第三章荷载及荷载效应组合

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。

第三章建筑结构荷载《建筑结构荷载规范》GB50009-2001一荷载分类1、永久荷载：结构自重、土压力、预应力2、可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载3、偶然荷载：爆炸力、撞击力例：工业厂房屋盖自重荷载：防水层（八层作法）标准值0.35kN/m2（沿屋面坡向）找平层（2cm厚水泥砂浆）标准值0.40kN/m2（沿屋面坡向）保温层（10cm沥青珍珠岩）标准值0.30 kN/m2（沿屋面坡向）预应力钢筋混凝土大型屋面板标准值1.40 kN/m2（沿屋面坡向）屋架自重（包括支撑）标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：工业厂房屋盖活荷载：使用荷载标准值0.70 kN/m2（沿水平面）雪荷载标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：常用材料自重（kN/m3）：钢－78.5;钢筋混凝土－25；普通砖－18；焦渣空心砖－10；瓷砖－19.8；木材－4～9；水泥－16；水泥砂浆－20二荷载代表值1、永久荷载采用标准值作为代表值；2、活荷载采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值；3、偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定代表值三 荷载效应组合1、对于承载能力极限状态：包括基本组合、偶然组合；设计表达式：R S ≤0γ其中：0γ－结构重要性系数；1.1、1.0、0.9S －荷载效应组合的设计值； R －结构构件抗力的设计值；◎基本组合由可变荷载效应控制的组合∑=++=ni Qikci Qi k Q Q Gk G S S S S 211ϕγγγ式中：Gγ－永久荷载的分项系数；Qi γ－第i 个可变荷载的分项系数；S Gk －按永久荷载G k 计算的荷载效应值； S Qik －按可变荷载Q ik 计算的荷载效应值；ci ϕ－可变荷载Q i 的组合值系数由永久荷载效应控制的组合∑=+=ni Qikci Qi Gk G S S S 1ϕγγ注：1.基本组合中的设计值仅用于荷载与荷载效应为线性的情况；2.当对S Q1k 无法明显判断时，轮次以可变荷载效应为S Q1k ，取最不利荷载组合效应；3.当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载对一般的排架、框架结构，基本组合可采用简化规则：对可变荷载效应控制的组合：取下列两式的不利值kQ Q Gk G S S S 11γγ+= ∑=+=ni QikQi Gk G S S S 19.0γγ对永久荷载效应控制的组合不变 基本组合的荷载分项系数按下列规定采用永久荷载分项系数：当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合取1.2；对永久荷载效应控制的组合取1.35当其效应对结构有利时：一般情况下取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时取0.9 可变荷载的分项系数：一般情况下取1.4；对标准值大于4kN/m 2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3偶然组合偶然荷载的代表值不乘分项系数，按有关规定进行。

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。

I co —I c梁1 最小截面的惯性矩； I b 0 —半跨斜梁长度；
s —斜梁换算长度系数，见图1-9。当梁为等截面
时 =1。
22
在图1-9中，λ1和 λ分别为第一、二 楔形段的斜率。
23
图19楔形梁在刚架平 面内的换算长度系数
24
柱脚铰接楔形柱的计算长度系数 ，表1—2
K2／Kl
0.1
35
▪ 当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时，
除应按规范规定验算腹板上边缘正应力、剪应力 和局部压应力共同作用时的折算应力外，尚应满 足下列公式的要求：
F 15mtw2 f
tf 235 tw fy
m 1 .5 M W ef
36
▪ 隅撑设计
当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压 翼缘两侧布置隅撑(山墙处刚架仅布置在一侧)作、 为斜梁的侧向支承，隅撑的另一端连接在檩条上。
式中: —构件的楔率；
d 0 、d 1—分别为柱小头和大头的截面高度(图1.12)。
32
图1-12 变截面构件的楔率
33
➢ 变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算 应分段按公式计算：
N0 tM1 f yAe0 bWe1
公式不同于规范中压弯构件在弯矩作用平面外的 稳定计算公式之处有两点：
▪ 截面几何特性按有效截面计算； ▪ 考虑楔形柱的受力特点，轴力取小头截面，弯矩
11a) 当柱脚铰接时 当柱脚刚接时
▪ 中间为非摇摆柱的多跨刚架(图1--11b)
当柱脚铰接时
当柱脚刚接时
30
图1-11 一阶分析时的柱顶位移
31
➢二阶分析法
▪ 当采用计入竖向荷载一侧移效应(即P-u效应)的
二阶分析程序计算内力时，如果是等截面柱， 取μ=1，即计算长度等于几何长度。对于楔形 柱，其计算长度系数可由下列公式计算：

