测试和测量,得出集中荷载的大小。
3. 集中荷载的应用:在建筑工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
因此,设计师在进行建筑物结构设计时,需要考虑集中荷载的大小和作用位置,合理地进行结构设计,确保建筑物的安全性和稳定性。
4. 集中荷载的影响:在建筑工程中,集中荷载的大小和作用位置对建筑物结构的设计和安全性有着重要影响。
如果集中荷载的大小超过了建筑物结构的承载能力,就会对建筑物结构造成破坏和损坏,从而影响建筑物的使用和安全。
综上所述,建筑工程中集中荷载的计算公式及其应用是非常重要的。
设计师在进行建筑物结构设计时,需要合理地计算集中荷载的大小和作用位置,确保建筑物的安全性和稳定性。
建筑结构中的荷载计算方法
建筑结构中的荷载计算方法建筑结构中的荷载计算是设计过程中极为重要的一部分,它确定了建筑物所要承受的负荷大小和作用方向,从而保证了结构的安全性和稳定性。
本文将介绍建筑结构中常用的荷载计算方法,包括静态荷载和动态荷载的计算。
一、静态荷载的计算方法静态荷载是指对结构稳定性和强度产生作用的常数荷载,可以分为恒载、活载和附加荷载。
以下是常见的静态荷载计算方法:1. 恒载的计算方法:恒载是指永久性荷载,它包括自重荷载和固定不变的装置、设备等荷载。
常见的恒载计算方法是根据建筑物的结构形式和布置,采用规范给出的参数进行计算,如建筑物的自重根据材料密度和构件尺寸来计算。
2. 活载的计算方法:活载是指变动性荷载,它包括人员、家具、设备等可移动的荷载。
活载的计算方法主要根据建筑物的用途来确定,比如住宅的活载可以根据规范给出的人员密度进行计算。
3. 附加荷载的计算方法:附加荷载是指在特定情况下产生的荷载,如风荷载、雪荷载等。
附加荷载的计算需要考虑建筑物的地理位置、气候条件等因素。
通常可以根据规范中给出的计算公式进行计算。
二、动态荷载的计算方法动态荷载是指对结构产生动力作用的荷载,主要包括地震荷载和风荷载。
以下是常见的动态荷载计算方法:1. 地震荷载的计算方法:地震荷载是指在地震作用下产生的荷载,它是设计建筑物时必须考虑的重要因素。
地震荷载的计算方法主要依据地震地区的设计地震烈度和建筑物的重要性等级来确定,通常可以根据规范中的计算公式进行计算。
2. 风荷载的计算方法:风荷载是指在风力作用下产生的荷载,它对建筑物的结构稳定性和抗风能力有重要影响。
风荷载的计算方法主要依据建筑物的高度、形状、风向等因素来确定,可以采用规范中给出的计算方法进行计算。
总之,建筑结构中的荷载计算是建筑设计中不可或缺的一环,它关系到建筑物的安全性和稳定性。
通过合理的荷载计算方法,可以确保建筑物在使用寿命内承受外部荷载的能力,从而为人们提供安全、舒适的使用环境。
建筑结构荷载怎么计算
建筑结构荷载怎么计算
线荷载是面荷载乘以长度面荷载是容重乘以厚度点荷载应该是集
中荷载,是线荷载乘以作用的长度。
可以按以下方式理解:容重是按
立方计算,比如单位是kN/m3,乘以厚度或长度(单位米),约掉分母中的一个m变成kN/m2这是面荷载;再乘以面荷载巨大作用的长度,
约掉分母中的一个m变成kN/m这是线荷载;再以乘以线荷载作用的长度,约掉分母中的一个m变成kN这是集中荷载。
例如结构自身的自重,风力作用下的风荷载,屋面积雪造成的雪
荷载,楼板上摆放家具、人员活动造成的活荷载,地震作用下的地震荷,按照荷载的时间功用特性可以分为:永久荷载(或者叫恒荷载),可变荷载(或者叫活荷载)、偶然荷载。
按照荷载的结构反应类型可
以分为:静荷载(如结构自重)、动荷载(如地震作用)分有按照荷
载的分布形式可以合为:均布荷载(如楼面叠贴的大理石地板)、线
荷载(如墙体)、集中荷载(如精密仪器的支撑点)。
按荷载示范作用的方向可分为:
垂直荷载和水平荷载建筑结构设计结构荷载计算,就是根据建筑
结构的实际受力情况计算上述各种作用力的大小、方向、作用类型、
作用时间等等,作为结构分析多半和计算的主要依据之一。
只有准确
计算出有结构荷载,才能设计出合理的结构形式和构件尺寸,达到既
安全又经济的目的。
建筑结构CAD设计中的荷载计算方法
建筑结构CAD设计中的荷载计算方法在建筑结构的CAD设计中,荷载计算是非常重要的一项工作。
荷载计算可以帮助工程师确定建筑结构的承载能力,以确保其安全可靠。
本文将介绍一些建筑结构CAD设计中常用的荷载计算方法。
首先,我们需要了解荷载的类型。
