结构荷载受哪些因素影响，怎么计算？

2022/03/21

今天，我们从荷载开始，一步步了解钢结构荷载的计算方式，以及计算软件。
荷载，指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素。或习惯上指施加在工程结构上使工程结构或构件产生效应的各种直接作用，常见的有：结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。

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01 荷载分类

荷载按照时间分类，可分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。
1.永久荷载（恒载），其值不随时间变化；或者其变化与平均值相比可以忽略的荷载。例如结构自重、土压力、预应力基础沉降，混凝土收缩，焊接变形等。
2.可变荷载（活载荷），在设计基准期间内，其值随时间变化，且变化值和平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
3.偶然荷载（特殊载荷或偶然作用），在设计基准期可能出现也可能不出现，一旦出现，其值很大且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力，台风雪崩等。

02 荷载设计值
我们在计算荷载设计值时，除了采用合适的荷载代表值，还要考虑其它因素的影响，如惯性力、摩擦力的变化、短时附加载荷等引起载荷值的变化因素。因此，在设计时一般要将代表值加大，在原来的代表值上乘以一个大于1的荷载分项系数，作为设计值：
荷载设计值=荷载代表值×荷载分项系数后的值
下面，我们一起看看荷载代表值和荷载分项系数是怎么得出的。

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03 荷载代表值
建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。下面，我们再来看看这3种荷载的代表值：
1.对永久荷载应采用标准值作为代表值。
2.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。（建筑结构荷载规范(GB50009-2012)规定：确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。）
3.对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

04 荷载分项系数
荷载分项系数可按下列规定采用：
1.永久荷载的分项系数
当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取1.2；由永久荷载效应控制的组合应取1.35。
当其效应对结构有利时，应取1.0，对倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。

2.可变荷载分项系数
一般情况应取1.4。但对于标准值大于4KN/㎡的工业房屋楼面结构的活荷载，应取1.3。

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05 组合
在结构设计时，我们还会遇到结构组合的形式，这种情况下的荷载计算，应按下述要求：
建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用下列设计表达式进行设计：
y0 Sd≤Rd
y0 — 结构重要性系数，应按各有关建筑结构设计规范的规定采用；
Sd — 荷载组合的效应设计值；
Rd — 结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。

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