荷载组合详解

荷载组合详解

荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么？分别用在什么情况下？

1）基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合，它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合，荷载效应设计值取两者的大者。两者中的分项系数取值不同，这是新规范不同老规范的地方，它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。

在承载力极限状态设计中，除了基本组合外，还针对于排架、框架等结构，又给出了简化组合。

2）标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。

标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。在组合中，可变荷载采用标准值，即超越概率为5％的上分位值，荷载分项系数取为1.0。可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。

频遇组合是新引进的组合模式，可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数），其值是这样选取的：考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10％左右。频遇组合目前的应用范围较为

窄小，如吊车梁的设计等。由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来，所以在其它方面的应用还有一段的时间。

准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。在设计基准期内，可变荷载超越荷载准永久值的概率在50％左右。准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。最为典型的是：对于裂缝控制等级为2级的构件，要求按照标准组合时，构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，在按照准永久组合时，要求不出现拉应力。

还有就是荷载分项系数的取值问题

新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取？什么时候取1.35什么时候取1.2？

1.2恒＋1.4活

1.35恒＋0.7*1.4活

抗浮验算时取0.9

砌体抗浮取0.8

1.35G+0.7*1.4Q>1.2G+1.4Q

G/Q>2.8

所以当恒载与活载的比值大于2.8时,取1.35G+0.7*1.4Q

否则,取1.2G+1.4Q

对一般结构来说,1.楼板可取1.2G+1.4Q

2.屋面楼板可取1.35G+0.7*1.4Q

3.梁柱(有墙)可取1.35G+0.7*1.4Q

4.梁柱(无墙)可取1.2G+1.4Q

5.基础可取1.35G+0.7*1.4Q

荷载效应组合及设计要求

1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？

答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。

按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，就是荷载效应组合。

一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重（永久荷载）和楼面使用荷载、雪荷载等（可变荷载）；水平荷载有风荷载及地震作用。各种荷载可能同时出现在结构上，但是出现的概率不同。

2．如何考虑荷载效应的组合？分项系数与组合系数各起何作用？答：通常，在各种不同荷载作用下分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，以下简称为《荷载规范》）上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值，以及风荷载及地震等效荷载

值都称为荷载标准值。各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值，在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数，而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小，在叠加其效应时要乘以小于1的系数。例如，风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小，因此在风荷载和地震作用组合时，风荷载乘以组合系数0.2。

3．如何选择控制截面及最不利内力类型

答：在构件设计时，要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力，作为配筋设计的依据。首先要确定构件的控制截面，其次要挑选这些截面的最不利内力。所谓最不利内力，就是使截面配筋最大的内力。

控制截面通常是内力最大的截面，但是不同的内力（如弯矩、剪力）并不一定在同一截面达到最大值，因此一个构件可能同时有几个控制截面。

对于框架横梁，其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处，在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩。而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。在梁端截面（指柱边缘处的梁截面），要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩。注意，由于内力分析结果都是轴线位置处的梁的弯矩及剪力，但在配筋计算时应采用柱边截面处的内力，因而在组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪力，见图2。

对于柱子，根据弯矩图可知，弯矩最大值在柱两端，剪力和轴力值在同一楼层内变化较小。因此，柱的设计控制截面为上、下两个端截面。注意，在轴线处的计算内力也要换算到梁上、下边缘处的柱截面内力。柱子弯矩和轴力组合要考虑下述四种可能情况：1）及相应的N；2）及相应的M；3）及相应的M；4）比较大（不是绝对最大），但N 比较小或比较大（不是绝对最小或绝对最大）。有时绝对最大或最小的内力不见得是最不利的。对于大偏心受压构件，愈大，截面需要的配筋愈多。对于小偏压构件`，如果N不是最大，但相应的M比较大时，配筋也会多一些。所以，组合时要找第4）种情况，而且常常是这种情况控制配筋。

4．竖向活荷载的布置应如何考虑？

答：竖向活荷载是短暂作用的、可变的。各种不同的布置会产生不同的内力，因此，应该由最不利布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。对于高层建筑，计算不利布置荷载的内力及内力组合工作量很大，而一般民用及公共高层建筑中竖向活荷载不会很大（活荷载1.5—2.5kN/m2），与恒载及水平荷载产生的内力相比，竖向活荷载产生的内力所占比重很小。因此，多数情况下，可不考虑活荷载的不利布置，只用满布活荷载一种情况计算内力，这样可以大大减小计算工作量。在竖向活荷载很大时（大于4kN/m2，如图书馆书库、多层工业厂房或仓库），必须考虑活荷载不利布置。