在建筑结构设计中,荷载可以分为几种不同的类型,包括永久荷载、可变荷载和地震荷载。
永久荷载是不变的,如建筑结构本身的重量、墙体的重量等。
可变荷载是会变化的,如人员活动、家具摆放等。
地震荷载是地震带来的力量,需要根据建筑所处地区的地震状况来确定。
在进行荷载计算时,我们需要根据设计规范和建筑材料的标准,确定不同类型荷载的大小。
以永久荷载为例,可以通过查阅建筑规范中关于建筑材料的标准重量来确定。
接下来,我们需要确定荷载的分布方式。
荷载可以以均匀分布或集中在某些特定点的方式作用于建筑结构上。
根据设计需要,我们可以使用CAD软件中的工具来模拟不同分布方式的荷载。
在进行荷载计算时,我们还需要考虑建筑结构的应力和变形情况。
通过使用CAD软件中的有限元分析工具,可以帮助我们模拟建筑结构在荷载作用下的应力和变形情况。
在进行有限元分析时,我们需要将建筑结构的几何模型导入CAD软件中,并设定合适的边界条件和荷载情况。
通过有限元分析,我们可以获得建筑结构在不同荷载下的应力分布情况,并确定其承载能力。
最后,根据荷载计算的结果,我们可以进一步优化建筑结构的设计。
通过调整结构的几何形状和材料的选择,可以提高建筑结构的承载能力和稳定性。
总结起来,在建筑结构CAD设计中的荷载计算方法包括确定荷载的类型和大小、确定荷载的分布方式、进行有限元分析以及根据计算结果进行结构优化。
这些方法可以帮助工程师设计出更安全可靠的建筑结构。
需要注意的是,在进行荷载计算时,我们需要遵守相关的设计规范和建筑材料的标准。
同时,使用CAD软件进行荷载计算时,需要掌握软件的相关工具和技巧,以确保计算结果的准确性和可靠性。
希望本文能对建筑结构CAD设计中的荷载计算方法有所帮助,为工程师们提供一些参考和指导。
建筑结构的荷载计算与设计
建筑结构的荷载计算与设计在建筑工程中,荷载计算与设计是一个至关重要的环节。
合理的荷载计算与设计可以保证建筑结构的安全可靠性,确保建筑在使用寿命内不发生破坏或倒塌的风险。
本文将从建筑结构的荷载类型、荷载计算方法、设计原则等方面进行探讨。
一、荷载类型建筑结构的荷载可以分为静荷载和动荷载两类。
静荷载主要包括重力荷载、温度荷载、风荷载、地震荷载等。
重力荷载是由于建筑本身产生的自重引起的,需根据建筑的设计载荷标准进行计算。
温度荷载是由于温度变化引起的结构应力和变形,需要根据气候条件和建筑材料的热膨胀系数进行计算。
风荷载是由气流对建筑物表面产生的压力引起的,需根据气候条件和建筑物的形状、高度等参数进行计算。
地震荷载是由地震引起的地面运动对建筑物产生的作用力,需根据地震烈度和建筑物所处地区的地震区划等因素进行计算。
动荷载主要包括人员荷载、设备荷载、施工荷载等。
人员荷载是指建筑物内部工作人员或使用人员集中在某一区域产生的荷载,需根据人员数量和密度进行计算。
设备荷载是指建筑物内部的设备设施所产生的荷载,需根据设备的重量和分布进行计算。
施工荷载是指建筑施工过程中所施加的临时荷载,需根据具体的施工情况进行计算。
二、荷载计算方法荷载计算是建筑结构设计的关键步骤之一,其准确性直接影响到结构的安全可靠性。
荷载计算的方法主要有经验公式法和理论计算法两种。
经验公式法是根据历史数据和经验总结得出的一种计算方法,适用于一些简单的建筑结构。
例如,在某一地区的平均风速和建筑物高度之间可以通过经验公式得出风荷载大小,但需要注意的是,由于不同地区的环境条件、建筑形状等存在差异,经验公式法计算出的荷载只能作为初步设计的依据,还需要进行进一步的校核。
理论计算法是通过建立结构的数学模型,根据物理学和力学原理进行计算的方法。
这种方法需要进行大量的参数输入和计算步骤,相对较为复杂,但能够获得更加准确的荷载计算结果。
常用的理论计算方法包括有限元法、塑性分析法等。
荷载计算方法
