钢架的载荷与载荷组合
荷载和荷载组合
▪ 隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的 16 235 fy
倍。
▪ 隅撑应根据规范规定按轴心受压构件的支撑来设
计。隅撑截面选用单根等边角钢，轴向压力按下 式计算：
N M h
60 cos
▪ 当隅撑成对布置时，每根隅撑的计算轴压力可取
上式计算值的一半。
▪ 需要注意的是，单面连接的单角钢压杆在计算其
当截面为双轴对称时
M f A fhwtf
15
▪ 工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N
共同作用下的强度应符合下列要求：
当 V0.5Vd 时
M MeN
M eNM eNeW Ae
当 0.5VdVVd 时
MMfNM eNMfN10.V 5Vd12
当截面为双轴对称时
M fN A fh w tf N A
▪ 公式第一项源自等截面的稳定计算。根据分析，
小头稳定承载力的小于大头，且刚架柱的最大 轴力就作用在小头截面上，故第一项按小头运 算比按大头运算安全。
20
➢ 变截面柱在刚架平面内的计算长度 截面高度呈线形变化的柱，在刚架平面内的计
算长度应取为 h0 h ，式中 h 为柱的几何高
度， 为计算长度系数。 可由下列三种方法确定：
➢ 腹板的有效宽度： 当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板 幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算其截 面几何特性。
8
➢ 有效宽度取值：
▪ 当腹板全部受压时：
he hw
▪ 当腹板部分受拉时，受拉区全部有效，受压区
有效宽度为：
he hc
he：腹板受压区有效宽度；
ρ：有效宽度系数；
hc: 腹板受压区高度。
16
➢ 梁腹板加劲肋的配置:
机械装备金属结构 第三章 载荷与载荷组合
第三章 载荷与载荷组合一、载荷的分类 二、载荷的计算 三、金属结构的设计方法、载荷情况和载荷组合概金属结构是承载结构，根据 用途和机型不同，所承受的外载 荷也不相同。
准确地确定载荷值、 科学地进行载荷组合和正确地进 行结构分析与设计，是保证机械 装备具有可靠的承载能力和良好 的使用性能的重要前提条件。
述第一节 载荷的分类金属结构承受的外载荷， 可按以下方法分类： 按其作用性质、工作特点 和发生频度分为：常规载荷 、 偶然载荷、特殊载荷 ； 按其作用效果与时间变化 相关性划分 ：静载荷、动载荷。
第二节 载荷的计算结构的载荷值需在设计之初进行确定和计算。
而准确确定载荷值将 直接影响结构设计的精度和机械装备的安全可靠和使用性能。
以下介绍 确定各类载荷的计算原则和方法 一、载荷计算原则 （1）起重机的载荷计算与载荷组合主要用于验证起重机结构件的防 强度失效、防弹性失稳和防疲劳失效的能力，以及起重机的抗倾覆稳定 性和抗风防滑移安全性。
（2）起重机能力验算时应注意计算模型与实际情况的差异。
当载荷 引起的效应随时间变化时，应采用等效静载荷进行估算 （3）如某载荷不可能出现，则应在验算中略去（如室内起重机不考 虑风载荷）。
同样，对起重机说明书中禁止出现的、对起重机设计未提 出要求的、在起重机设计中已明确要防止或禁止的载荷也不予考虑。
（4）结构设计方法有两种：许用应力设计法或极限状态设计法。
无 论采用何种方法，在考虑载荷、载荷系数、载荷组合、许用应力和极限 设计应力时，都应以GB3811-2008《起重机设计规范》的有关章节或附 录来确定，或在可能的情况下以试验或统计数据为基础来确定。
二、载荷计算方法 1．常规载荷的计算 （1）自重载荷PG 自重载荷是指起重机本身的结构、机械设备、电气设备 以及在起 重机工作时始终附设在某些部件和积结其上（如起重机上的漏斗料仓、 连续输送机及其上的物料）等质量的重力。
1）自重载荷的估算 在结构设计之前，结构自重尚未知，必须预先估算。
钢架的载荷与载荷组合
钢架的载荷与载荷组合钢架的载荷及载荷组合（一）、设计载荷门式钢架的载荷与其组合的计算应参照现行《建筑结构载荷规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行。
由于门式钢架作用载荷类型较少，满载荷概率相对较高，计算时应注意载荷参数和组合的合理与正确取值。
设计应考虑的载荷类别如下:1、永久载荷(1)结构自重，包括屋面板、支撑、钢架、墙板等自重，初步计算时，永久载荷的总折算载荷可按0.45-0.55KN/m2（标准值）近似取用。
(2)悬挂或建筑设施载荷，包括吊顶、管线、天窗、风机、门窗等的重量。