效应组合作用效应组合总体原则：可能与最不利！！！可能1-1：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=1.0；ψW=0.6/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（1.0；0.6）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK =1.2SGK+1.0×1.4×SQK+0.6×1.4×SWK可能1-2：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=0.7；ψW=1.0/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（0.7；1.0）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK=1.2×SGK+0.7×1.4×SQK+1.0×1.4×SWK可能2：无地震时，由永久荷载效应控制的组合，且：γG=1.35；ψQ=0.7/γL=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3，水平风荷载不参与组合)（γG=1.35，γQ=1.4）永久荷载+楼面可变荷载S=γGSGK+γLψQγQSQK=1.35×SGK+0.7×1.4×SQK可能3：有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合（γG=1.2，γEh=1.3）重力荷载+水平地震作用S=γGSGE+γEhSEhk=1.2×SGE+1.3×SEhk可能4：有地震时，即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γW=1.4）重力荷载+水平地震作用+风荷载S=γGSGE+γEhSEhk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk+0.2×1.4×SWK可能5：有地震时，即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑，大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEv=1.3）重力荷载+竖向地震作用S=γGSGE+γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEvk可能6：有地震时，即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能7：有地震时，即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑，9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5，γW=1.4）重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK可能6：新高规5.6.4（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能6：新抗规5.4.1（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvkS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk可能7：新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWKS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK可能7：新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK特别的：水平长悬臂结构和大跨度结构，7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合！S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK注：（1）进行承载力计算时，各分项系数按上述说明取值；但当重力荷载效应对结构构件有利时，γG≤1.0。

四、冲击力
铁路：列车竖向动力作用等于列车静活载乘以动力 系数（1+μ）。目前规范规定的动力系数大小与桥 型及跨径有关。跨径越大冲击系数越小。
公路：根据桥梁的竖向自振频率(结构基频)进行计 算。
五、离心力
铁路：列车在曲线桥梁上运行时需计算离心力。 公路：弯道桥的曲线半径等于或小于250m时应
计算汽车荷载引起的离心力。 离心力系数：
V C 127R
2
式中：V为设计速度（Km/h）； R为曲线半径（m）。
六、温度作用
分为均匀温差（年温差）和日照温差（梯度温度）。 均匀温差应从受到约束时的结构温度开始，考虑最 高和最低有效温度的作用效应。 日照温差的计算模式公路、铁路有所不同。铁路采 用指数模式。
THE END
THANK YOU!
车辆荷载
汽车荷载的加载方式
1. 车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构 产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只 作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。 2. 车道荷载横向分布系数应按照设计车道数如 下图布置车辆荷载来进行计算 。
桥梁设计车道数
汽车荷载效应的横、纵向折减
1. 车道数大于2时，汽车荷载效应可进行折减，但不 小于2车道效应。
1.“中—活载”（铁路标准活载）（P.25）
某些轴重较大的车 辆对小跨度桥梁的 不利影响
2. “ZK活载”
二、汽车荷载
汽车荷载分为公路—I级和公路—Ⅱ级两个等级。
二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可 采用公路—I级汽车荷载。 四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公 路—Ⅱ级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数,车辆荷载 的效应可乘以0.7的折减系数。

