第三讲设计要求及荷载效应组合

荷载效应标准组合公式荷载效应标准组合公式是工程结构设计中的重要内容之一。

它描述了结构在考虑多个荷载同时作用时所产生的最不利效应。

荷载效应标准组合公式是根据结构在使用过程中所承受的各种荷载的性质和作用规律而推导出来的。

下面将详细介绍荷载效应标准组合公式的相关内容。

荷载效应是指荷载对结构产生的各种力、弯矩、剪力、位移等效应。

在设计结构时，必须综合考虑各种荷载同时作用下的最不利效应，以确保结构的安全可靠性。

荷载效应标准组合公式即为通过工程实践和统计分析总结得出的一组公式，用于计算不同类型荷载对结构的影响。

荷载效应标准组合公式主要包括两个方面：一是荷载组合系数，二是荷载效应公式。

荷载组合系数是用来考虑不同荷载组合下荷载与结构响应之间的相关性，以及荷载的不同作用时间。

不同国家和地区的设计规范中，荷载组合系数可能会稍有不同。

以中国国家标准《建筑抗震设计规范》为例，其荷载组合系数包括基本荷载组合系数、附加荷载组合系数和保留荷载组合系数。

基本荷载组合系数考虑了不同荷载类型同时作用时的相互影响，主要包括常规荷载组合和地震作用荷载组合。

附加荷载组合系数用于考虑一些特殊荷载对结构的影响，如温度荷载、施工荷载等。

保留荷载组合系数则是考虑了结构使用阶段的不同荷载组合。

在得到了各个荷载的组合系数后，就可以利用荷载效应公式计算结构受力情况。

荷载效应公式的具体形式取决于结构所承受的荷载类型和结构类型。

在不同设计规范中，荷载效应公式也有所不同。

以一般建筑结构为例，通常会考虑到重力荷载、风荷载和地震荷载。

重力荷载包括自重、活载和附加荷载等。

风荷载是指因风力作用而对结构产生的影响。

地震荷载是指在地震作用下结构所受的荷载效应。

在计算荷载效应时，常常采用线性叠加原理。

即将各个荷载下结构的受力效应分别计算，然后按一定的组合系数相加得到最终的荷载效应。

这个过程需要严格按照设计规范的要求进行，并对荷载的作用位置、作用方向以及结构的抗力特性进行合理地分析和计算。

荷载效应标准组合值
荷载效应标准组合值是指按概率统计分析得到的，并考虑了荷载的概率分布特性和结构重要性系数等众多因素后确定的值，用于进行结构构件的承载能力极限状态设计或正常使用极限状态设计。

对于承载能力极限状态设计，荷载效应标准组合值是指可变荷载和永久荷载的标准组合作用于结构构件上产生的效应组合，再加上结构重要性系数而得到的组合值；对于正常使用极限状态设计，荷载效应标准组合值是指可变荷载和永久荷载的标准组合作用于结构构件上产生的效应组合，再加上结构重要性系数和相应的目标可靠指标而得到的组合值。

在荷载效应标准组合值的基础上，结合结构设计要求考虑安全系数等其他要求，就可以得到结构设计的标准组合值，进而进行结构设计。

高层建筑结构设计要求和荷载效应组合高层建筑的结构设计是十分重要的，因为它需要承受巨大的荷载效应，包括自重、风荷载、地震荷载等。

设计师在进行高层建筑结构设计时应考虑以下几个方面的要求和荷载效应组合：1.强度要求：高层建筑需要承受大量的荷载，因此在结构设计中必须满足强度要求。

这包括材料的强度要求，如钢筋混凝土的抗拉、抗压强度等；以及构件的强度要求，如梁、柱、墙等结构构件的尺寸、截面形状、厚度等。

2. 稳定性要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度，还需要考虑结构的稳定性。

稳定性要求包括纵向稳定性和横向稳定性。

纵向稳定性指建筑结构在垂直方向上的承载能力以及抗 overturning 能力；横向稳定性指建筑结构在水平方向上的抗侧倾和抗扭转能力。

3.刚度要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度和稳定性，还需要考虑结构的刚度，即结构的变形和振动。

