鋼結構荷載計算實(shí)例（建筑結構荷載規范設計統一標準統一標準統一標準值?。?/h1>

2分鐘前1閱讀0評論江門(mén)鋼結構設計公司

當然可以。以下是一個(gè)鋼結構荷載計算的完整實(shí)例，涵蓋恒載、活載、風(fēng)載的計算，并最終進(jìn)行荷載組合，適用于工業(yè)廠(chǎng)房或單層鋼結構屋面結構的設計。

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鋼結構荷載計算實(shí)例：?jiǎn)螌庸I(yè)廠(chǎng)房屋面系統

1. 工程概況

• 結構類(lèi)型：?jiǎn)螌娱T(mén)式剛架廠(chǎng)房
• 跨度：24 m
• 柱距：6 m
• 屋面坡度：i = 1:10（即 5.71°）
• 屋面材料：0.5mm 厚彩色壓型鋼板 + 100mm 厚玻璃棉保溫層 + 防水卷材
• 屋面檁條：C180×70×20×2.5 冷彎薄壁型鋼，間距 1.5 m
• 設計使用年限：50 年
• 基本風(fēng)壓：w = 0.45 kN/m2（江蘇地區，50年一遇）
• 基本雪壓：s = 0.35 kN/m2（按《建筑結構荷載規范》GB 50009-2012）
• 抗震設防烈度：7度（0.10g），不考慮地震作用（本例僅計算靜載與風(fēng)載）

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2. 屋面恒載（Gk）計算

恒載包括屋面自重及永久性構件重量。

材料	厚度/規格	容重/單位重量	重量（kN/m2）
彩色壓型鋼板（0.5mm）	—	0.10 kN/m2	0.10
100mm 玻璃棉保溫層	—	0.15 kN/m3 × 0.1m	0.015
防水卷材（SBS）	—	0.05 kN/m2	0.05
檁條（C型鋼）	C180×70×20×2.5	25.4 kg/m × 9.81 / 1000 = 0.249 kN/m，間距1.5m	0.249 / 1.5 =0.166
吊頂（如有）	—	—	0（本例無(wú)）
合計恒載 Gk			0.331 kN/m2