根据假定(1)，可分别考虑纵向平面结构 和横向平面结构的受力情况，即在横向水 平分力的作用下，只考虑横向框架(横向 剪力墙)而忽略纵向框架(纵向剪力墙)的 作用，而在纵向水平力作用下，只考虑纵 向框架(纵向剪力墙)而忽略横向框架(横 向剪力墙)的作用。这样可使计算大为简 化。
3.2 竖向荷载
竖向荷载包括恒载、楼面及屋面活荷载、 雪荷载。恒载由构件及装修材料的尺寸和材 料重量计算得出，材料自重可查《建筑结构 荷载规范》(GB 50009-2001)(以下简称《荷 载规范》)。楼面上的活荷载可按《荷载规 范》采用，常用民用建筑楼面均布活荷载见 表3-1。
震中距的影响 建筑物本身的动力特性对建筑破坏程 度有很大的影响 建筑物的动力特性：主要指建筑物的 自振周期、振型和阻尼。
自振周期:结构按某一振型完成一次自由振动所需
要的时间 阻尼:使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用
地震的几个名词
地震震级 地震能量的量度。 地震烈度 对地面及建筑物的破坏程度。
3.在遭受高于本地区设防烈度的预估 罕遇地震的影响时，建筑物不致倒塌 或发生危及生命的严重破坏。（此时 建筑物将产生严重破坏但不至于倒塌， 大震）
恒载的计算内容: 1、结构构件(梁、板、柱、墙、支撑) 的重量 2、非结构构件(粉灰、饰面材料、填 充墙、吊顶等)的重量 这些重量的大小不随时间而改变，又 称为永久荷载。 恒载标准值等于构件的体积乘以材料 的容重。
常用材料的容重为：
钢筋混凝土 25kN／m3； 钢材 78.5kN／m3 水泥砂浆 20kN／m3； 混合砂浆 17kN／m3 铝型材 28kN／m3； 玻璃 25.6kN／m3
水平荷载作用方向图
3.1.2 平面化假定 荷载作用下的房屋结构都是空间受力体系， 对框架结构、剪力墙结构及框架-剪力墙结构进行 计算时，可以把空间结构简化为平面结构，并作 以下两个假定。 (1) 每榀框架或剪力墙可以抵抗自身平面内的侧 力，平面外刚度很小，可忽略不计。即不考虑框 架(剪力墙)参与抵抗平面外的水平作用，当作只 抵抗自身平面内水平作用的平面结构。 (2) 楼盖结构在自身平面内刚度无限大，平面外 刚度很小，可忽略不计。

扣件式钢管脚手架外架荷载计算与设计指标一、荷载与荷载效应组合1、永久荷载作用于脚手架的恒载分为脚手架结构自重和构、配件自重。

（1）、脚手架结构自重包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重。

参照国家规范的要求，一个柱距范围内每米高的单、双排脚手架的结构自重按下列公式计算：a 、单排架的立柱，纵向、横向水平杆及扣件重S G ：h g h l g g h l G S /])(2)2.2[(21+++++= （1.1）b 、双排架的立柱，纵向、横向水平杆及扣件重D G ：h g h l g g h l G D /]5.6/)(2[2]2.2)(2[21+++++= （1.2）c 、剪刀撑的杆件及扣件重B G ：)/()6cos 5.6/2cos /2(32b b b b B L H l g g H g H G +⨯+⨯=αα （1.3）式中l —— 脚手架的柱距（纵距）（m ）； h —— 脚手架的步距（m ）；g —— 钢管单位长度自重（m kN /）；1g —— 1个直角扣件自重（kN ）； 2g —— 1个对接扣件自重（kN ）； 3g —— 1个旋转扣件自重（kN ）； b H —— 剪刀撑的竖向尺寸（m ）； b L —— 剪刀撑的横向尺寸（m ）； α—— 剪刀撑斜杆的倾角。