高层建筑结构的刚度要求会影响到结构的稳定性、舒适度以及非结构性附件的设计和使用。

4.建筑荷载组合：高层建筑结构设计中，需要考虑不同荷载效应的组合。

荷载效应包括恒定荷载、活载、特殊荷载、风荷载、地震荷载等。

根据设计规范，这些荷载效应需要进行组合计算，确保结构在最不利的工况下的承载能力与安全性。

5.抗震设计：高层建筑结构设计中，地震荷载是一个重要的荷载效应。

地震设计要求结构在地震作用下，能够保持抗震安全性。

这包括结构的抗震设计参数、抗震性能要求、荷载效应的组合等。

需要注意的是，高层建筑结构设计不仅要满足上述要求，还需要考虑其他因素，如施工可行性、经济性、可维护性等。

因此，在进行高层建筑结构设计时，需要综合考虑各种因素，并遵守相应的设计规范和标准。

只有满足这些要求，才能确保高层建筑结构工程的安全性、可靠性和稳定性。

第三章荷载及荷载效应组合一、结构上的荷载分类1.按随时间的变异分类：永久荷载—在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。

可变荷载—在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。

偶然荷载—在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。

2.按随空间位置的变异分类固定荷载—在结构空间位置上具有固定分布的作用。

可动荷载—在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作用。

3.按结构的反应分类静态荷载—使结构产生的加速度可忽略不计的作用。

动态荷载—使结构产生的加速度不可忽略的作用。

•《荷载规范》• 3.1.1结构上的荷载可分为下列三类:1 永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。

2 可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。

3 偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。

•二、荷载代表值•建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的设计值。

对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

•《荷载规范》• 3.1.2建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。

对永久荷载应采用标准值作为代表值。

•对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

• 2.1.4荷载代表值representative values of a load设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。

•2.1.6标准值characteristic value/nominal value荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。

• 2.1.7组合值combination value对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。

3 荷载分类和荷载组合3.1 荷载分类和荷载代表值3.1.1 结构的荷载可分为下列三类：1，永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。

2，可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度作用等。

3，偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。

3.1.2 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。

对永久荷载应采用标准值作为代表值。

对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

3.1.3 确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。

3.1.4 荷载的标准值，应按本规范各章的规定采用。

3.1.5 承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按规定的荷载组合采用荷载的组合值或标准值作为其荷载代表值。

可变荷载的组合值，应为可变荷载的标准值乘以荷载组合值系数。

3.1.6 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用可变荷载的频遇值或准永久值作为其荷载代表值；按准永久组合设计时，应采用可变荷载的准永久值作为其荷载代表值。

可变荷载的频遇值，应为可变荷载标准值乘以频遇值系数。

可变荷载准永久值，应为可变荷载标准值柔以准永久值系数。

3.2 荷载组合3.2.1 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。

3.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用下列设计表达式进行设计：d d R S ≤0γ (3.2.2)式中：γ0——结构重要性系数，应按各有关结构设计规范的规定采用；S d ——荷载组合的效应设计值；R d ——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。

3.2.3 荷载基本组合的效应设计值S d ，应从下列荷载组合值中取用最不利的效应设计值确定：1，由可变荷载控制的效应设计值，应按下式进行计算：∑∑==++=mjniQik ci Li Qi k Q L Q Gjk Gj d S S S S 12111ψγγγγγ (3.2.3-1) 式中：γGj ——第j 个永久荷载的分项系数，应按本规范第3.2.4条采用；γQi ——第i 个可变荷载的分项系数，其中γQ1为主导可变荷载Q 1的分项系数，应按本规范第3.2.4条采用；γLi ——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，其中γL1为主导可变荷载Q 1考虑设计使用年限的调整系数；S Gjk ——按第j 个永久荷载标准值G jk 计算的荷载效应值；S qik ——按第i 个可变荷载标准值Q ik 计算的荷载效应值，其中S Q1k 为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψcj ——第i 个可变荷载Q i 的组合值系数； m ——参与组合的永久荷载数； n ——参与组合的可变荷载数。