建筑结构恒荷载的计算一、建筑结构荷载计算的详尽过程(以楼面荷载的计算方法为例)名称 做 法 厚度(mm) 容重(KN/m 3 ) 2备注 重量KN(m) 1:2 水泥沙浆面 2520 0.50 水泥沙浆楼面 纯水泥浆一道 220 0.04 详尽工程结合相应的建筑做法 12025 3.00 钢筋混凝土楼板 板底20厚粉刷抹平 2017 0.34 静载分项系数 1.2楼面静载 3.9 活载分项系数 1.4楼面活载 2.0 设计值 7.5二、建筑结构荷载计算的一般方法(注意结合自己所在地的详尽做法)(一)、外墙(外墙容重13.5KN/m3)1、240墙体荷载面砖外墙面荷载:4.3KN/m213.5x0.24+0.4(20厚抹灰)+0.6(20厚抹灰+面砖)=4.24 涂料外墙面荷载:4.3KN/m2干挂花岗岩外墙面荷载:4.6KN/m213.5x0.24+0.4(20厚抹灰)+0.03x28(30厚花岗岩)+0.1(支撑钢架)=4.582、200墙体荷载面砖外墙面荷载:3.7KN/m213.5x0.20+0.4(20厚抹灰)+0.6(20厚抹灰+面砖)=3.7 涂料外墙面荷载:3.7KN/m2干挂花岗岩外墙面荷载:4.0KN/m213.5x0.20+0.4(20厚抹灰)+0.03x28(30厚花岗岩)+0.1(支撑钢架)=4.04(二)、内墙(内墙容重9.0KN/m3)120墙体荷载一般内墙面荷载:2.0KN/m29.0x0.12+0.8(20厚双面抹灰)=1.88卫生间内墙:2.5KN/m29.0x0.12+0.8(20厚双面抹灰)+0.6(面砖)=2.48(三)、幕墙(门窗)荷载1、局部幕墙1.5KN/m22、对大片幕墙宜取2.0KN/m2(四)、楼板荷载1、带地下室首层150厚楼板:5.5KN/m225x0.15+0.5(吊顶)+0.4(面层)+0.025x28(大理石)=5.352、楼层120厚楼板:4.5KN/m225x0.12+0.4(底粉)+0.4(面层)+0.6(贴瓷砖)=4.4对100~130板厚的都可大体取4.5KN/m23、坡屋面荷载 6.0KN/m2/Cosα吊顶: 0.5120板厚25x0.12=3.020厚沙浆找平20x0.02=0.4防水保温层:0.240厚沙浆保护层20x0.04=0.8屋面瓦 1.0合计: 5.9KN/m24、覆土地下室顶板吊顶: 0.5250板厚25x0.25=6.25覆土厚(完成面-结构面)x205、建筑找坡上人屋面7.0KN/m2底粉20厚20*0.02=0.4120板厚25x0.12=3.020厚沙浆结合层20*0.02=0.4找坡(2%L=7.0m)140厚()*13.5=1.6 防水保温层:0.240厚细石混凝土20x0.04=0.820厚沙浆结合层20x0.02=0.4面砖0.2合计:7.0KN/m26、建筑找坡露台 6.0KN/m2底粉20厚20*0.02=0.4120板厚25x0.12=3.020厚沙浆结合层20*0.02=0.4找坡(2%L=3.5m)70厚()*13.5=0.67防水保温层:0.240厚细石混凝土20x0.04=0.820厚沙浆结合层20x0.02=0.4面砖0.2合计: 6.07KN/m27、不上人屋面(楼梯、机房顶) 5.5KN/m2底粉20厚20*0.02=0.4120板厚25x0.12=3.020厚沙浆结合层20*0.02=0.4找坡(2%L=4.0m)80厚()*13.5=0.8防水保温层:0.220厚沙浆保护层20x0.02=0.4面砖0.2合计: 5.4KN/m2三、建筑结构荷载有关规定(一)对荷载规范的增补(二)水压力(三)土压力(四)隔墙荷载。
建筑结构荷载的计算
我国建筑结构设计是以概率理论为基础的极限状态设计法, 但钢桥和疲劳破坏仍采用容许应力设计方法。
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极限状态设计表达式
1. 承载能力极限状态表达式
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2.正常使用极限状态
a.标准组合 b.频遇组合 c.准永久组合 正常使用极限状态设计包括两个方面: 裂缝控制验算: 受弯构件挠度验算:
2.2.4
极限状态设计法
不能满足设计规定的某一功能要求的特定状态。
极限状态 ——整个结构或结构的ห้องสมุดไป่ตู้部分超过某一特定状态,就
a.承载能力极限状态——结构或构件达到最大承载力或产生不适于 继续承载的变形。如倾覆、疲劳破坏、压 屈等。 b.正常使用极限状态——结构或构件达到正常使用或耐久性能的某 项规定限值。如过大变形、开裂、振动 等。
2.1 荷载代表值
《荷载规范》规定: 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频 遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
