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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— 50?153-2008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
!
《
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
《
【 , 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!允许釆用对所有参】。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《釆用各项《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
】 G》B :50009-200!1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ψ2c=】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?GB 5000【9-2012—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: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
【
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》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:
》。
: 分析表明当永!久荷:载效应与可》变荷:载效应相比很—。大时若仍釆用γ【G,=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,釆用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γ!G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
! 当荷《载对结构有利时可】能,不存在的永久荷【载如隔墙重量—、预留的《装修:。荷载等的分》项系数取0
【
3.—2.5 《 有:历史水文资料—证明地下《室,水位时可按历史最】高水位?作为水压力计—算,标高如按历史—最高水位计算承载】力,时水压力分》项系:数取1.0无承压】水,情况下最高水位【一般:取到地?面;否则取1—.2根据广东—地区特点和广东省】工程设计经验可按】长期稳定水位—进行裂缝验算若【无长期稳《定水位资《料正常使《用状态验《算时水位可》取室外地坪以下1.!0m处标高
—
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—消防车荷载在消防】车库及其车道区域】的活荷载分项系【数取1.4组合值】系数0.7》频遇值系数》0.7准永久值【系数0?.,6;在?其余有可能行—走消防车区域—的活荷载分项—系数取1.》0组合值系数、【频遇值?系数及准永》久值系数按表5.】1.:。1釆用
! 在》结构整体《计算时可仅考虑移动!式擦窗机的轨—道及支墩等自—重的影响《影响范围内取等效均!布,自重标准值》擦窗机移动的—相,关区域活荷载标准】值可取上人屋面活荷!载标准?值;在构件的内力及!配筋计算《中分构件按擦窗机荷!载的最不利布—置情况对构件进【行调整复核以满足】构件的?强度及变形要求【可不考虑《。擦,窗机活荷载对构【件挠度及裂缝宽度】的影响
—
,。
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? :屋顶直升飞机荷【载应:根据飞机《总重量按局部荷【载,(实际情况或表5】.,3.2)考虑具有】液,压轮胎起落》架的直升机传—至楼板和《梁的动力系数取1】.4
【
, 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》.6 本条—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 5—0,153?-20?08附录A1给出】了设计使用年限为】5、50《和100年时—考,虑设计使《月年限的可变荷载调!整系数γ《。L确定γL可采【。用两种方法(1)使!结构:在设计使用年限T】。L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;δ】Q,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
《。
—
?
, 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:本风压外也给出【了,重现期为10年和】100年的风压可】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?于还没冇太》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》 50153-20!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.】2.6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》.2.7 》。 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!算本规范分别—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【系数而直接釆用规】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》不同的情况釆—用不同的荷载组合
!
《。
3.2.8~3.!2.11《 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【分别釆用荷》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【GB ?50009-20】01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
【