表1.1 钢管及扣件自重考虑到计算的方便性，对于双排脚手架的自重可以参照规范附录表A ，根据步距、纵距计算扣件式钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值，而不必再分别计算每个构件的自重再进行叠加。

（2）、构配件自重包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。

表1.2 脚手板自重标准值表1.3 栏杆、挡脚板自重标准值脚手架上吊挂的安全设施（安全网、苇席、竹笆及帆布等）的荷载应按实际情况采用。

2、可变荷载可变荷载可分为施工荷载和风荷载。

（1）、施工荷载包括作业层上的人员、器具和材料的自重。

实例分析与应用
实例分析
通过对实际高层建筑的荷载进行实例分析，了解高层建筑荷载的特点和变化规律 ，为高层建筑的设计和施工提供参考。
应用
将高层建筑荷载的评估与设计应用于实际工程中，提高高层建筑的安全性和稳定 性，延长其使用寿命。
04
高层建筑结构优化与加固
结构优化方法与技术
基于性能的优化方法
根据高层建筑的结构性能要求，采用 数值模拟和优化算法，对结构进行优 化设计，提高结构的承载能力和稳定 性。
人工智能方法
利用人工智能技术，如神经网络、 支持向量机等，进行效应组合的预 测和优化。
多目标优化方法
考虑多个目标函数，如安全性、经 济性、环保性等，进行多目标优化 ，得到最优的效应组合方案。
03
高层建筑荷载的评估与设计
评估方法与流程
评估方法
根据高层建筑的特点，采用多种 评估方法，如有限元分析、结构 力学分析、概率论统计等，对高 层建筑的荷载进行全面评估。
地震作用
地震时地面运动产生的动态作 用力。
高层建筑荷载的重要性
高层建筑荷载是结构设计的重要 依据，直接关系到建筑物的安全
性和稳定性。
合理确定和调整高层建筑荷载， 对于优化结构设计、降低工程成 本、提高建筑物使用性能具有重
要意义。
高层建筑荷载的变化对建筑物的 性能和安全有较大影响，需要进
行科学合理的设计和计算。
加固。
结构加固
对高层建筑的结构构件进行加固 ，如加大截面、粘贴钢板、碳纤 维加固等，提高结构的承载能力
和延性。
整体加固
采用增设支撑、拉索等方法，提 高高层建筑的整体稳定性和抗震
性能。
案例分析与实践
国内外高层建筑加固案例介绍

11
荷载效应组合 由可变荷载效应控制的组合 : 荷载分项系数γ G=1.2， γ Q=1.4 q=(1.2×12.625+1.4×8) kN/m=26.35 kN/m 由永久荷载效应控制的组合: 荷载分项系数γ G=1.35，γ Q=1.4 组合系数ψc=0.7 q=(1.35×12.625 +1.4 ×0.7 ×8) kN/m=24.88 kN/m 两者取大值，故荷载效应值 q=26.35 kN/m 。 荷载效应组合的设计值——弯矩设计值 M= γ0ql2/8=(1.0 ×26.35 ×4.862/8) kN.m =77.80kN.m ③配筋计算 αs=M/(α1fcbh02 )=72.14 ×106/(1.0 ×19.1 ×250 ×4602)=0.0771 ξ =1- √1-2 αs=1- √1-2 ×0.077=0.080< ξb =0.518，不超筋
6 200×600 C30 14.3 1.43 HRB400 360
200×500 C30 14.3 1.43 HPB400 360
fc (N/㎜2) ft (N/㎜2)
钢筋级别
fy (N/㎜2)
As (㎜2)
as (㎜) h 0 (㎜ ) ξ ρmin ρ Mu(kN.m)
1017
35 465 0.275<ξb 0.20% 1.02%>ρmin 146.8
12
As=α1fcbh0ξ/fy =(1.0 ×19.1 ×250 ×460 ×0.080/360) ㎜
=488㎜2 选2 18 ，（As=509㎜2 ）。 ④验算最小配筋率 ρ=As/bh=488/(250×500)=0.39% Ρmin= 0.2%, 0.45ft/fy max= 0.2%, 0.21% max=0.21%<ρ 满足最小配筋率要求 。