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荷载标准值 荷载标准值是荷载的基本代表值,指结构在使用期 间可能出现的最大荷载值。 荷载标准值统一由设计基准期(50年)最大荷载概 率分布的某个分位值来确定,有永久荷载标准值(Gk)和 可变荷载标准值(Qk)。
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3 恒荷载
恒荷载主要包括构件的自重、构造层的自重等。 恒荷载的变异性不大,故其标准值可根据构件或构造层的 设计尺寸和材料或构件的单位自重确定。材料的自重可按《 荷载规范》取值。 对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材 料、混凝土薄壁构件等),自重的标准值应根据对结构的不 利状态,取上限值或下限值。
建筑结构荷载的计算
建筑结构荷载的计算建筑结构荷载的计算是建筑设计过程中的一个重要部分,它用于确定建筑物所需的结构强度和稳定性,保证建筑物在使用寿命内能够承受所有作用在其上的荷载。
本文将从建筑结构荷载的分类、计算方法和相关规范等方面进行介绍。
一、建筑结构荷载的分类根据荷载作用方式的不同,建筑结构荷载可以分为静态荷载和动态荷载两类。
1.静态荷载:是指作用在建筑物上的静止荷载,包括自重、建筑材料、使用荷载(人员、家具等)和附加荷载(地震、风荷载)等。
-自重荷载:是指结构组成部分的自身重量,包括墙体、梁、柱子、楼板等的重量,可根据构件的材料和几何尺寸进行估算和计算。
-建筑材料荷载:是指施工过程中用于施工的材料的重量,例如砖、砂浆、混凝土等,其荷载大小与结构力学性能有关。
-使用荷载:是指建筑物在正常使用过程中所承受的负荷,包括人员、家具、设备等,可根据建筑物的用途和设计规定进行估算。
-附加荷载:是指作用在建筑物上的地震、风荷载等荷载,需要根据建筑物所在地区的地震区域划分和风荷载标准进行计算。
2.动态荷载:是指作用在建筑物上的变化荷载,包括工业生产设备的振动荷载、电梯等运行产生的动荷载等。
二、建筑结构荷载的计算方法1.静力法:在静力法中,荷载作用于结构上的各个构件通过各个节点分别计算,最后对结果进行相加。
这种方法适用于静态荷载的计算。
2.动力法:在动力法中,荷载作用于结构上的构件可以视为一个整体,通过结构的振动特性和动态响应分析进行计算。
这种方法适用于动态荷载的计算,例如地震荷载。
三、建筑结构荷载的相关规范1.《建筑抗震设计规范》:适用于地震活跃地区的建筑物抗震设计,规定了建筑物在不同地震烈度和使用性质下所需的抗震设防状况。
2.《建筑结构设计规范》:规定了建筑物的基本要求、结构设计的方法和荷载计算的依据,是建筑结构设计的基本规范。
3.《建筑结构荷载规范》:规定了建筑物自重荷载、使用荷载、变动荷载和地震荷载的计算方法,包括了不同用途建筑物的专业规范。
建筑结构荷载计算_2
弹塑性层间位移角限值
材料
结构类型 限值
钢筋混凝 土结构
框架
1/50
框架- 剪力墙 1/100
框架- 核心筒
剪力墙
1/120
筒中筒
框支层
1/120
钢结构
各种类型结构 1/50
耗能能力
滞回曲线的形状、面积 耗能能力大、小,难以量化
•采用弹性方法进行计算;
•也可采用对未考虑重力二阶效 应的计算结果乘以增大系数的方 法近似考虑
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
结构位移增大系数: 框架结构
剪力墙结构、框架-剪力墙结构、 筒体结构
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
高层建筑结构的稳定应符合下列规定: •剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结 构应符合下式要求:
➢ 罕遇地震作用下,主体结构遭受破 坏或严重破坏但不倒塌。
4.2 侧移限制(弹性层间位移角限值)
多遇地震(及风荷载下),
目的:防止风、小震作用下非结 构构件破坏:
•防止主体结构开裂、损坏; •防止填充墙及装修开裂、破坏; •过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用; •过大的侧移会使结构产生附加内力(P-△效应)。
有地震作用效应组合时
SE :有地震作用效应组合时,构件
截面内力(效应)组合的设计值