2、可变载荷（1）雪载荷；（2）屋面活载荷：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向活载荷的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5 KN/m2；（3）屋面积灰载荷；（4）风载荷A、当门式屋面坡度角α≤10°，屋面平均高度≤18m，房屋宽高比≤1，且檐口高度≤房屋最小水平尺寸时，风载荷值的计算可按《门式刚够轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）附录A计算。
此时基本风压按《建筑结构载荷规范》（GB50009-2002）取值，但应乘以修正系数1.05B、按A条规定计算风载荷时，横向钢架两侧墙面风压体型系数的代数和不宜小于1.2（不论是否分区、是否封闭）。
C、所有不符合A条规定的门式钢架、其风载荷值按《建筑结构载荷规范》（GB50009-2002）规定计算。
（5）吊车载荷3、地震作用（1）当设防烈度较高并当房屋跨度很大、高度很高，宽度方向很多排摇摆柱时，可按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行水平地震作用效应下钢架横向或竖向地震作用组合下的验算。
计算时，阻尼比可取为0.05。
（2）对抗震烈度为6、7度地区的以压型钢板围护的铰接柱脚单层门式钢架一般可不进行抗震计算。
（二）、载荷组合1、载荷力验算的载荷组合（1）由可变载荷效应控制的基本组合：1.2*永久载荷+1.4*最大可变载荷n1.2*永久载荷+0.9∑1.4*最大可变载荷i=11.0*永久载荷+1.4*最大风吸力（2）由永久载荷效应控制的基本组合：n1.35*永久载荷+∑1.4*可变载荷*相应的组合值系数i=1（3）由永久载荷效应控制的基本组合：1.2（或1.0）*（重力载荷代表值效应）±1.3*水平地震作用标准值效应计算时不考虑风载荷作用，重力载荷代表值按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.1.3条计算。
钢结构-3载荷组合与计算(大起)
第三章 钢结构载荷组合与计算
例题：Q345钢材(厚度<16mm)
σ s = 345 MPa , σ b = 510 ~ 660 MPa
σ s 345 = = 0.68 < 0.7 σ b 510
载荷组合II 结构许用应力 剪切许用应力
[σ ] =
σs
n
=
345 = 259MPa 1.33
[σ ] 259 [τ ] = = = 149MPa n 3
载荷谱系数
载荷状态 Q1-轻 Q2-轻 Q3-轻 Q4-轻 载荷谱系数 0.125 0.25 0.5 1.0 说 明 很少起升额定载荷，一般起升轻微载荷 有时起升额定载荷，一般起升中等载荷 经常起升额定载荷，一般起升较重载荷 频繁起升额定载荷
第三章 钢结构载荷组合与计算
工作级别
KP
0.125 0.25 0.5 1.0 利用等级
[σ ] I =
[σ ]II =
σs
1 .5
[τ ]I =
[τ ]II =
[σ ] I 3
[σ ] II 3
[σ cd ]I = 1 .5[σ ] I
[σ cd ] II = 1 .5[σ ] II
σs
1 .33
[σ ]III =
σs
1 .15
[τ ] III =
[σ ] III 3
[σ cd ]III = 1 .5[σ ] III
第三章 钢结构载荷组合与计算
3.钢结构载荷组合 3.1 载荷种类 1)固定载荷 载荷大小、方向、位置不随时间变化 设备结构自重 2)工作载荷 机构结构承受的外负载 起升载荷，行走阻力，倾覆力矩
第三章 钢结构载荷组合与计算
3)惯性载荷和冲击载荷 惯性载荷－机械在启制动时产生的载荷
起重载荷分类与载荷组合模版
起重载荷分类与载荷组合模版起重装置是一种用于提升和搬运重物的设备。
在设计和使用起重装置时，需要对所承受的载荷进行分类和载荷组合。
这有助于确保起重装置的安全性和稳定性。
本文将介绍起重载荷的分类以及常用的载荷组合模板。
首先，起重载荷可以根据其特性和性质进行分类。
常见的起重载荷分类如下：1. 静态载荷：指作用于起重装置的固定和不变的力。
静态载荷可以是恒定的重量，也可以是固定在装置上的物体的重量。
2. 动态载荷：指与时间相关的载荷，会引起起重装置发生动态响应和振动。
3. 冲击载荷：指突然施加于起重装置上的载荷，通常由物体的下落、碰撞等引起。
4. 弯矩载荷：指作用在起重装置上产生弯曲力矩的力。
5. 异向载荷：指施加在起重装置上的非垂直方向的载荷。
6. 环境载荷：指环境条件引起的起重装置的载荷，如风压、风力、地震等。
除了根据载荷特性进行分类，还可以根据起重装置的用途和应用领域进行载荷分类。
例如，起重机在不同的行业和工程项目中承受的载荷类型会有所不同。
在进行起重载荷组合时，需要考虑不同类型载荷的组合方式。
常用的载荷组合模板包括以下几种：1. 常规载荷组合：将各种常见载荷按照设定的安全系数进行组合。
例如，将静态载荷与动态载荷按一定比例相加。
2. 最不利载荷组合：将不同类型的载荷按照最不利的情况进行组合，以保证起重装置在最恶劣的条件下也能够安全运行。
3. 累加载荷组合：将多个载荷按照其作用时间和强度进行累加，以确定装置在一定时间段内所承受的总载荷。