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。

23
7.4 荷载效应及荷载效应组合
三种不同荷载的组合
24
7.4 荷载效应及荷载效应组合
JCSS组合规则
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25
7.4 荷载效应及荷载效应组合
不同组合规则的优缺点 Turkstra 组合规则易理解，便于应用，但可能遗漏更不 利组合。 S组合规则可考虑所有不利组合，但组合数较多。
26
7.4 荷载效应及荷载效应组合
荷载效应 定义：结构上的荷载所产生的内力、变形、应变等，为荷
载效应。
• 荷载效应系数
S = CP
21
7.4 荷载效应及荷载效应组合
荷载与荷载效应统计参数关系
• 定义变异系数
则
22
7.4 荷载效应及荷载效应组合
荷载效应组合
当结构承受两种以上可变荷载时，应考虑荷载效 应组合规则。 Turkstra组合规则

❖ 验算荷载；偶然地、个别出现的平板挂车或履带车，只 对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用，分为500kN 履带车（简称履带50），挂80、挂100和挂120
汽 车 车 队 纵 向 排 列
汽车的平面尺寸和横向布置
平板挂车和履带车荷载
2）新规范公路汽车荷载 《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60－2004）
在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷 载外的其他第j个可变作用效应（含本规范第4.3.5条规定的人行道板等 局部构件和人行道栏杆上的可变作用效应）的分项系数，取1.4，但风 荷载的分项系数取1.1；
4）公路桥涵结构效应组合表达式
1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*人群荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+
目前桥梁计算中常用的计算方法是采用结构基频来计算冲 击系数，结构自振频率（基频）可以综合的反映出结构尺寸 、类型、材料等动力特性，直接表达了冲击系数与桥梁结构 之间的关系。
3.人群荷载
❖ 铁路桥梁明桥面取竖向静活载为4kN/m2。 ❖ 铁路桥梁道碴桥面，距离梁中心2.45米以内的人行道，
取10 kN/m2；距离梁中心2.45米以外的人行道，取4 kN/m2。
❖ 铁路桥梁
仅考虑横向折减。用于设计的双线活载取双线标准活载之和的 90%，三线及三线以上者取各线标准活载之和的80%；对仅承受 局部活载的构件则不考虑折减。
2.冲击力
（1）冲击力的产生
车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发 生振动，产生竖向动力作用。这种动力作用会使桥梁 的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为 冲击作用。
车辆荷载横断面布置

第三章：荷载组合计算公式如下：1、 由可变荷载控制组合时：112nG Gk Q Q k Qi ci Qik i S S S S γγγψ==++∑其中，S 可以带入荷载效应（或荷载设计值）（所谓的荷载效应是指弯矩、剪力、轴力等），G γ为永久荷载分项系数为1.2，Gk S 为永久荷载效应（或永久荷载）标准值，1Q k S 为第一可变荷载效应（或荷载）标准值（所谓的第一可变荷载是指所有可变荷载中，贡献最大的或者最不利的可变荷载，当可变荷载很多，无法判断时。

轮流取各可变荷载为第一可变荷载，并计算荷载效应S ，然后取大值），1Q γ为第一可变荷载的荷载分项系数为1.4（只有地震荷载时，Q γ为1.3，其余时候基本都为1.4），Qi γ为第i 个可变荷载的荷载分项系数，一般题目不告诉取1.4，ci ψ为第i 个可变荷载的荷载组合值，一般为0.7，如果有变化题目会告诉，Qik S 为第i 个可变荷载的标准值。

