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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GB 《50153-—2008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SQ1K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SQ1K—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》。。 50009-2!001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
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— 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!
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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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G】。B 500—0,9-2?001?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ψc=》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 —5015《3-:2008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
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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 6】8-84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—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γ《G=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4k】N,/m2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γ】Q=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
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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
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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【
! 工程结《。构,可靠性设《。计统一标准》GB: 50?15:3-20《0,8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γ】L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?
】
》 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γL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】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— 501《53-20》08表A.1.【9可变荷《。载调整系数γ—L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
《
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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
【 《。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
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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
! , 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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