4. 同时作用载荷组合：考虑不同载荷同时作用时的效果，例如考虑风载荷和地震载荷同时作用时对起重装置的影响。
5. 随机载荷组合：根据历史数据和统计分析，对潜在的随机载荷进行组合，以提高起重装置的安全性。
在进行载荷组合时，还需要考虑载荷的临界条件和不确定性因素。
临界条件是指超过该条件时，起重装置可能会失效或发生事故。
不确定性因素包括载荷的变化、载荷的方向、环境的不确定性等。
门式刚架荷载计算及内力组合
（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/=⨯=≈q KN m2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。
对于屋面结构，《钢结构设计规范》m，但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系数0.6，门规定活荷载为0.5KN/2m。
由荷载规范查得，大连地区式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14 内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014；高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。
（4） 风荷载体型系数s μ-0.5-0.6-0.4-0.4-0.5-0.5-0.2+0.8μsμs1其中，s μ＝0.2010.24.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+-各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2kω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4kω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6kω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。
钢结构屋面荷载组合
1荷载计算
荷载标准值
荷载类型荷载名称
荷载标准
值
永久荷载1.5m*6m预应力混凝土大型屋面板 1.4kn/m2 80mm厚的泡沫混凝土保护层0.48kn/m2 20mm厚的水泥砂浆找平层0.4kn/m2 三毡四油防水层0.4kn/m2 屋架及支撑重量0.38kn/m2
可变荷载屋面均不活荷载0.5kn/m2 雪荷载0.4kn/m2 积灰荷载0.6kn/m2
屋面荷载汇总
荷载类型荷载名
称
荷载标准
值
永久荷载
D
总计 3.06kn/m2
可变荷载屋面活
载L
0.5kn/m2 积灰荷
载C
0.6kn/m2
2 内力计算
考虑全跨永久荷载和全跨可变荷载的情况根据荷载规范有以下三种情况
表4.1.1 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
1.2*D+1.4*L+1.4*C*0.7=1.2*3.06+1.4*0.5+1.4*0.6*0.7=3.672+0.7+0.588=4.96kn/m2
1.2*D+1.4*C+1.4*L*0.7=1.2*3.06+1.4*0.6+1.4*0.5*0.7=3.672+0.84+0.49=5.002kn/m2 1.35*D+1.4*0.7C+1.4*0.7L=1.35*3.06+1.4*0.6*0.7+1.4*0.5*0.7=4.131+0.588+0.49=5.209 所以上弦节点荷载
P=5.209*1.5*6=46.881kn/m2 其中恒载4.131*9=37.179活载为9.702。
轻钢荷载组合
轻型门式刚架荷载组合杂谈轻型门式刚架的荷载组合遵循《建筑结构荷载规范》GB 5009-2001、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102：2002 和《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001.规范条文写得明明白白，但是从理论到实践，并不是每个人都能做好――写出具体的完美无缺的荷载组合。
对于使用STS 一类软件的人来说这并不重要；对于使用STAAD/PRO、MTS、Midas、Sap2000 一类软件的人来说，却是非掌握不可。
况且一个合格的结构工程师应该熟悉、理解、正确使用荷载组合。
具体的荷载组合在多种文献中有介绍。
下面列出张其林《轻型门式刚架》书ξ2-4（甲）、PKPM 公司STS 软件技术条件（乙）和上海美联公司（带一跨吊车）分别的具体荷载组合（丙）。
并对它们分别做一定的探讨，再行总结。
本文对于从事轻钢、普钢的工程技术人员有很强的指导作用。