荷载效应的基本组合公式荷载效应是指结构体系在受到荷载作用下所引起的内力和变形。

在工程设计中，为了保证建筑物的结构安全性和稳定性，需要对荷载效应进行计算和分析。

荷载效应的计算主要是通过基本组合公式来实现的。

基本组合公式是指将不同类型的荷载按照一定的组合方式相加，得到最不利的荷载组合，从而进行结构的设计和分析。

根据不同的国家和地区的规范，基本组合公式可能会有所不同，但其基本原理和计算方法是相似的。

基本组合公式通常由荷载作用的组合系数和荷载的设计值组成。

荷载作用的组合系数是根据不同类型的荷载对结构体系的影响程度进行综合考虑而确定的。

常见的荷载包括永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。

永久荷载是指长期作用在建筑物上的重力荷载，如自重、设备重量等。

活荷载是指短期作用在建筑物上的荷载，如人员、家具、设备等。

风荷载是指风力作用在建筑物上的荷载，地震荷载是指地震力作用在建筑物上的荷载。

在基本组合公式中，不同类型的荷载会根据其重要性和可能性进行组合。

常见的组合方式包括工作状态组合、极限状态组合和耐久性组合等。

工作状态组合是指在正常使用条件下的荷载组合，用于计算结构的变形和内力。

极限状态组合是指在设计寿命内可能发生的最不利荷载组合，用于计算结构的破坏承载力。

耐久性组合是指在设计寿命内可能发生的荷载组合，用于计算结构的耐久性。

荷载效应的计算通常分为静力计算和动力计算。

静力计算是指在静止状态下计算荷载效应，动力计算是指考虑动力因素如地震和风荷载等计算荷载效应。

静力计算通常使用弹性力学理论和结构力学方法进行，动力计算通常使用动力响应谱分析等方法进行。

基本组合公式的使用可以有效地计算和分析荷载效应，指导工程设计和施工。

通过合理的荷载组合，可以保证结构的安全性和稳定性，提高建筑物的抗震性能和风险防范能力。

在实际工程中，基本组合公式的应用需要根据具体的荷载情况和结构特点进行调整和优化。

同时，还需要考虑结构的材料特性、几何形状和支承条件等因素对荷载效应的影响。

荷载效应标准组合
荷载效应标准组合是指在工程结构设计中，根据不同荷载作用
的特点和组合方式，对结构进行合理的设计和分析。

在工程实践中，荷载效应标准组合是非常重要的，它能够确保结构在受到不同荷载
作用时的安全性和稳定性，是结构设计中不可或缺的一环。

首先，荷载效应标准组合是根据结构受力的实际情况和荷载的
作用特点进行综合考虑的。

在工程设计中，结构受到的荷载包括静
荷载、动荷载、温度荷载、风荷载、地震荷载等多种作用，而这些
荷载的作用方式和大小都不尽相同。

因此，为了确保结构在受到这
些荷载作用时能够安全可靠地运行，需要对这些荷载进行合理的组
合和分析。

其次，荷载效应标准组合也是根据结构受力的不同阶段和荷载
作用的可能性进行考虑的。

在结构设计中，荷载的作用不仅有瞬时
的作用，还有持续的作用，而且在结构受力的不同阶段，荷载的作
用方式和大小也会有所不同。

因此，为了确保结构在整个使用寿命
内都能够安全可靠地运行，需要对荷载的作用情况进行全面的分析
和组合。

此外，荷载效应标准组合还需要考虑结构的安全性和稳定性。

在结构设计中，为了确保结构在受到荷载作用时不会发生破坏或失稳，需要对荷载的作用方式和大小进行合理的组合和分析。

只有这样，才能够保证结构在使用过程中的安全可靠性。

总的来说，荷载效应标准组合是工程结构设计中非常重要的一环，它能够确保结构在受到不同荷载作用时的安全性和稳定性。

因此，在工程设计中，需要对荷载的作用特点和结构受力的实际情况进行全面的分析和组合，以确保结构能够安全可靠地运行。

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。

关于标准值、设计值、特征值(后面有荷载效应组合)2007-08-25 21:48一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比，土属于大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐加在，很难界定出下一个真正的“极限值”，而根据现有的理论及经验的承载力计算公式，可以得出不同的值。

因此，地基极限承载力的确定，实际上没有一个通用的界定标准，也没有一个适用于一切土类的计算公式，主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整，考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。

它不仅与土质、土层埋藏顺序有关，而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关，不能作为土的工程特性指标。

另一方面，建筑物的正常使用应满足其功能要求，常常是承载力还有潜力可挖，而变形已达到可超过正常使用的限值，也就是变表控制了承载力。

因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力，即允诺承载力，其安全系数已包括在内。

无论对于天然地基或桩基础的设计，原则均是如此。

随着《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）施行，要求抗力计算按承载能力极限状态，采用相应于极限值的“标准值”，并将过去的总安全系数一分为二，由荷载分项系数和抗力分项系数分担，这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。

《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）以承力的允许值作为标准值，以深宽修正后的承载力值作为设计值，引起的问题是，抗力的设计值大于标准值，与《建筑可靠度设计统一标准》（GB50068－2001）规定不符，因此本次规范进行了修订。

二、对策《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068－2001）鉴于地基设计的特殊性，将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”，并加强了正常使用极限状态的研究。

而《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）也完善了正常使用极限状态的表达式，认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。