在鋼結構課程設計中,荷載組合計算是評估結構安全和穩定性的關鍵步驟。荷載組合通常包括墻面恒荷載(如自重)和可變荷載(活載),這些荷載的合理分配對保證結構的安全至關重要。,,墻面恒荷載主要指建筑物自身重量及其支撐物的重量,這部分荷載在整個使用期間保持不變。在設計時,必須確保這些荷載被均勻地分配到整個結構上,以避免局部過載。,,可變荷載是指那些隨時間變化或由外部條件引起的荷載,例如風荷載、雪荷載等。這些荷載的大小與時間有關,且可能因季節、地理位置等因素而異。在進行荷載組合計算時,設計師需考慮到這些荷載的最大值,并據此調整結構設計以滿足安全標準。,,通過精確的荷載分析,可以確保鋼結構設計符合實際使用需求和安全規范,從而避免潛在的結構問題,保障建筑物的長期穩定與安全。

一、荷載類型及取值
- 永久荷載(恒載)
- 屋面恒荷載
- 對于有檁體系鋼結構屋面,需考慮壓型鋼板、檁條、保溫層、拉條、支撐等重量。如屋面采用彩鋼板,壓型鋼板的截面有多種波形,板寬、波高、板厚各有不同取值范圍,板厚一般可用0.6 - 1.0mm。檁條間距等因素也會影響屋面恒荷載取值。例如實例中屋面為雙層彩鋼板(每層鋼板厚0.6mm),100mm厚巖棉保溫,加上檁條、拉條、支撐后的恒荷載計算如下:屋面雙層彩鋼板為13.3kg/m2,屋面檁條(檁條間距按1.5m)為4.51kg/m2,屋面水平交叉支撐取1kg/m2,拉條加上檁托板取0.3kg/m2,100mm厚巖棉(密度取100kg/m3)為10kg/m2,總和即為屋面恒荷載。
- 無檁體系屋面的發泡水泥復合網架板和大型屋面板,板重0.6?0.75kN/m2;加氣混凝土板,板重0.75?1.0kN/m2;GRC大型屋面板,不保溫,板重0.5?0.6kN/m2等。
- 墻面恒荷載
- 如果彩板不是用墻檁承重,墻檁只是起到一個側向支撐作用,則可以不考慮。如果彩板是支撐在墻檁上的,則要考慮其荷載。一般來說,只要風荷載不超過0.5kN/m2,墻面彩板厚度取0.5mm足夠。
- 可變荷載(活載)
- 不上人屋面活荷載
- 《建筑結構荷載規范》GB50009中將不上人屋面均布活荷載標準值規定為0.5kN/m2,并注明對不同結構可按有關設計規范將標準值作0.5kN/m2的增減。當支承輕屋面的構件或結構,當受荷的水平投影面積超過60m2時,屋面均布活荷載標準值取為0.3kN/m2 。
- 屋面積灰荷載
- 設計生產中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑時,對于具有一定除塵設施和保證清灰制度的機械、冶金、水泥等的廠房屋面,其水平投影面上的屋面積灰荷載,應根據相關規定取值。
- 雪荷載
- 輕鋼結構對雪荷載比較敏感,實際中有大雪壓垮輕鋼廠房的情況,但具體取值需根據當地的氣象條件和相關規范確定。
- 吊掛荷載
- 從理論上講,吊掛荷載應按節點荷載的方式輸入,當其作用位置不能明確時,可按等效的均布荷載方式輸入。是否作為恒荷載輸入,要看吊掛性質而定,如吊頂類,可以按恒荷載輸入;如果其位置在使用過程中發生變動,按活荷載好些,一般情況下,按活荷載輸入安全度高。
- 吊車荷載
- 包括吊車縱向和橫向水平荷載。計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時,對一層吊車單跨廠房的每個排架,參與組合的吊車臺數不宜多于2臺;對一層吊車的多跨廠房的每個排架,不宜多于4臺。
- 風荷載
- 在門式剛架計算時會涉及風荷載體型系數取值問題,需考慮是按《建筑結構荷載規范》取值還是按照《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》取值。
- 偶然荷載(地震作用)
- 《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》(CECS102:2002)3.2.4條規定:地震作用應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011 - 2001)的規定計算。
二、荷載組合計算
- 荷載效應組合原則
- 當永久荷載效應對結構不利時:
- 由可變荷載效應控制的組合:荷載組合為1.2永久荷載+1.4可變荷載。
- 由永久荷載效應控制的組合:荷載組合為1.35永久荷載+1.4×0.7可變荷載。
- 當永久荷載效應對結構有利時,荷載組合為1.0永久荷載+1.4可變荷載。可變荷載分項系數一般情況應取1.4,但對于標準值大于4kN/m2的工業房屋樓面結構的活荷載,應取1.3。對于永久荷載應采用標準值作為代表值,對可變荷載應根據設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。
- 具體荷載組合示例(以某鋼結構廠房為例)
- 只考慮恒載、活載、風載的情況
- 1.2恒+1.4活。
- 1.2恒+1.4風(該組合是恒荷載對結構不利)。
- 1.0恒+1.4風(該組合是恒荷載對結構有利)。
- 1.2恒+1.4活+1.4×0.6風。
- 1.2恒+1.4×0.7活+1.4風。
- 考慮恒載、活載、風載、吊車荷載
- 當可變荷載效應控制的組合(見GB50009 - 2001中3.2.3 - 1式)
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