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, 5015》。3-200》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 ! ,   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S《Q1K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 !     G【B  50009】-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 — ?     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《09-20》01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ψ》c=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GB 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?  【   ?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γG和γQ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 》68-8《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γ【。。G=1.2和γ【Q=: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GB 501】53:-2008附—录,A1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T《L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》T,L定义?的标准?值QkL与》按设计基准期—T(50年)定义】的标准值Q》k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10】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GB 5!0153-20【08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.】2.10 》 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 】   【 , 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 》