建筑工程中荷載效應(yīng)的組合

 當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時，則稱此特定狀態(tài)為結(jié)構(gòu)對該功能的極限狀態(tài)。設(shè)計(jì)中的極限狀態(tài)往往以結(jié)構(gòu)的某種荷載效應(yīng)，如內(nèi)力、應(yīng)力變形、裂縫等超過相應(yīng)規(guī)定的標(biāo)志為依據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)中要求考慮的結(jié)構(gòu)功能，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)在總體上可分為兩大類,即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。對承載能力極限狀態(tài)，--般是以結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過其承載能力為依據(jù);對正常使用極限狀態(tài)，-般是以結(jié)構(gòu)的變形、裂縫、振動參數(shù)超過設(shè)計(jì)允許的限值為依據(jù)。在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中，有時也通過結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制來保證結(jié)構(gòu)滿足正常使用的要求，例如地基承載應(yīng)力的控制。
對所考慮的極限狀態(tài)，在確定其荷載效應(yīng)時，應(yīng)對所有可能同時出現(xiàn)的諸荷載
作用加以組合，求得組合后在結(jié)構(gòu)中的總效應(yīng)。考慮荷載出現(xiàn)的變化性質(zhì)，包括出.現(xiàn)的與否和不同的方向，這種組合可以多種多樣，因此還必須在所有可能組合中，取其中最不利的一組作為該極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)依據(jù)。
對于承載能力極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合，可按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，根據(jù)所考慮的設(shè)計(jì)狀況，選用不同的組合;對持久和短暫設(shè)計(jì)狀況，應(yīng)采用基本組合，對偶然設(shè)計(jì)狀況，應(yīng)采用偶然組合。
在承載能力極限狀態(tài)的基本組合中，公式(3.2.31)和(3.2.3-2)給出了荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的表達(dá)式，建立表達(dá)式的目的是在于保證在各種可能出現(xiàn)的荷載組合情況下，通過設(shè)計(jì)都能使結(jié)構(gòu)維持在相同的可靠度水平上。必須注意，規(guī)范給出的表達(dá)式都是以荷載與荷載效應(yīng)有線性關(guān)系為前提，對于明顯不符合該條件的情況，應(yīng)在各本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對此作出相應(yīng)的補(bǔ)充規(guī)定。這個原則同樣適用于正常使用極限狀態(tài)的各個組合的表達(dá)式中。
在應(yīng)用公式(3.2.3-1)時，式中的Sqlk為諸可變荷載效應(yīng)中其設(shè)計(jì)值為控制其組合為最不利者，當(dāng)設(shè)計(jì)者無法判斷時，可輪次以各可變荷載效應(yīng)Sik為Souk,選其中最不利的荷載效應(yīng)組合為設(shè)計(jì)依據(jù)，這個過程建議由計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行來完成。
與原規(guī)范不同，增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應(yīng)控制的組合設(shè)計(jì)值，當(dāng)結(jié)構(gòu)的自重占主要時，考慮這個條件就能避免可靠度偏低的后果;雖然過去.在有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，也曾為此專門給出某些補(bǔ)充規(guī)定，例如對某些以自重為主的構(gòu)件采用提高重要性系數(shù)、提高屋面活荷載的設(shè)計(jì)規(guī)定，但在實(shí)際應(yīng)用中，總不免有掛- -漏萬的顧慮。采用公式(3.2.3-2)后，在撤消這些補(bǔ)漏規(guī)定的同時，也避免了安全度可能不足之后果。
應(yīng)注意在應(yīng)用(3.2.3-2)的組合式時，為減輕計(jì)算工作量，當(dāng)考慮以自重為主時，對可變荷載容許只考慮與結(jié)構(gòu)自重方向一致的豎向荷載，例如雪荷載、吊車豎向荷載。此外，對某些材料的結(jié)構(gòu)，可考慮自身的特點(diǎn)，由各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范自行規(guī)定，可不采用該組合式進(jìn)行校核。
與原規(guī)范不同，在考慮組合時，摒棄了“遇風(fēng)組合”的慣例，要求所有可變荷載當(dāng)作為伴隨荷載時，都必須以其組合值為代表值，而不僅僅限于有風(fēng)荷載參與組合的情況。至于對組合值系數(shù)，除風(fēng)荷載仍取ψ。=0.6外，對其他可變荷載，目前建.議統(tǒng)一取4.=0.7，但為避免與以往設(shè)計(jì)結(jié)果有過大差別，在任何情況下，暫時建議不低于頻遇值系數(shù)。
當(dāng)設(shè)計(jì)一般排架和框架時，為便于手算的目的，仍允許采用簡化的組合規(guī)則，
也即對所有參與組合的可變荷載的效應(yīng)設(shè)計(jì)值，乘以一個統(tǒng)一的組合系數(shù)，但考慮到原規(guī)范中的組合系數(shù)0.85在某些情況下偏于不安全，因此將它提高到0.9;同樣，也增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應(yīng)控制的組合設(shè)計(jì)值。
必須指出，條文中給出的荷載效應(yīng)組合值的表達(dá)式是采用各項(xiàng)可變荷載小于疊加的形式，這在理論上僅適用于各項(xiàng)可變荷載的效應(yīng)與荷載為線性關(guān)系的情況。當(dāng).涉及非線性問題時，應(yīng)根據(jù)問題性質(zhì)，或按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用其他不同的方法。
3.2.5荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值中，荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)根據(jù)荷載不同的變異系數(shù)和荷載，的具體組合情況(包括不同荷載的效應(yīng)比)，以及與抗力有關(guān)的分項(xiàng)系數(shù)的取值水平等因素確定，以使在不同設(shè)計(jì)情況下的結(jié)構(gòu)可靠度能趨于--致。但為了設(shè)計(jì)上的方便，GB50068-2001將荷載分成永久荷載和可變荷載兩類，相應(yīng)給出兩個規(guī)定的系數(shù)rG和rQ。這兩個分項(xiàng)系數(shù)是在荷載標(biāo)準(zhǔn)值已給定的前提下，使按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)所得的各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)，與規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)之間，在總體上誤差.最小為原則，經(jīng)優(yōu)化后選定的。
 

返回列表