RE :有地震作用组合时,构件截面
承载力设计值
பைடு நூலகம்
:承载力抗震调整系数
材料
结构构件
钢筋混凝土 梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比大于0.15的柱
建筑物结构中的荷载计算与承载能力评估
建筑物结构中的荷载计算与承载能力评估建筑物结构的设计和建设过程中,荷载计算和承载能力评估是至关重要的一环。
通过准确计算荷载以及评估结构的承载能力,可以确保建筑物的安全可靠。
本文将从荷载计算和承载能力评估两个方面进行探讨。
一、荷载计算荷载计算是指根据建筑物的使用功能、性质以及相关规范标准,对各种作用于建筑物上的荷载进行准确的计算与分析。
荷载可以分为静载和动载两类。
静载是指固定作用在结构上的荷载,如自重、外加荷载等;动载是指变动的、具有瞬间性的荷载,如风荷载、地震荷载等。
对于静载,首先需要确定建筑物的自重。
其计算方法为根据结构的类型、材料的性质以及各个构件的尺寸、密度等参数,计算出各部分的自重,并进行合理的分配。
其次,需要考虑外部荷载,如人员、家具、设备等。
这些荷载可以根据规范中的相关参数进行计算,并根据实际情况进行修正。
对于动载,主要包括风荷载和地震荷载。
风荷载计算需要根据建筑物所在地的风压系数、风速等参数,结合建筑物的高度、形状等特点,通过相应的公式进行计算。
地震荷载计算则需要根据建筑物所在地的地震设计参数,如设计地震加速度、地震区位系数等,结合建筑物的性质和结构类型,进行综合评估。
二、承载能力评估承载能力评估是指在荷载已知的情况下,对建筑物结构的抗荷载能力进行评估。
通过评估建筑物结构的承载能力,可以判断其是否能够安全可靠地抵御各类荷载的作用。
结构的承载能力评估需要考虑各个构件的受力情况,包括受压构件、受拉构件、抗弯构件等。
对于混凝土结构,其承载能力主要由构件的抗压、抗拉和抗弯能力决定。
评估这些构件的抗荷载能力需要使用相应的计算方法和公式,考虑构件的尺寸、材料强度等因素。
此外,承载能力评估还需要结合结构的变形、位移等方面进行分析。
在设计过程中,需考虑结构的整体稳定性和局部稳定性,通过对一些关键部位的变形和位移进行评估,来判断结构的抗荷载能力。
总结建筑物结构中的荷载计算与承载能力评估是确保建筑物安全可靠的重要环节。
建筑结构荷载计算
建筑结构荷载计算1. 引言建筑结构荷载计算是建筑工程中非常重要的一项工作。
通过准确计算和分析荷载,可以保证建筑结构的安全性和稳定性。
本文将介绍建筑结构荷载计算的基本原理和方法。
2. 荷载类型建筑结构荷载可以分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重、建筑物使用荷载以及附加荷载等,动态荷载则包括风荷载、地震荷载等。
3. 荷载计算方法3.1 自重荷载计算自重荷载是指建筑结构自身的重量。
计算时需要考虑建筑物各部位的材料密度和几何形状等因素,采用应力法进行计算。
3.2 使用荷载计算使用荷载是指建筑物在正常使用过程中产生的荷载,包括人的活动荷载、家具设备的荷载等。
根据不同场景和用途,使用规范中给出了相应的计算公式和荷载系数,可根据实际情况进行计算。
3.3 附加荷载计算附加荷载是在特殊情况下产生的荷载,例如风荷载、雪荷载等。
通过风洞试验或者数值模拟等方法,可以得到建筑物在不同风速下所受的风荷载大小,然后根据设计规范计算。
3.4 地震荷载计算地震荷载是指地震发生时,建筑物所承受的地震力。
地震荷载的计算需要考虑地震区域、建筑物的基本周期和阻尼比等因素,可以采用等效静力法或动力时程法进行计算。
4. 荷载计算的软件工具除了手算方法,现代建筑结构荷载计算还广泛应用各种专业软件工具,例如SAP2000、ETABS等。
这些软件可以基于有限元理论进行建筑结构的荷载计算和分析,具有较高的精度和效率。
5. 荷载计算案例分析本文以一栋多层建筑的荷载计算为例,详细介绍了各类荷载的计算方法和步骤。
通过对建筑物的结构、材料、功能等要素的分析,将荷载计算过程具体化,帮助读者更好地理解和应用该方法。
6. 结论建筑结构荷载计算是确保建筑物安全性和稳定性的基础工作。
通过本文的介绍,读者对建筑结构荷载计算的原理和方法有了更清晰的认识。
在实际工程中,根据建筑物的具体情况,要合理选择合适的荷载计算方法,并结合专业软件工具进行计算和分析,以确保建筑物的结构安全可靠。
建筑荷载怎么计算?