2、 有永久荷载控制组合时1nG Gk Qi ci Qik i S S S γγψ==+∑其中，G γ为永久荷载分项系数为1.35，其它系数同上面介绍例题：解题：1、 以可变荷载控制组合()1211221212141407122025140375140705253543G GK K KQ Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψ=++=++⨯=⨯+⨯+⨯⨯=............/()12212212121414091220251405251409037536375G GK K K Q Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψ=++=++⨯=⨯+⨯+⨯⨯=............/2、 以永久荷载控制组合()1231122121351407140913520251407052514090375372G GK K K Q C Q C K K Kq q q q G Q Q kN mγγγψψ=++=+⨯+⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=............../ 比较三种情况取3372q kN m =./跨中弯矩为231160228M q l kN m ==..。

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）新内容有关调整部分：新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ9-87）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共13条，具体分配为：第1章有1条、第3章有3条、第4章有5条、第6章有2条、第7章有2条；楼面活荷载作了一些调整和增项，屋面不上人活荷载也作了一些调整；风、雪荷载由原按30年一遇重新规定为按50年一遇，同时对滁州市的风、雪荷载值也作了一点调整：10米高50年一遇基本风压值为0.35KN/M2，雪压值为0.40KN/M2，雪荷载准永久值系数为0.2，属于第Ⅱ分区；在计算风载时，风压高度变化系数根据地面粗糙度类别来确定：原规范（GBJ9-87）将地面粗糙度类别分为三类（A、B、C）。

随着我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区的粗糙程度也有不同程度的提高，新规范（GB50009-2001）特将地面粗糙度改为四类（A、B、C、D），其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m，新增添的D类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α为0.3，梯度风高度HG取450m；专门规定了围护结构构件的风荷载及相关计算；在常用材料和构件的自重之“附表A”中，增设了“建筑墙板”一览表。

强制性条文部分：第1章“总则”之强制性条文：第1.0.5条：规范采用的设计基准期一律为50年；第3章“荷载分类和荷载效应组合”之强制性条文：第3.1.2条：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。

第3.2.3条：对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从以下两种组合值中取最不利值中确定：①由可变荷载效应控制的组合；②由永久荷载效应控制的组合；第3.2.5条：基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：永久荷载的分项系数：当其效应对结构不利时；——对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；——对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时；——一般情况下，应取1.0；——对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9；可变荷载的分项系数：——一般情况下，应取1.4；——对标准值大于4. 0KN/M2的工业房屋楼面结构的活荷载，应取1.3；第4章“楼面和屋面活荷载”之强制性条文：第4.1.1条：民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和永久值系数应按表4.1.1的规定采用（摘录）：住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园，楼面均布活荷载的标准值取2.0 KN/M2；教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室，楼面均布活荷载的标准值取2. 0KN/M2；食堂、餐厅、一般资料档案室，楼面均布活荷载的标准值取2.5KN/M2；礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台，楼面均布活荷载的标准值取3.0KN/M2；一般的厨房，楼面均布活荷载的标准值取2.0KN/M2；餐厅的厨房，楼面均布活荷载的标准值取4.0KN/M2；住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园的浴室，厕所、盥洗室，楼面均布活荷载的标准值取2.0KN/M2；其他民用建筑的浴室，厕所、盥洗室，楼面均布活荷载的标准值取2.5KN/M2；住宅、宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园的走廊，门厅、楼梯，楼面均布活荷载的标准值取2.0KN/M2；办公楼、教室、餐厅、医院门诊部的走廊，门厅、楼梯，楼面均布活荷载的标准值取2.5KN/M2；消防疏散楼梯和其他民用建筑的走廊，门厅、楼梯，楼面均布活荷载的标准值取3.5KN/M2；对于预制楼梯踏步平板，尚应按1.5KN集中荷载验算；一般情况下的阳台，楼面均布活荷载的标准值取2.5KN/M2；当人群有可能密集时，楼面均布活荷载的标准值取3.5KN/M2；第4.1.2条：设计楼面梁、墙、柱及基础时，第4.1.1条中的楼面均布活荷载的标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数：设计楼面梁时的折减系数：——当住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园的楼面梁从属面积超过25m2时，应取0.9；——当教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室、食堂、餐厅、一般资料档案室、礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台等的楼面梁从属面积超过50m2时，应取0.9；设计墙、柱及基础时的折减系数，参见下表：活荷载按楼层的折减系数墙、柱及基础计算截面以上的层数 1 2~3 4~5 6~8 9~20 ＞20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数 1.00 (0.90) 0.85 0.70 0.65 0.60 0.55注：当楼面梁的从属面积超过25m2时，应采用括号内的系数。

