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。
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。
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。
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。
在实际设计中，荷载计算由于需要考虑的因素过多，我们一般会采用结构软件，来对结构荷载进行分析和计算。目前，对于结构荷载，市面上一般采用结构计算分析软件STAAD。
STAAD是一个全面集成的有限元分析和设计解决方案，包括良好的用户界面、可视化工具和国际设计规范。用于分析受静力载荷、动力响应、土壤结构相互作用或风力、地震及移动载荷影响的几乎所有结构类型，目前在全球近百个国家中已超过 160,000 家用户。
软件功能
1.分析重力和横向载荷
为各种载荷条件设计和分析简单或复杂结构，包括由重力引起的载荷（如恒载和活载）、跨越条件以及包括风力和地震在内的横向载荷。
2.遵循抗震要求
根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统，生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统（如果适用）时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时，遵循所选设计规范的延展性要求。
3.设计和分析结构模型
快速为整个结构建模，包括甲板、板、板缘和开口、梁、柱、墙、支架、扩展和连续基脚及承台。高效自动执行多个费时的设计和分析任务，并生成文档已就绪的实用系统和组件设计。
4.借助有限元进行设计和分析
使用我们最先进的有限元分析来准确高效地完成整个建筑结构的分析、设计和制图。使用我们的快速求解器减少或消除等待结果的时间。
5.设计梁、柱和墙
优化或分析梁、柱和墙的重力和横向载荷，以快速获得安全经济的设计。充满自信地生成符合美国标准以及许多国际设计规格和建筑规范的设计。
6.检查冷弯型截面设计
使用综合的冷弯型截面库设计轻型钢构件，无需使用单独的专用应用程序。
7.设计抗侧力框架
对斜撑框架和抗弯框架执行抗震和风力建筑规范检查。为您的结构项目快速获取安全可靠的设计。
8.国际标准的设计
在您的产品设计中，使用广泛的国际标准与规格，扩展您的业务实践，利用全球的设计机会。受益于国际标准的广泛支持，充满信心的完成您的设计。
9.生成设计载荷和载荷组合
使用内置载荷生成器将规范要求的风力和抗震载荷应用于结构中。基于结构几何图形、批量和选定建筑规范条款，自动计算相关载荷参数，而无需单独手动计算。使用载荷组合生成器将这些横向载荷工况与重力和其他类型的负荷组合起来。
10.导入在 DXF 中创建的截面图形状
快速导入在 DXF 工程图中详细设计的以公制或英制自定义的截面剖面图。或者使用简单的关键尺寸或从一系列标准库中选取的标准来定义常规形状。
11.集成板筏和基础设计
使用集成在分析主模型中的专业应用程序设计板筏和基础。创建设计计算和钢筋工程图。使用 ISM 添加 BIM 模型中的设计信息。
12.集成钢结构结点设计在单一集成的环境中设计钢结构结点。直接从三维分析中将焊点形态、构件尺寸和合力传输到钢结构结点设计应用程序中。这样可以实现高效的信息复用并减少因结构变化造成的返工量。
13.生成截面属性报告
快速计算截面属性并轻松生成自定义截面图的详细报告。
14.生成结构设计文档
自动生成结构设计文档，包括用于传递设计意图的必要平面图和立面图。对三维模型所作的更改会在文档中自动更新。
15.共享结构模型
将结构模型几何图形和设计结果从一个应用程序传输到另一个应用程序，并同步未来变化。快速共享结构模型、工程图和信息以供整个团队查看。
16.充分利用国际通用标准截面配置文件
使用丰富的国际通用标准的截面配置文件库（不另外收费）完成结构模型。充分利用全球性的设计机会。
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