1 线荷载是面荷载乘以长度面荷载是容重乘以厚度点荷载应该是集中荷载,是线荷载乘以作用的长度。
可以按以下方式理解:容重是按立方计算,比如单位是kN/m3,乘以厚度或长度(单位米),约掉分母中的一个m变成kN/m2这是面荷载;再乘以面荷载作用的长度,约掉分母中的一个m变成kN/m 这是线荷载;再乘以线荷载作用的长度,约掉分母中的一个m变成kN这是集中荷载。
2 例如结构自身的自重,风力作用下的风荷载,屋面积雪造成的雪荷载,楼板上摆放家具、人员活动造成的活荷载,地震作用下的地震荷。
(1) 按照荷载的时间特性可以分为:永久荷载(或者叫恒荷载),可变荷载(或者叫活荷载)、偶然荷载。
按照荷载的结构反应类型可以分为:静荷载(如结构自重)、动荷载(如地震作用)按照荷载的分布形式可以分为:均布荷载(如楼面铺贴的大理石地板)、线荷载(如墙体)、集中荷载(如机器设备的支撑点)。
(2) 按荷载作用的方向可分为:垂直荷载和水平荷载建筑结构荷载计算,就是根据建筑结构的实际受力情况计算上述各种作用力的大小、方向、作用类型、作用时间等等,作为结构分析和计算的主要依据之一。
只有准确计算出结构荷载,才能设计出合理的结构形式和构件尺寸,达到既安全又经济的目的。
建筑称重为能力的一个衡量物理量。
荷载的分类(一)按随时间的变异分类1.永久作用(永久荷载或恒载):在设计基准期内,其值不随时间变化;或其变化可以忽略不计。
如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。
2.可变作用(可变荷载或活荷载):在设计基准期内,其值随时间变化。
如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。
3.偶然作用(偶然荷载、特殊荷载):在设计基准期内可能出现,也可能不出现,而一旦出现其值很大,且持续时间较短。
例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。
(二)按结构的反应分类1.静态作用或静力作用:不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计,如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等。
建筑顶部的荷载计算公式
建筑顶部的荷载计算公式建筑结构设计中,荷载计算是一个非常重要的环节。
建筑顶部的荷载计算尤为重要,因为它直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
在进行建筑顶部荷载计算时,需要考虑到多种因素,包括建筑物的自重、使用荷载、风荷载、雪荷载等。
本文将重点介绍建筑顶部的荷载计算公式及其应用。
建筑顶部的荷载主要包括以下几种类型,自重荷载、使用荷载、风荷载和雪荷载。
在进行荷载计算时,需要将这些荷载进行合理的叠加,得到建筑顶部的总荷载。
下面将分别介绍这几种荷载的计算公式及其应用。
1. 自重荷载。
建筑物的自重是指建筑物本身的重量。
在进行自重荷载计算时,需要考虑建筑物的各个部分,包括墙体、楼板、梁柱等。
自重荷载的计算公式为:自重荷载 = 建筑物体积×建筑物密度×重力加速度。
其中,建筑物体积指的是建筑物的总体积,建筑物密度指的是建筑材料的密度,重力加速度取常数9.8m/s²。
通过这个公式,可以计算出建筑物自重的大小,从而为后续荷载计算提供基础数据。
2. 使用荷载。
使用荷载是指建筑物在使用过程中产生的荷载,包括人员荷载、家具荷载、设备荷载等。
使用荷载的计算公式为:使用荷载 = 使用面积×使用系数×使用荷载标准值。
其中,使用面积指的是建筑物的使用面积,使用系数是一个修正系数,使用荷载标准值是指相关规范中规定的使用荷载数值。
通过这个公式,可以计算出建筑物在使用过程中产生的荷载大小。
3. 风荷载。
风荷载是指风对建筑物产生的荷载。
风荷载的计算是建筑结构设计中的重要环节,需要根据相关规范和风荷载计算方法进行计算。
一般情况下,风荷载的计算公式为:风荷载 = 风压×面积。
其中,风压是指单位面积上的风压力,面积指的是建筑物的受风面积。
通过这个公式,可以计算出建筑物受风时产生的荷载大小。
4. 雪荷载。
雪荷载是指建筑物受积雪产生的荷载。
在寒冷地区,雪荷载是一个不容忽视的荷载类型。
雪荷载的计算公式为:雪荷载 = 积雪厚度×积雪密度×重力加速度。
建筑结构荷载计算介绍
1.1 荷载的分类 1.1.1 永久荷载
在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变
