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3.2 — 荷载组合
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,3,.2.?1、3.《2.2 》当整个?结构或结构》的一部分超过某【一特定状《态而不能满足设【计,规定的某一功—能要求时则称此特定!状态为结构对该功能!的极限状态设—计中的极限状态往】。。往以结?。构的某种荷载效【应如内力、应力、】变,形、裂缝等超过相应!规定的标志为依据】根据设计中要求考虑!的结构功能》结,构的极?限状态在总体上【可分为两大类即承】载能力极限状态【和正常使用极限状态!对承载?能力极限状态一【般是以结构的—内力:超过其承载》能力为依据;对【正常使用极限—状态一般是》以结构的变形、裂】缝、:振动参数超过设【计允许的限值为依据!在当前的设计—中有:时也通过《结构应力的控制【来,保,证结构满足正—常使用的《。要求例如地基—承载:。应力的控《制
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》对所考虑的极限状】态在确?定其荷?载效应时应对—所有可能同时出现】的诸荷?载作用加以组—合求得组合》后在:。结构中的总》效应考虑《荷载:出现的变化性—质包括出《现与否和不同的作】用方向这种》组合可?以多种多样因此还必!须,在所有可能组合【。中取其?中最:不利的一组作—为,该极限?状态的设计依据
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3—.2.3《 对于承》载能力极限状态的】荷载组合可按工程结!构,可靠性设计统一标】准G:B 501》53-200—8的规定根据所考】虑的设计状况—。选用不同的组—合;:对持久和短暂设【计状况应采》用基本组合对—偶然设?计状况应采用偶【然组合
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在】承载能力极限—状态的基本组—合中公式《(3.2.》3-1)和公式(】3.2.3-2)】给出了荷载效应组合!。。设计值的表达式【。由于直接涉及结构】的安全性故要以强制!性条文规定建立【表达式的《目的是保证在各【种可能出现》。的荷载组合情况下】通过:设计都?能使结构维持在相同!的可靠度水》平上必?须,注,意规范给出的表达】式都是以荷载—与荷载效应有线【性关系为前提对于明!显不符合该条件的】情况应在各》本结:构设计规范中对此】作出相应的补充【规定这个原则同样适!用于正?常使用?极限状?。态的:各个组合《的表达式
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— , 在应用公式—(3.2《.3:-1)时式中的【。SQ:1K为诸可变荷载】效应中?其设计值《为控制其组合为【最,不,利者当设《计者无法判断—。时可轮?次以各?。可变荷载效应SQi!K为SQ《1K选其中》最,。不利的荷载》效应组合《为设:计依据这个过—程建议由计算机程】。序的运算来完成
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《 GB 5—0009-2001!修订时增《加了结?构的自重《。占主要荷载时由公式!(3.2.》3-2)给出—由永久荷载效应控制!的组合?。设计值考虑这个组】合,式后可以避免可靠度!可能偏低的后—果;虽然过去在有些!结构设计规范中也】。曾为此专《门,给,出某些补充规—定例如对某》些以自重《为主的构件采用【提高:重要性系数、提高】屋面活荷载》。的设计?规定但在实》际应:用中总不免有—挂一漏万的》顾虑采用公》式(:3.2.3-—2)后可在结构设】计规范?中,撤销这?些补充的规定同时】也避免了永久—荷载为主的结构【安全度可能不足的后!果
【 ? 在:。应用公式(3.2】.,3-2)的组合式】时对可变荷载出于简!化的:目的也可仅》考虑:与结构自重方向一】致的竖向荷载而忽】略影响不大的横【向荷载此外对某【些,材料的结构可考虑自!身的特点由各—结构设计规》范自行规定可不采】用该组合式进行【校,核
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? 考虑《到简化?。规则缺乏理论依【据现在?结构分析及荷载组】合基:。本由计算机软件完】成简化规《则已经用得很少本次!修订取消原规范第】3.2.4》条关于一般》排,架、:框架结构基本组【合的简?化规则在《方案设计阶段当需要!用手算?初步进行《荷载效应组合计【算,时仍允许采》。用对所有《参与:。组合的可变荷载的效!应设:计值乘以一》个统一的组合系【数0.9的简化方法!
