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?GB 5015【3-2008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 — ,     】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SQiK—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  5000!9-2001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  5】0,009-2001】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ψ》c=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 !。  《   参照》工程结构可靠性【设计统一标准GB !50153-200!8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 】    — 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!/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【 《  ?   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γ—G=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-?2,00:8附录?A1给出了设—计使用年限为5、】5,0,和100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TL定义的标准值!Qk:L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1】0,年和100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—0,1,53-200—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 !    】 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 ?