化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的
并能趋于限值的荷载。例如结构自重、土压力、预 应力等。 永久荷载不随时间变化,长期作用在结构上, 在结构上的作用位置也不变。
1.1.2 可变荷载
在结构使用期间,其值随时间变化,且变化与
1
建筑结构荷载
本章提要
本章讲述了建筑结构承受的各种作用,包 括直接作用和间接作用。主要讲述了《建筑结 构荷载规范》(GB 50009—2001)中的各种荷
载。讨论了荷载的分类,荷载代表值,各类荷
载标准值的确定。
本章内容
1.1 荷载的分类 1.2 荷载代表值 1.3 永久荷载标准值 1.4 楼面和屋面活荷载 1.5 雪荷载 1.6 风荷载
表1.5 屋面积雪分布系数μr
1.6 风荷载
风荷载的大小与基本风压、风压高度变化系数、 风荷载体型系数和风振系数有关。《荷载规范》规 定,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下 述公式计算:
(1) 当计算主要承重结构时
k z s z0
(2) 当计算围护结构时
k gz s z0
设计建筑结构及屋面的承重构件时,可按下布的最不利情 况考虑;
② 屋架可分别按积雪全跨和半跨均匀分布的情 况考虑;
③ 框架和柱可按积雪全跨均匀分布情况考虑。
雪荷载的组合值系数可取0.7;频遇值系数可取 0.6;准永久值系数应按雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不 同,分别取0.5、0.2、0;雪荷载分区应按规范中的 规定采用。
表1.1
民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、 频遇值和准永久值系数
表1.2 楼面活荷载折减系数
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无地震作用效应组合时
r0S≦R r0 :结构重要性系数
安全等级为二级或设计使用年限 50年,不小于1.0
安全等级为一级或设计使用年限 100年及以上,不小于1.1
建筑结构荷载计算
r0S≦R
S :无地震作用效应组合时,构件截 面内力(效应)组合的设计值(与荷 载标准值和荷载效应分项系数的大小
1/500 1/250
罕遇地震(防止倒塌)
薄弱层(部位)弹塑性层间位
移角限值
建筑结构荷载计算
4.3 舒适度要求
高度超过150m: 10年一遇的风荷载,顶点 最大加速度限值
住宅、公寓:0.15m/s2 办公、旅馆:0.25m/s2
建筑结构荷载计算
4.4 稳定和抗倾覆要求
P-Δ效应: 侧移,重力荷载产生附加 弯矩,增大侧移和内力
建筑结构荷载计算
[u/h]:弹性层间位移角限值(使用阶段)
材料 结构高度 结构类型
限值
钢筋 混凝土 结构
不大于 150m
框架
框架-抗震墙 板柱-抗震墙 框架-核心筒 抗震墙 筒中筒 框支层
1/550 1/800
1/1000 1/1000
Hale Waihona Puke 钢结构不小 250m
于 各种类型结构 建各筑结种构荷类载计型算 结构
有关)
R:无地震作用组合时,构件截面
承载力设计值(与材料分项系数的
大小有关)
建筑结构荷载计算
有地震作用效应组合时
SERE/RE
SE :有地震作用效应组合时,构件 截面内力(效应)组合的设计值 RE :有地震作用组合时,构件截面 承载力设计值
建筑结构荷载计算
R E:承载力抗震调整系数
材料
结构构件
实际上大部分钢结构需要计算P-△效应。
建筑结构荷载计算
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
高层建筑侧移过大,其重力作用 合力点移至基底平面范围以外, 则建筑可能发生倾覆现象。 正常设计的高层建筑不会出现倾 覆问题。
建筑结构荷载计算
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
✓控制高宽比;
✓高宽比大于4的建筑,在地震 作用下基础底面不允许出现零应 力区;
2)按不考虑P-△效应的弹性计算所得的层间相对位移 小于某个值:
➢对于钢支撑、剪力墙或筒体的钢结构,且△u/h≤1/1000, 可不计算P-△效应,只按有效长度法计算柱的承载力;
➢对于无支撑的钢结构(纯钢框架)和△u/h>1/1000的有 支撑钢结构,应按考虑P-△效应的方法计算结构内力 及侧移,侧移应不大于1/300。