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》必,须,指出条文中给—出的荷载《效应:组,。合值的表《达式是采用各项【可变荷载效应叠加】的形式这在》理论上?仅适用于《各项可?。变荷载的《效应与荷载为线【性关系的情况—。。当涉及非线》性问题时应根据问】题,性质:或按有?。关设计规范的规定采!用其他不同的方法】
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《 , GB》。 500》0,9-2001—修订时摈弃了原【规范“遇风组合”的!惯例即只有在可【变,荷载包?含风荷?载时才?考虑组合值系数【的方法而《。要求基本组合中【所有可变荷载在【作为伴随荷载时都】必须以其组合值【为代表值对组合值】系,数除风荷载取ψc=!0.6外对》其他可变荷载目前建!议统:。一取ψ?。c=:0,.,7,但为避?免与以往设计结【果有过大差别在任何!情况下?暂时建议不低于频】遇,值系数
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— 参照工程【结构可靠性设计统】一标准GB 50】153-20—08:本次修订《引入了?可变荷载考虑结构】设计使?用年:限的:调整系数γL引入可!变荷载考《虑结构设计使—用年限调整系数的目!的是为解决设—计使用年《限与设计基》准期不同时对可变】荷载标准值的—调整问题《当设计使用年限与设!计基准期《不同时采用调整系数!γ,L,。对可变荷载的标准值!进行调整
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— 设计基准期】是为统一确》定荷载和《材,料,的标:。准值而规定的年限】它通常是一个固【定值可变荷载是【一个随机过程—其标准值《是指在结构设—。计基准期内可能出现!的,最大值由设计—基准期最大荷—载概率分布的某【个分:位值来确定
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: : 设计使用年限】是指:设计规定的结构【或结构构《件不需要进行大修即!可按其预《。定目的?使用的时《期它不?是一个固定值—与结构?的用途和重要—性有关设计》使用年?限长短对结》构设计的影响要【从荷载和耐久—性两个方面》考虑设计使用年限】越,长结构使用中荷载出!现“大值”的可能性!越大:所以设计《中应提高荷载标准值!。;相反设计》使用年?限,越短:结构使用中荷载【出现“大值”—的可能?性越小设计》中可降低荷载标准】值以保?持结构安全和经济】。的一致?性耐久性是决定【结构设?计,使,用年限的主要因素这!方面应在结构—设计规?范中考虑
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,。3.2.4》 荷?载效应组《合,的设计值中荷载分】项系数?应根据荷《载不同的变异系数和!荷载的具体组合情况!(包括不《同荷载的效》应比)以及与抗力有!关的分?。项系数的取值水平等!因素确定以使在【不同设?计情况下的结构可靠!度能趋于一》致,但为了设计上的方】便将荷载分成—永,。久荷载和可变荷载】两类相应给出两个】规定的系数γG【和γ:Q这两个分项系数】是在荷载标准—值已给定《的,前提:。下使按极限状—态设计表《达,式,设计所得的各类【结构构件的》可靠指标与规定的】目标可靠指标之间】。在总体上误差最小为!原则:经优化?后选定的
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建筑结构!。设计统一标准—GBJ 68-8】。4,编制组曾选择了14!种,有代表性《的结构?。构件;针对》永,久,荷载与?。办公楼?活荷载、永久荷【载与:住宅活荷《载以及永《久荷载与风》荷,载三:种简单组合情况进行!分析并?。在γG=1》.1:、1.2、1.【3和γQ《=1.1、1.2、!1.3、1.—4、:1.5、1.6共】3×6组方》案中选得一组最【优方案?为,γG=1.2和γQ!=1.4但考虑【到前:提条件的局限性【允许在特殊的情况】下作合理的调—整例如对于标准值大!于4kN/m—2的工业楼面活【荷载其变异系数【一般较小此时从经】济上考虑可取γQ=!1.3
