基本规定、永久荷载分项系数、可变荷载组合值系数表

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：表6.11-2 永久荷载分项系数表6.11-3 不同荷载基本组合中可变荷载组合值系数表表6.11-3中，G表示自重等永久荷载，w、A、I、T、L分别表示风荷载、安装检修荷载、覆冰荷载、温度作用和塔楼楼屋面或平台的活荷载。5）高耸结构在以风为主的荷载标准组合及以地震作用为主的荷载标准组合下的水平位移，不得大于表6.11-6的规定。

1.基本规定

高耸结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。高耸结构设计基准期为50年。高耸结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：

（1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。

（2）在正常使用时具有良好的工作性能。

（3）在正常维护下具有足够的耐久性能。

（4）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

进行高耸结构安全等级的划分应符合表6.11-1的要求。在高耸结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的安全等级。

表6.11-1 高耸结构的安全等级

结构重要性系数γ₀按下列规定采用：

（1）对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1。

（2）对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0。

对特殊高耸结构，其安全等级和结构重要性系数应由建设方根据具体情况另行确定，且不应低于上述的要求。

2.承载力极限状态和正常使用极限状态

极限状态分为下列两类：

1）承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。

2）正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

（1）承载能力极限状态对于承载能力极限状态，高耸结构及构件应按荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计。基本组合应采用下列极限状态设计表达式中最不利值确定：

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

式中 γ₀——高耸结构重要性系数，根据表6.11-1的安全等级确定；

γ_G——永久荷载分项系数，按表6.11-2取用，初始状态下导线或纤绳张力的γ_G=1.4；

ψ_ci——可变荷载组合值系数，见表6.11-3；

a_k——几何参数的标准值，当几何参数的变异对结构构件有明显影响时可另增减一个附加值Δ_s考虑其不利影响。其他各参数参见第1章有关内容。

表6.11-2 永久荷载分项系数

表6.11-3 不同荷载基本组合中可变荷载组合值系数表

表6.11-3中，G表示自重等永久荷载，w、A、I、T、L分别表示风荷载、安装检修荷载、覆冰荷载、温度作用和塔楼楼屋面或平台的活荷载。对于带塔楼或平台的高耸结构，塔楼顶及外平台面的活载准永久值加雪荷载组合值大于活荷载组合值时，该平台活载组合值改为准永久值，即ψ_cL均改为0.4，而雪荷载组合系数ψ_cs在组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中均取0.7。在组合Ⅱ中ψ_cw可取0.25～0.7，但对覆冰后冬季风很大的区域，应根据调查选用相应的值。在组合Ⅲ中，ψ_cw可取0.6，但对于临时固定状态的结构遭遇强风时，应取ψ_cw=1.0，且按临时固定状况验算。

高耸结构在偶然组合承载能力极限状态验算中，偶然作用的代表值不乘分项系数，与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。具体的表达式及参数，应按有关规范确定。高耸结构抗震设计时基本组合极限状态表达式参见第1章。

（2）正常使用极限状态对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，分别采用荷载的短期效应组合（标准组合或频遇组合）和长期效应组合（准永久组合）进行设计，使变形、裂缝等作用效应的代表值符合下式要求：

S≤C （6.11-3）

式中 S——变形、裂缝等作用效应的代表值；

C——设计时对变形、裂缝等规定的相应限值。

标准组合：

频遇组合：

准永久组合：

式中 ψ_f1——第1个可变荷载的频遇值系数，按表6.11-4取值；

ψ_qi——第i个可变荷载的准永久值系数，按表6.11-4取值。

表6.11-4 高耸结构常用可变荷载的组合值、频遇值、准永久值系数表

注：风载的ψ_c仅在抗震验算时取0.2。

表6.11-5 高耸结构按正常使用极限状态设计时可变荷载代表值

注：风玫瑰图呈严重偏心的地区，计算地基不均匀沉降时可用频遇值作为风荷载的代表值。

（3）正常使用极限状态的控制条件高耸结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列规定：

1）对于装有方向性较强（如微波塔、电视塔）或工艺要求较严格（如石油化工塔）的设备的高耸结构，在不均匀日照温度或风荷载（标准值）作用下，在设备所在位置的塔身角位移应满足工艺要求。

2）在风荷载或常遇地震作用下，塔楼处的剪切变形不宜大于1/300。

3）在风荷载的动力作用下，设有游览设施或有人员在塔楼值班的塔，塔楼处振动加速度幅值A_fω²₁不应大于200mm/s²。其中对有常驻值班人员的塔楼A_f为风压频遇值作用下塔楼处水平动位移幅值，其值为结构对应点在0.4ω_k作用下的位移值与0.4μ_zμ_sω₀作用下的位移值之差，ω₁为基频；仅有游客的塔楼可按照实际使用情况取A_f为6～7级风作用下水平动位移幅值。

4）在各种荷载标准值组合作用下，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度不应大于0.2mm。

5）高耸结构在以风为主的荷载标准组合及以地震作用为主的荷载标准组合下的水平位移，不得大于表6.11-6的规定。

表6.11-6 高耸结构水平位移限值

表中，Δu—水平位移（与分母代表的高度对应）；Δu′—纤绳层间水平位移差（与分母代表的高度对应）；H—总高度；h—纤绳之间距。

高耸结构中的单管塔的水平位移限值可比表6.11-6所列限值适当放宽，具体限值根据各行业标准确定。但同时应按荷载的设计值对塔身进行非线性承载能力极限状态验算，并将塔脚处非线性作用传给基础进行验算。

对于下部为混凝土结构，但上部为钢结构的自立式塔，总体位移控制条件不变。对下部混凝土结构，还应符合结构变形及开裂的有关规定。

对于变形控制的高耸结构，宜采用适当的振动控制技术来减小结构变形及加速度。

【例6.11-1】修建于裹冰区的某电视塔，其顶部竖向钢桅杆的长度为6m，直径为300mm。基本裹冰厚度为10mm，基本风压为ω₀=0.4kN/m²，桅杆上的风荷载标准值ω_k=1.34kN/m²。对于承载能力极限状态，当裹冰荷载为第一可变荷载时，计算荷载效应的基本组合中桅杆底部的风弯矩设计值（kN·m）与下列（）项数值接近。

（A）6.08 （B）1.80 （C）8.31 （D）10.13

答案：（A）

解答：由题意可知裹冰荷载为第一可变荷载，根据表6.11-3，在组合Ⅱ中ψ_cw可取0.25～0.7。

情况1：ψ_cw=0.25，ψ_cwF_w1=0.25γ_wω_kd=0.25×1.4×1.34×0.3kN/m=0.1407kN/m

风弯矩设计值

情况2：ψ_cw=0.70，ψ_cwF_w2=0.70γ_wω_kd=0.70×1.4×1.34×0.3kN/m=0.3940kN/m

风弯矩设计值

（A）项数值介于M_w1和M_w2之间，故选择（A）。

基本规定、永久荷载分项系数、可变荷载组合值系数表

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