第4章 设计要求及荷载效应组合
建筑结构荷载计算
主要内容(目录)
4.1 承载力计算 4.2 侧移限制 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力
建筑结构荷载计算
4.1承载力验算
按承载力极限状态验算结构 构件截面: 足够大的承载能力
目的:防止风、小震作用下非结构 构件破坏:
•防止主体结构开裂、损坏; •防止填充墙及装修开裂、破坏; •过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用; •过大的侧移会使结构产生附加内力(P-△效应)。
如何达到目的:结构有足够大的 刚度
参数:最大层间位移角 建筑结构荷载计算
Δu/h≤ [Δu/h]
Δu:荷载效应标准值组合所得结构最 大层间位移; h:层高; Δu/h :最大层间位移角; [u/h]:弹性层间位移角限值。
钢筋混凝土 梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比大于0.15的柱
剪力墙
各类受剪、偏拉构件
钢(强度破 梁、柱
坏);
支撑
柱,支撑屈 节点板件、连接螺栓 曲,为0.80 连接焊缝
建筑结构荷载计算
RE
0.75 0.75 0.80 0.85 0.85 0.75(0.75) 0.80(0.75) 0.85(0.75) 0.90(0.75)
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
结构位移增大系数: 框架结构 剪力墙结构、框架-剪力墙结构、 筒体结构
建筑结构荷载计算
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
高层建筑结构的稳定应符合下列规定: •剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结 构应符合下式要求:
•框架结构应符合下式要求
建筑结构荷载计算
建筑结构荷载计算
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
实际上大部分钢筋混凝土结构 不需要计算P-△效应。
建筑结构荷载计算
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
如果需要计算,可按下述方法进 行计算:
•采用弹性方法进行计算;
•也可采用对未考虑重力二阶效 应的计算结果乘以增大系数的方 法近似考虑
建筑结构荷载计算
4.2 侧移限制(弹性层间位移角限值)
二阶段设计方法控制: ➢多遇地震(及风荷载下),要求主
体结构不受破坏,非结构构件没有过重破坏 并导致人员伤亡,保证建筑的正常使用功能;
➢罕遇地震作用下,主体结构遭受破 坏或严重破坏但不倒塌。
建筑结构荷载计算
4.2 侧移限制(弹性层间位移角限值)
多遇地震(及风荷载下),
✓高宽比不大于4的建筑,基底 零应力区面积不应超过基础底面 积的15%。 建筑结构荷载计算
4.5 延性要求与抗震等级
设防烈度6度及6度以上的抗震结构
•构件和结构屈服后,具有承载能力不降低或基本不降低、 且有足够塑性变形能力的一种性能。 •当设计成延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量, 结构变形虽然会加大,但结构承受的地震作用(惯性力) 不会很快上升,内力也不会再加大,因此具有延性的结 构可降低对结构的承载力要求,也可以说,延性结构是 用它的变形能力(而不是承载力)抵抗罕遇地震作用; 反之,如果结构的延性不好,则必须有足够大的承载力 抵抗地震。然而后者会多用材料,对于地震发生概率极 少的抗震结构,延性结构是一种经济的设计对策。
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
钢结构构件的稳定性问题是钢结 构设计的重要内容,将在结构设 计中详细介绍。
此处的稳定主要是结构整体稳定, 即重力作用下的二阶效应——P -△效应。
建筑结构荷载计算
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
《高钢规》下列条件下可不进行整体稳定性验收:
1)各层柱子平均长细比和平均轴压比满足一定要求;
建筑结构荷载计算
两种抗震设计方法
OA: 弹性设计,承载力抗震 OBC和ODE: (承载力+延性)抗震 (构件屈服,局部破坏) 具有足够大延性和耗能能力
建筑结构荷载计算