取整：Gk = 0.35 kN/m2（考慮構造誤差及安全裕度）

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3. 屋面活載（Qk）計算

根據《建筑結構荷載規范》GB 50009-2012，不上人屋面活荷載標準值?。?/p>

• 屋面均布活荷載：0.5 kN/m2
• 但當屋面坡度 i > 1/10 時(shí)，可按公式折減：

Qk = 0.5 - 0.3 × (i - 0.1) / 0.1
（i 為坡度，單位：m/m；當 i ≥ 0.4 時(shí)，Qk = 0.2 kN/m2）

本例 i = 0.1，故：

Qk = 0.5 - 0.3 × (0.1 - 0.1)/0.1 =0.5 kN/m2

活載 Qk = 0.5 kN/m2

注意：若該地區有積雪，需取雪荷載與活荷載二者中的較大值。
本例雪荷載 s = 0.35 kN/m2 < 0.5 kN/m2，故仍取活載 0.5 kN/m2。

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4. 風(fēng)荷載（Wk）計算

風(fēng)荷載標準值按公式計算：

Wk = βz × μs × μz × w

• βz：高度 z 處的風(fēng)振系數（門(mén)式剛架，高度 ≤ 15m，取 βz = 1.0）

• μz：風(fēng)壓高度變化系數（按B類(lèi)地貌，屋面高度取 8m）
  查表得：μz = 0.74（高度8m，B類(lèi)）

• μs：風(fēng)荷載體型系數（屋面為單坡，坡度5.71°）
  根據規范，?。?/p>

  • 迎風(fēng)面：μs = -0.5（吸力）
  • 背風(fēng)面：μs = -0.5（吸力）

  注：屋面坡度較緩，按“屋面”取值，一般取 -0.5（負號表示吸力）

• w = 0.45 kN/m2

計算風(fēng)荷載標準值：

Wk = 1.0 × (-0.5) × 0.74 × 0.45 =-0.1665 kN/m2（吸力）

風(fēng)荷載標準值 Wk = -0.17 kN/m2（吸力）

注意：風(fēng)荷載對屋面為吸力（向上），對結構不利，需按負值考慮。

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5. 荷載組合（承載能力極限狀態(tài)）

按《建筑結構可靠性設計統一標準》GB 50068-2018，采用基本組合：

S = γG × Gk + γQ × ψc × Qk + γW × Wk

其中：

• γG = 1.3（恒載分項系數，對結構不利）
• γQ = 1.5（活載分項系數）
• γW = 1.5（風(fēng)載分項系數）
• ψc = 0.7（活載組合值系數）

組合1：恒載 + 活載

S1 = 1.3 × 0.35 + 1.5 × 0.5 = 0.455 + 0.75 =1.205 kN/m2

組合2：恒載 + 風(fēng)載（吸力）

S2 = 1.3 × 0.35 + 1.5 × (-0.17) = 0.455 - 0.255 =0.200 kN/m2

組合3：恒載 + 活載 + 風(fēng)載

S3 = 1.3 × 0.35 + 1.5 × 0.7 × 0.5 + 1.5 × (-0.17)
= 0.455 + 0.525 - 0.255 =0.725 kN/m2

最不利組合為組合1：S = 1.205 kN/m2

但注意：風(fēng)吸力組合中，若恒載不足以抵抗風(fēng)吸力，可能導致屋面板被掀翻，此時(shí)需驗算抗風(fēng)拔力。
本例中風(fēng)吸力為 -0.17 kN/m2，恒載為 0.35 kN/m2，恒載 > 風(fēng)吸力，結構穩定。

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6. 檁條荷載計算（按線(xiàn)荷載）

檁條間距 1.5 m，取最不利組合 S = 1.205 kN/m2

線(xiàn)荷載 q = S × 檁距 = 1.205 × 1.5 = 1.8075 kN/m

取q = 1.81 kN/m

此荷載用于檁條的彎矩、撓度驗算。

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7. 檁條內力驗算（簡(jiǎn)要）

• 檁條跨度：6 m（柱距）
• 截面：C180×70×20×2.5，截面模量 Wx = 48.6 cm3 = 4.86×10 m3
• 材料：Q235，f = 215 MPa

最大彎矩（簡(jiǎn)支梁，均布荷載）：

Mmax = q × L2 / 8 = 1.81 × 62 / 8 = 8.145 kN·m

應力驗算：

σ = Mmax / Wx = 8.145 × 10 N·mm / 48.6 × 103 mm3 =167.6 MPa < 215 MPa滿(mǎn)足！

撓度驗算：
允許撓度：[v] = L/200 = 6000/200 = 30 mm
E = 206 GPa，I = 437 cm = 4.37×10 m

v = 5qL / (384EI) = 5 × 1.81 × 6 / (384 × 206×10 × 4.37×10)
= 5 × 1.81 × 1296 / (384 × 206×103 × 4.37) ≈ 0.018 m =18 mm < 30 mm滿(mǎn)足！

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結論

項目	數值
恒載 Gk	0.35 kN/m2
活載 Qk	0.50 kN/m2
風(fēng)載 Wk（吸力）	-0.17 kN/m2
最不利荷載組合	1.205 kN/m2（恒+活）
檁條線(xiàn)荷載	1.81 kN/m
檁條應力	167.6 MPa < 215 MPa
檁條撓度	18 mm < 30 mm

設計結論：本屋面鋼結構系統荷載計算合理，檁條截面滿(mǎn)足承載力與剛度要求，可安全使用。

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附加建議

1. 抗風(fēng)拔設計：在風(fēng)吸力大的地區，需驗算屋面板與檁條的連接螺栓抗拔力。
2. 雪荷載控制：若在東北地區，雪荷載可能大于活載，需優(yōu)先采用雪荷載組合。
3. 構造措施：建議在屋脊、檐口處加強檁條連接，防止風(fēng)吸力導致局部破壞。

如需后續的剛架柱、基礎、節點(diǎn)連接計算，也可繼續提供，我可為您擴展完整設計流程。

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