轻钢荷载组合.doc

轻型门式刚架荷载组合杂谈相关搜索: 荷载, 刚架, 门式, 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2-4（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。 2.荷载组合 计算承载能力极限状态时，对于轻型钢结构可取下述荷载组合，G 、L 、D、M 、W 等表示荷载的标准值。 （1）1.2G+1.4L （2）1.2G+1.4M （3）1.2G+1.4C （4）1.2G+1.4W （5）1.2G+0.9（1.4L+1.4D） （6）1.2G+0.9（1.4L+1.4W） （7）1.2G+0.9（1.4C+1.4W） （8）1.2G+0.9（1.4L+1.4T） （9）1.2G+0.9（1.4W+1.4T） （10）1.2G+1.4L+1.4E 计算正常使用承载能力时，对于轻型钢结构可取下述荷载组合： （1）G+L （2）G+M （3）G+C （4）G+W （5）G+L+0.9D （6）G+L+0.6W （7）G+W+0.7L （8）G+C+0.6W （9）G+W+0.7C （8）G+L+0.6T （9）G+W+0.6T （10）G+L+E. 二、PKPM 公司STS 软件的荷载组合（简称乙） 该荷载组合和张其林书中的组合不同，没有采用简化法则，而是直接按照GB5009-2001 的3.2.3 条进行。下面列出STS 的组合： 1.35 恒 + 1.4X0.7 活 *（永久荷载效应控制的组合） 1.2 恒 + 1.4 活 1.0 恒 + 1.4 活 1.2 恒 + 1.4 风 1.0 恒 + 1.4 风 1.2 恒 + 1.4 吊 1.0 恒 + 1.4 吊 *（以上部分也借鉴了简化规则，考察控制工况） 1.2 恒 + 1.4 活 + 0.6X1.4 风 + 0.7X1.4 吊 1.0 恒 + 1.4 活 + 0.6X1.4 风 + 0.7X1.4 吊 1.2 恒 + 1.4 风 + 0.6X1.4 活 + 0.7X1.4 吊 1.0 恒 + 1.4 风 + 0.6X1.4 活 + 0.7X1.4 吊 1.2 恒 + 1.4 吊 + 0.7X1.4 活 + 0.6X1.4 风 1.0 恒 + 1.4 吊 + 0.7X1.4 活 + 0.6X1.4 风 *（与其他可变荷载作用效应不一致时，忽略风荷载效应） 1.2（恒+0.5（活+吊）+ 1.3 地 1.0（恒+0.5（活+吊）+ 1.3 地 三、美联公司的荷载组合（一跨带吊车，承载力极限状态）（简称丙） *基本荷载工况 LOAD 1 DEAD LOADS （DL） LOAD 2 COLLATERAL LOADS （CL） LOAD 3 ROOF LIVE LOADS （LLR） LOAD 4 FLOOR LIVE LOADS （LLF） LOAD 5 WIND LOADS FROM LEFT （WL） LOAD 6 WIND LOADS FROM RIGHT （WR） LOAD 7 SNOW LOADS （SL） LOAD 7 SNOW LOADS （SL） LOAD 8 SEISMIC FORCES FROM LEFT （SEL） LOAD 9 SEISMIC FORCES FROM RIGHT （SER） LOAD 10 CRANE LOADS 1 （CR-1） LOAD 11 CRANE LOADS 2 （CR-2） LOAD 12 CRANE LOADS 3 （CR-3） LOAD 13 CRANE LOADS 4 （CR-4） LOAD 50 CRANE SELFWEIGHT （CR-WEI） *一跨带吊车的中国规范荷载组合（用于提柱脚反力和节点计算） 四、甲的拾遗补缺 1、轻型门式刚架往往有局部夹层，所以活荷载应该增加楼面活荷载。 2、没有考虑永久荷载效应控制组合的情况。 3、轻型门式刚架的永久荷载往往较小，而屋面风荷载方向向上，永久荷载效应或对结构有利，永久荷载的分项系数宜取1.0；至少应补充此荷载组合。 4、承载力极限状态的第10 组合错误：活荷载应包括在重力代表值中，分项系数应该统一取为1.2 或1.0；地震荷载的分项系数应取为1.3.出现本错误非常不应该！不知道3D3S 软件是否严格按它进行荷载组合；如果答案肯定，那么使用3D3S 软件还是有隐忧的。 5、正常使用极限状态组合存在以上类似问题。五、乙的拾遗补缺 1、正常使用极限状态的标准组合去掉分项系数即可。 2、表达不详细，荷载分类不充分；当然软件已经把组合操作封装，使用者不必太费心。 3、缺少温度荷载组合。 4、缺少雪荷载组合，屋面活荷载和楼面活荷载没有区分；虽然雪荷载和屋面活荷载互斥，但是雪荷载和活荷载的不利分布不尽相同，而且三者在计算重力荷载代表值时的组合值系数各不相同，STS 这样做问题多多。 六、丙的拾遗补缺 1、正常使用极限状态的标准组合去掉分项系数即可。 2、缺少温度荷载组合。 （以下两条对于使用STAAD/PRO 一类软件的人来说最容易忽略：） 3、地震荷载组合没有考虑承载力抗震调整系数，在构件设计和基础设计时需引起重视。 4、基础设计时需同时考虑标准组合和基本组合，参见建筑地基基础设计规范GB50007-2002，美联的荷载组合只是基本组合（有分项系数）。 七、综合讨论 三种组合中唯独乙没有采用简化法则，作者也认为尽量不要采用简化法则，这样可靠度水平会更好，至于采用简化法则是偏于保守还是安全，作者尚没有研究过。 丙的组合经过美联公司的总结和多个高手洗练，该组合基本上是非常正确、全面的，作者非常认可；丙组合的另一个特点是荷载分类很细，概念清晰，这种分类和美国规范有密切关系。 B50009-2001 第3.2.3 条注3“对于由永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载”，需要引起重视，有些人会在这上面犯错误。 建筑抗震设计规范GB50011-2001 第5.4.1 条，SGE重力荷载代表值的效应，有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值的效应。对于这一条，不同的人有不同的理解。有人认为：对于软钩吊车只需要考虑桥架重量，组合值系数取为1.0；有人认为还应该考虑吊挂物的重量效应因为吊挂物竖向力始终存在。STS 软件对此的处理“非比寻常”，它是考虑最大轮压引起支座力的1/4，这种处理是一种粗糙的处理，尤其遇到跨内有一台吊车情况时。网架荷载组合：工况1：1.35恒载+1.4*0.7活荷载 工况2：1.2恒载+1.4活荷载工况3：1.2恒载+1.4风荷载 工况4：1.2恒载+1.4活荷载+1.4*0.6风荷载