安全验证
, ?3.2  荷—载组合 】 : 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 — ?     —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 【 : :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 50153-】2,。008?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》 —    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 》   《  在应用公式【(3.2《.3-1)时—式中的SQ1—K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《S,QiK为SQ1【K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 》     GB】  500》0,9-20《01: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  !  : ,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 》。   《  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 —    》 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】   】  参照《工程结构可靠性设】计统一?标准:G,B 5?。0153-2—008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γ!。。L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γL对可【变荷载?。的标准值进行调整】 ?     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 《  《。。   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 【 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γ】。G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 《 :     建筑【结构设计统》一,标准GBJ —。68-84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γ】G=1.1、1【.,2、1?.3和γ《Q=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 【     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γG?=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 —   —  :。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 】 : 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 》 : ,     —工程结构可》靠性设计统一标准G!B 501》53-20》08附录A1给出了!设计使用年限—为,5、50和1—00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Q》kL: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 !   —  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 《 表1  考虑!设计使用年》限的可变荷载调整】系数γL计》算值: , : : 》     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5》。0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—00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GB 5015】3-2008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  !   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 !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 】 《    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 】  —   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 !   》  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 《 : 3.2.7~3】.,2.1?0  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 ? :    》 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 【     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 》    —。 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— :