第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
风荷载的特点:
与地震作用相比，风力作用持续时间较长，其作用 更接近于静力，但建筑物的使用期限出现较大风力的 次数较多。 由于有较长期的气象观测，大风的重现期很短，所 以风力大小的估计比地震作用大小的估计较为可靠。 而且抗风设计具有较大的可靠性。
3.2.2 风荷载的计算
0.45 0.55 0.30
0.50 0.60 0.35
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
（2）风压高度变化系数

z
风压高度变化系数应该根据地面粗糙度类别确定

地面粗糙度分类： A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的 乡镇和城市郊区； C类：有密集建筑群的城市市区； D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
3.1 竖向荷载
3.2 风荷载
3.3 地震作用
3.4 温度作用 3.5 荷载效应组合
1
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。 恒荷载 1）竖向荷载 活荷载 2）水平荷载 地震作用 风荷载
与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构—— 1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构；
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合

地面粗糙度分类
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
第3章 高层建筑结构的荷载作用及其效应组合
（3）风荷载体型系数 s
①定义：风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起 的压力(吸力)与原始风速算得的理论风压的比值。
②特点：风荷载体型系数一般都是通过实测或风洞模拟试验的

密度（kN/m3） 25.6 28.0 78.5 1.2～1.5 0.5～1.0 0.5～2.5
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载(续) 重力荷载(
未作规定时，结构自重的标准值可按照下列数值采用：
项目 嵌入物为中空（夹层）玻璃的 幕墙 嵌入物为单层玻璃的幕墙 面荷载大小（N/m2） 500 400
玻璃幕墙构件在抗震设计时应该达到下述要求：①在多遇烈度地震作用下， 玻璃幕墙不能破坏应保持完好；②在基本烈度地震作用下，玻璃幕墙不应有严重 破损，一般只允许部份面板（玻璃、石板等）破碎，经修理后，仍可以使用；③ 在罕遇烈度地震作用下，玻璃幕墙虽严重破坏，但幕墙骨架不得脱落。 多遇地震作用下，玻璃幕墙的地震作用采用简化的等效静力方法计算，地震 影响系数最大值按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011－2001的规定 采用。
第三章 荷载及效应组合
本章内容
§3.1 荷载和作用 §3.2 荷载效应组合
worse
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
§3.2 荷载效应组合
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载
对于垂直的玻璃及其幕墙结构，重力荷载只有材料本身的自重。材料的自重 通常由材料的密度和体积求得。
常用材料的密度
项目 普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻 璃、半钢化玻璃 铝合金 钢材 矿棉 玻璃棉 岩棉
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
抗震设防烈度 αmax 6度 0.04 7度 0.08（0.12） 8度 0.16（0.24）
7度基本地震加速度为0.15g、8度基本地震加速度为0.30g时取括号内数值。
4、温度作用
worse 在玻璃结构中，温度变化能够使玻璃面板、胶缝和支承结构产生附加应力和 变形。在设计中，温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决 温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决，而不一一 温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决 计算，实践证明是简单、可行的办法。在过去的规范中，考虑了年温度变化下的 玻璃挤压应力的计算和玻璃边缘与中央温度差引起的应力计算，但在新规范中已 被取消。