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 501!53-?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—
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》在应用公式(3.2!.3-1)时—式中的SQ》1k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?SQ:i,。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
! 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
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? 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
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!GB ?5,0009-2—。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?
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》 参照工程—。结构可靠《性,设计统一标准GB】 5:01:53-2008【。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!。
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— 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!/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
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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【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=1.3—5
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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《。
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》。 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!
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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
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《 ? 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】
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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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3.2.6【 本条《规定了可《变荷载?设计使用年限调整】系数的具体取值
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— ?工程结构可靠性设计!统一标?准GB 50153!-2:008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《TL: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《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
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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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— 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】-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
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【 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γ!L值按线《性,内插计算是》可行的
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—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
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《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
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【 :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
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? 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
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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】
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《 可:变荷载的准永久【值系数仍按GB 】。5000《9-2001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】
【 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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