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— 分析表明当【永久荷载效》应与可?变荷载效应相比很】大时若?仍采用γG=1.】2则结构的可—靠,度就不能《达到目标值的要求】因此在本规范—公式(3.2.3】。-2)给出的由永久!荷载效应控制的设计!组合:值中相应取γG=】1.:35
! 分析》还表明?当永久荷载效应【与,可变荷载效应异号】时若仍?采用γG=》。1.2则结构—的可:靠度会随永久荷载】效应所?占比重的增大而严】重降低此时γG宜】取小于?1.0的系数但考虑!到经济效果和—应用方便的》因素建议取γ—G=1.《0地下水压》力作为永《久荷载考虑时由【于受:地表水?。位的限制其分项系数!一般建议取》。1.0
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》 在倾覆、滑移】或漂浮等有关—结构整体稳定性的验!算中永久荷载效应一!般对:。结构是?有利的荷《载分项系数》一般应取小于1【.0的值虽然各【。结构标准已经广泛采!用分项系数表—达方式但对》永久荷载分项系【。数的取值如地下【。水荷载?的分项系数各—地,方有差异目前还不】可能采用《。统一的系数因—此在本规《范中原则上不规定】与此有关的分项【系数的?。。取值以免发生矛盾当!在其他结构设—计规范中对结构倾覆!、滑移或漂浮的【验算有具体规定时应!按结构设计规范的】规,定执行当没有具体规!定时:。。对永久荷载分—项系数应按工程【经验采用《不大于1.0的【值
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3.2.5 】本条为?本次修订增加的内容!规定了可变荷载设】。计使用?年限调整系数的具】体取值
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工【程结构可《靠性设计统一标准】GB 501—53-20》08附录A》1给出了设计—使用:年限为5、50【和100年时考【。虑设:计使用年限的—可变荷载调整系数】γL确定γL可采】用,两种方法(1—。。)使结构在设—。计使:用年限TL内的【可靠指标与在—设计基准期T的可】靠指标相同;(【2)使可变荷载按设!计使用年《限TL?定,。义的标准值》QkL与按设计基】准,期T(50年)定义!的标准值《Qk具有相同的概率!分位值按《第二种?方法进行分析比【较简单?当可变荷载服从极】值Ⅰ型分布时可以】得到下面γL的表达!式
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!。式中kQ《为可变荷载设计基】准期:内最大值的平均值与!标准值?之,比;δQ为可—变荷载设计》基准期最大值的【变异:系数表1给出了部】分可变荷载对应不】同设计使用年—限时:的调整系数比较可】知规范的取值—基本偏于保守
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》表1 ? 考虑设计》使用年限的可变荷】载调整系《数,γ,L计算值
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《 对于风、雪荷】载可:通过:选择不同重现期的】值来考虑设计使用年!。限的变化本》规范在附录E除了】。给出:重现期为50—年(设计《基准期)《的基本风压和—基本雪压外也给【出了重现期为—10年和1》。0,0年的风压和雪压值!可,供,选用对于吊车荷载】由,于其有效《荷,。载是核定的与—使,用,。时间没有太大关系对!温度作用《由,于是本次规范修订新!增内容还没有太多设!计经验考虑》设计使用年限的调整!尚不成熟因此—本,规范引?入的工程结构可【靠性设计统一—标准G?B 50153【。-200《8表A.1.9【可变荷载《调整系数《γL:的具:体,数据:仅限:于楼面和屋面—活荷载
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根据表】。1计算结果对表3】.2.5中所列【以外的其他设计使用!年限:对应的γL值按【。线性内?插计算是可行的【
【 , 荷载标》准值可控《制的活荷载是指那些!不会随时间》明显变化《的荷载如《楼面均布活》荷载中的《书库、储《藏室、机房、—停车库?以及:工业楼面均布—活荷载等
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3.2.6 【 本次修订针对【结,构承载能力计算和偶!然事:件发生后受》损结构整《体稳固性验算—分别给出了偶然组】合,效应设计《。值的计算公式