最后列出OKOK 论坛上的两条相关帖子，读者有兴趣也可以自行搜索相关帖子。
一、张其林的《轻型门式刚架》书里的荷载组合（简称甲）本种组合按照GB5009-2001 的3.2.4 条进行。
下面列出单项工况的解释。
1.荷载（1）恒载（G）：（2）活载（L）：包括屋面均布活载、检修集中荷载（M）、积灰荷载（D）、雪荷载等。
积灰荷载与雪荷载按现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）[7]的规定采用。
均布活荷载与雪荷载不同时考虑，取其中较大值（记为L）计算；积灰荷载与雪和均布活载中的较大值同时考虑；检修荷载只与结构自重荷载同时考虑；（3）风载（W）：现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）[3]对于风荷载的取用是以GB50009-2001 为基础的，关于风荷载体形系数是按照美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》（1996）中有关小坡度房屋的规定取用的；（4）温度（T）：按实际环境温差考虑；（5）吊车（C）：按GB50009-2001 的规定取用，但吊车的组合一般不超过两台；（6）地震作用（E）：按GB50009-2001 的规定取用，不与风荷载作用同时考虑。
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钢架的载荷及载荷组合
（一）、设计载荷
门式钢架的载荷与其组合的计算应参照现行《建筑结构载荷规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行。
由于门式钢架作用载荷类型较少，满载荷概率相对较高，计算时应注意载荷参数和组合的合理与正确取值。
设计应考虑的载荷类别如下:
1、永久载荷
(1)结构自重，包括屋面板、支撑、钢架、墙板等自重，初步计算时，永久载荷
的总折算载荷可按0.45-0.55KN/m2（标准值）近似取用。
(2)悬挂或建筑设施载荷，包括吊顶、管线、天窗、风机、门窗等的重量。
2、可变载荷
（1）雪载荷；
（2）屋面活载荷：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向活载荷的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5 KN/m2；
（3）屋面积灰载荷；
（4）风载荷
A、当门式屋面坡度角α≤10°，屋面平均高度≤18m，房屋宽高比≤1，且
檐口高度≤房屋最小水平尺寸时，风载荷值的计算可按《门式刚够轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）附录A计算。
此时基本风压按《建筑结构载荷规范》（GB50009-2002）取值，但应乘以修正系数1.05
B、按A条规定计算风载荷时，横向钢架两侧墙面风压体型系数的代数和不
宜小于1.2（不论是否分区、是否封闭）。
C、所有不符合A条规定的门式钢架、其风载荷值按《建筑结构载荷规范》
（GB50009-2002）规定计算。
（5）吊车载荷
3、地震作用
（1）当设防烈度较高并当房屋跨度很大、高度很高，宽度方向很多排摇摆柱时，可按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行水平地震作用效应下钢
架横向或竖向地震作用组合下的验算。
计算时，阻尼比可取为0.05。
（2）对抗震烈度为6、7度地区的以压型钢板围护的铰接柱脚单层门式钢架一
般可不进行抗震计算。
（二）、载荷组合
1、载荷力验算的载荷组合
（1）由可变载荷效应控制的基本组合：
1.2*永久载荷+1.4*最大可变载荷
n
1.2*永久载荷+0.9∑1.4*最大可变载荷
i=1
1.0*永久载荷+1.4*最大风吸力
（2）由永久载荷效应控制的基本组合：
n
1.35*永久载荷+∑1.4*可变载荷*相应的组合值系数
i=1
（3）由永久载荷效应控制的基本组合：
1.2（或1.0）*（重力载荷代表值效应）±1.3*水平地震作用标准值效应
计算时不考虑风载荷作用，重力载荷代表值按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.1.3条计算。
2、载荷组合的注意事项
（1）、屋面活载荷不与雪载荷组合；
（2）、地震作用不与风载荷组合；
（3）、积灰载荷可与雪载荷或不上人的屋面均布活载荷两者中的较大者组合；（4）、门式钢架采用《门式刚够轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）计算风载荷时，屋面风载荷效应与永久载荷效应两者的符号相反，故对
构件截面强度验算时一般不计入风载荷效应，但在验算风吸力作用下框
架梁的稳定与柱脚锚栓的抗剪时，应考虑最大风吸力的不利组合；（5）、构件截面的验算应选择控制截面的最不利的载荷组合。