結構荷載受哪些因素影響，怎么計算？
2022/03/21
今天，我們從荷載開始，一步步了解鋼結構荷載的計算方式，以及計算軟件。
荷載，指的是使結構或構件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的外力及其它因素。或習慣上指施加在工程結構上使工程結構或構件產(chǎn)生效應的各種直接作用，常見的有：結構自重、樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、車輛荷載、吊車荷載、設備動力荷載以及風、雪、裹冰、波浪等自然荷載。
01 荷載分類
荷載按照時間分類，可分為永久荷載、可變荷載、偶然荷載。
1.永久荷載（恒載），其值不隨時間變化；或者其變化與平均值相比可以忽略的荷載。例如結構自重、土壓力、預應力基礎沉降，混凝土收縮，焊接變形等。
2.可變荷載（活載荷），在設計基準期間內(nèi)，其值隨時間變化，且變化值和平均值相比不可忽略的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。
3.偶然荷載（特殊載荷或偶然作用），在設計基準期可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間較短。例如爆炸力、撞擊力，臺風雪崩等。
02 荷載設計值
我們在計算荷載設計值時，除了采用合適的荷載代表值，還要考慮其它因素的影響，如慣性力、摩擦力的變化、短時附加載荷等引起載荷值的變化因素。因此，在設計時一般要將代表值加大，在原來的代表值上乘以一個大于1的荷載分項系數(shù)，作為設計值：
荷載設計值=荷載代表值×荷載分項系數(shù)后的值
下面，我們一起看看荷載代表值和荷載分項系數(shù)是怎么得出的。
03 荷載代表值
建筑結構設計時，對不同荷載應采用不同的代表值。下面，我們再來看看這3種荷載的代表值：
1.對永久荷載應采用標準值作為代表值。
2.對可變荷載應根據(jù)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。（建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定：確定可變荷載代表值時應采用50年設計基準期。）
3.對偶然荷載應按建筑結構使用的特點確定其代表值。
04 荷載分項系數(shù)
荷載分項系數(shù)可按下列規(guī)定采用：
1.永久荷載的分項系數(shù)
當其效應對結構不利時，對由可變荷載效應控制的組合應取1.2；由永久荷載效應控制的組合應取1.35。
當其效應對結構有利時，應取1.0，對傾覆、滑移或漂浮驗算，應取0.9。
2.可變荷載分項系數(shù)
一般情況應取1.4。但對于標準值大于4KN/㎡的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載，應取1.3。
05 組合
在結構設計時，我們還會遇到結構組合的形式，這種情況下的荷載計算，應按下述要求：
建筑結構設計應根據(jù)使用過程中在結構上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行荷載組合，并應取各自的最不利的組合進行設計。
對于承載能力極限狀態(tài)，應按荷載的基本組合或偶然組合計算荷載組合的效應設計值，并應采用下列設計表達式進行設計：
y0 Sd≤Rd
y0 — 結構重要性系數(shù)，應按各有關建筑結構設計規(guī)范的規(guī)定采用；
Sd — 荷載組合的效應設計值；
Rd — 結構構件抗力的設計值，應按各有關建筑結構設計規(guī)范的規(guī)定確定。
06 結構荷載設計軟件
在實際設計中，荷載計算由于需要考慮的因素過多，我們一般會采用結構軟件，來對結構荷載進行分析和計算。目前，對于結構荷載，市面上一般采用結構計算分析軟件STAAD。
STAAD軟件詳情：http://xaguge.cn/Products/staadp.html
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