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荷载效应组合在一、二级结构工程师考试教程中的重要性

【摘要】:“∨”表示参与效应组合。风荷载的组合值系数ψW,在非抗震设计时取为1.0。表6.2-2 非抗震设计时结构内力的组合注:表中正负表示左右来风。表6.2-3 有地震作用效应组合时荷载和作用分项系数(续)注:表中“—”号表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。

1.荷载组合内容

不同设计要求下,所应考虑的荷载和地震作用见表6.2-1。只有当建筑高度超过60m时,才同时考虑风与地震作用产生的效应。“∨”表示参与效应组合。

表6.2-1 考虑的荷载和地震作用

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2.非地震组合

持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应按线性关系考虑时,荷载基本组合的效应设计值按下式确定:

Sd=γGSGk+γLψQγQSQk+ψWγWSWk (6.2-2)

式中 Sd——荷载效应组合的设计值;

γG——永久荷载分项系数;

γQ——楼面活荷载分项系数;

γW——风荷载的分项系数;

γL——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1;

SGk——永久荷载效应标准值;

SQk——楼面活荷载效应标准值;

SWk——风荷载效应标准值;

ψQψW——楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0;当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0(注:对书库、档案库、储藏室、通风机房和电梯机房,楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9)。

各分项系数应按下列规定采用:

(1)承载力计算时:

1)永久荷载的分项系数γG: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,应取1.0。

2)楼面活荷载的分项系数γQ:一般情况下应取1.4。

3)风荷载的分项系数γW应取1.4。

(2)位移计算时,各分项系数均应取1.0。

高层建筑中活荷载所占的比例很小,而且一般不考虑活荷载的不利分布,按满载计算,所以常常将恒荷载和活荷载合并为竖向荷载进行一次性处理,这时竖向荷载效应的分项系数γG可取为1.25。

风荷载的组合值系数ψW,在非抗震设计时取为1.0。所以,非抗震设计时,分别计算出竖向荷载、风荷载所产生的位移后,总位移可直接相加(分项系数均为1.0);而内力则应考虑表6.2-2中的各个组合,分别进行配筋计算,取最大配筋值为截面设计的结果。

表6.2-2 非抗震设计时结构内力的组合

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注:表中正负表示左右来风。

3.抗震设计组合

地震设计状况下,当作用与作用效应按线性关系考虑时,荷载和地震作用基本组合的效应设计值按下式确定:

Sd=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk (6.2-3)

式中 Sd——荷载效应和地震作用效应组合的设计值;

SGE——重力荷载代表值的效应;

SEhk——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;

SEvk——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;

γG——重力荷载分项系数;

γW——风荷载的分项系数;

γEh——水平地震作用分项系数;

γEv——竖向地震作用分项系数;

ψW——风荷载的组合系数,应取0.2。

承载力计算时,分项系数应按表6.2-3采用。当重力荷载效应对结构承载力有利时,γG应不大于1.0;位移计算时,各分项系数均应取1.0。

表6.2-3 有地震作用效应组合时荷载和作用分项系数

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(续)

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注:表中“—”号表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。

【例6.2-2】 有抗震设防要求的高层建筑结构,对竖向地震作用的考虑,下列( )项符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)的规定。

(A)8度、9度设防时应考虑竖向地震作用

(B)9度抗震设计时,较高建筑应考虑竖向地震作用

(C)9度抗震设计时应考虑竖向地震作用

(D)7度设防的较高的建筑及8度、9度设防时应考虑竖向地震作用

答案:(C)

解答:根据表6.2-1(《高规》4.3.2条和5.6.4条),(C)项正确。

【例6.2-3】 某钢筋混凝土框架结构,总高度H=64m,经计算已求得第6层横梁边跨端的弯矩标准值分别为:永久荷载下-25.0kN·m,楼面活荷载下-9.0kN·m,风荷载下18.0kN·m,地震作用下30.0kN·m。计算该处截面配筋时所需考虑的弯矩设计值M(kN·m),其与下列( )项数值最为接近。

(A)-74.4 (B)-79.44 (C)-89.5 (D)-76.9

答案:(B)

解答:H=64m>60m,故考虑风荷载,

M=1.2×[(-25)+0.5×(-9)]+1.3×(-30)+1.4×0.2×(-18)=-79.44(kN·m)