钢结构荷载怎么算（恒载与活载的区别）

钢结构荷载的计算是结构工程中的关键步骤，它涉及到恒载与活载的区分。恒载指的是结构在使用过程中始终存在的荷载，如自重和设备重量等。而变动载荷则包括因使用过程中变化产生的荷载，例如人员活动荷载和设备运行荷载等。在具体应用中，这些荷载的大小和分布需按照相关规范进行精确计算。钢结构的自重分析也需要综合考虑多种因素，并采用合适的计算方法以确保受力情况的准确性。

一、钢结构荷载的分类及计算方法

（一）永久荷载（恒载）

自重计算
- 对于钢结构的自重计算，不同构件的自重可以通过公式“自重荷载 = 单位长度的截面面积×构件长度×材料密度”来计算。这里单位长度的截面面积是指构件在单位长度上的横截面面积，材料密度是指构件所使用的材料的密度。例如，对于重钢结构，自重计算公式为 $G = \gamma A$ ，其中 $G$ 为结构自重， $\gamma$ 为材料单位体积重量， $A$ 为结构体积。
- 钢结构屋面的自重通常可通过材料的单位重量与结构的尺寸计算得出，公式为“自重 = 材料的单位重量×屋面面积”，钢板的单位重量为 $7850kg/m3$ ，可从材料手册中查得。
恒载取值
- 在建筑钢结构设计时，轻质隔墙或位置有可能灵活自由布置的隔墙，统一按恒荷载考虑。对于不同的建筑结构部位，恒载的取值需要根据实际的建筑做法、隔墙自重等来确定。例如在一些特殊的建筑部位，如地下一层顶板，施工到±0时，由于施工单位往往工程备料统统堆放在地下一层顶板上，此时要考虑这部分材料堆放产生的恒载，活荷载取值为8 - 10kN/㎡。同时要注意的是，当±0的活荷载取值为8 - 10kN/㎡时，其他楼层如果堆放大批施工备料时，隔墙的施工一般还未完成，相应的荷载取值会有所不同。

（二）可变荷载（活载）

基本计算
- 活载是指建筑物使用过程中产生的临时荷载，可通过公式“活载 = 活载系数×单位面积活载”计算。对于重钢结构，活载计算公式为 $Q = qA$ ，其中 $Q$ 为活载荷载， $q$ 为单位面积活载荷载， $A$ 为结构面积。
活载取值
- 在建筑钢结构设计时，不同功能的建筑区域活载取值不同。例如人或物有可能更集中更密集的楼面，像健身房、看台、舞厅、商店、旅客等候室、展览厅、消防疏散楼梯等，活荷载取值需要根据实际情况确定。而对于一些有特殊设备的地方，如通风设备机房、电梯机房和高压变压室，不仅有设备荷载，还有设备基础的荷载，活荷载取值也要特殊考虑。
- 在网架钢结构中，可变荷载有屋面荷载、雪载、风载和积灰荷载等。对于储料仓而言，这些可变荷载在不同情况下有不同的取值和考虑因素。例如积灰荷载在建筑和冶金业中是一定要考虑的一种荷载，大约是 $0.5kN/m2$ 或者 $1.0kN/m2$ ，雪荷载在有雪的寒冷区域是必须要考虑的，并且要考虑到屋面均匀分布、不均匀分布和半均匀分布的状况，同时雪荷载通常需要和积灰荷载一起考虑，屋面荷载中偏大的荷载也应当和积灰荷载放在一起考虑。

（三）风荷载

计算公式
- 风载计算公式为 $F = 0.5\rho V2C_d$ ，其中 $\rho$ 为空气密度， $V$ 为风速， $C_d$ 为风阻力系数。
风荷载取值与影响因素
- 风荷载的取值需要考虑建筑物所在地区的基本风压、建筑物的高度、体型系数等因素。不同地区的基本风压不同，可根据当地的建筑规范取值。建筑物的高度越高，风荷载越大；体型系数与建筑物的外形有关，不同的外形会导致不同的风荷载作用效果。

（四）地震荷载

计算中的相关概念
- 在钢结构荷载计算公式中，地震荷载 $Q_e$ 有其对应的地震荷载安全系数 $\gamma_e$ ，荷载计算为“荷载= $Q_k×\gamma_k+Q_d×\gamma_d+Q_e×\gamma_e+Q_s×\gamma_s$ ”（其中 $Q_k$ 为永久荷载， $\gamma_k$ 为永久荷载的安全系数； $Q_d$ 为可变荷载， $\gamma_d$ 为可变荷载的安全系数； $Q_s$ 为风荷载， $\gamma_s$ 为风荷载的安全系数），但具体的地震荷载计算涉及到地震作用计算方法，如底部剪力法、振型分解反应谱法等，较为复杂，需要根据建筑的结构形式、场地类别、抗震设防烈度等多方面因素确定。
抗震设计要求与取值
- 在进行钢结构抗震设计时，要根据建筑所在地区的抗震设防烈度来确定地震作用的取值。例如，在高烈度地震区，地震荷载对结构设计的影响更为显著，需要更严格的抗震设计措施，包括结构的抗震构造措施和地震作用计算等方面。同时，钢结构的材料特性（如钢材的延性等）在抗震设计中也起到重要作用，钢材良好的韧性和塑性使其在承受地震荷载时有较好的性能表现。

二、荷载组合与分项系数

荷载组合
- 当不止一种荷载类型作用在结构上时，就会产生荷载组合。建筑规范通常为每种载荷类型指定各种载荷组合以及载荷系数（权重），以确保结构在不同的预期载荷情况下的安全性。例如在设计楼梯时，静荷载系数可能是结构重量的1.2倍，活荷载系数可能是预期活荷载的1.6倍，这两个因子载荷组合（添加）以确定楼梯所需的强度。
分项系数
- 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。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。