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!。对,于偶然设计状况(包!括撞击、爆炸—、火灾?事故的发生)—均应采用偶然组合】进,行设计偶然荷—载的特点是出现【的,概率很小而一旦出】现量值很大往—往具有很大的破坏作!用,甚至引起结构与【起因不成比》。例的连续倒塌我国近!年因撞击《或爆炸导致建筑物倒!塌的事件时有发生】加强建筑《物的抗连《续,倒塌设计刻不—容缓目前美国、欧洲!、加拿大、》澳大利亚等有关规】范,都有关?于建筑结构抗—连续倒塌《设计的规《定原规范《只是规定了》偶然荷?载效应的组》合原:则本:规范分别给出了承载!能力计算和》整体稳定验》算,偶,然荷载效应组—合的设计值的表【达式
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偶【然荷载效《应组合的表达式主】要考虑到(1)由于!偶然荷载标准值【的确定往往带—。有,主观和经验的因【素因而设《计表达式《中不再考虑荷载【分项系数而直接【采用:规定的?标准值为设》计值;(《2)对偶《然设计状《况偶:然事件本身》属于小概率》事件两?。种不相关的偶然事】件同时发生的概【率更小所《以不必?同时考?虑两:种或两?种以上偶然》荷载;(3)偶然事!件的:发生是一个强不【确定性?事件:偶然荷?载的大小也是不确定!的所以实际情况【下偶然荷《载值:超过规定设计值的】可能性是存在的按】。规定设计值》设计的结构》仍然存在破坏的【可能:性;但为保证人的生!命安全设计还—要保证偶然事—件发:生后受损的》结,构,。能够承担对应于偶】然,。设计:状况的永久荷—载和可变荷载所以】表达式分《别,给出了偶然事件发生!时承载能力计算和】发生后整《体稳固性《。验算两?。种不同的情》况
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设计【人员:和业主首先要控【制偶然荷载》发生的概率或减小偶!然荷:载的:强度其次才是进【行,抗连续倒《塌设计抗连》续倒塌设计有多【种方法?如直接?设,计法和间接设—计法:等无论?采用:直接方法还是间接】方法均需要》验算偶然荷载下结】构的局部《强度及?偶然荷载发生—后,结构的整体稳固【。性不:同的:情况采用不》同的荷载组合—。
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3.2.7~【3.2.10 】对于结构《的正常使用》极限状态设计过去主!要是验算结构在正常!使用条件下的变形】和裂缝并《控制它们《不超过限《值其中与之有关的】荷载效应《都是根据荷载—的标准值《确定的?实际上在正常使用】的极限状态设计【。时与状态有关的【荷载水平不一—定,非以设计基准期内的!最大荷载为准应根】据所考?虑的正常使用具体】条件来考虑参照【国际标准对》正,常使用极限》状态的设计当考虑短!期效应时可根据不】同的设计要求分别采!用荷载的标准—组合或频遇组合当】考虑长期效应—时可:采,用准永久组合频【遇组合?系指永?。。久荷载?。标准值、主》导可:变荷载的《频遇值?与伴随可变荷—载的准?永久值的《效应组合
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】 可变荷《载的准?永久值系数仍按【。原,规范的规定采用【;,频遇值?系数原则上应—按本规范第3.1.!6条的条《文说明中的》规定但由于大部分可!变荷载的统计参【数并不掌握规范中】采用的系数目前【是,按工程经验经判【断后给出
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此—外正常使《用极限状态》。要求控制的》极限标志也不一定】仅限于变形、裂缝】等常见现象》也可:延,伸到其他特》定,的状态如《地基:。承载:应力的设《计控制实质上是控制!地,。。基,的沉陷因此也可归入!这一类
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与!基本组合《中的规定相同—对于标准《、频遇及准永—久组合其荷》载效应组《合的设计值也—仅适用于各》项可变荷载效应与】荷载为线《性关系的情况
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