建筑結構荷載規范主要名詞術語

結構分析應包括結構作用效應的分析和結構抗力及其他性能的分析。在進行結構設計時,首先要明確作用在結構上的荷載及其產生的效應。《建筑結構荷載規范》GB50009-2012,用于指導建筑工程的結構設計,是確定荷載的基本依據。以下重點介紹相關的名詞術語,以加強對荷載基本概念的理解。

 1、荷載代表值:荷載要用什么值來代表,比如要用標準值、頻遇值來代表。

2、設計基準期:設計基準期是為統一確定荷載和材料的標準值而規定的年限,它通常是一個固定值。可變荷載是一個隨機過程,其標準值是指在結構設計基準期內可能出現的最大值,由設計基準期最大荷載概率分布的某個分位值來確定。房屋建筑結構的設計基準期為50年;鐵路橋涵結構的設計基準期為100年,公路橋梁結構的設計基準期為100年,港口工程結構的設計基準期為50年。

3、設計使用年限:指設計規定的結構或結構構件不需要進行大修即可按其預定目的使用的時期,它不是一個固定值,與結構的用途和重要性有關。設計使用年限長短對結構設計的影響要從荷載和耐久性兩個方面考慮。設計使用年限越長,結構使用中荷載出現“大值”的可能性越大,所以設計中應提高荷載標準值;相反,設計使用年限越短,結構使用中荷載出現“大值”的可能性越小,設計中可降低荷載標準值,以保持結構安全和經濟的一致性。耐久性是決定結構設計使用年限的主要因素,這方面應在結構設計規范中考慮。

4、標準值:荷載的基本代表值,為設計基準期內,最大荷載統計分布的特征值(例如均值、眾值、中值或某個分位值)。

5、組合值:對于可變荷載,很多荷載同時出現的概率很小所以不可能將所有荷載的標準值相加,所以需要一個值來調整。將標準值乘一個組合值系數,變為組合值,則這些荷載組合后,在設計基準期內出現的概率與該荷載單獨出現的概率是一致的。

6、頻遇值:對可變荷載,在設計基準期內,其超越的總時間為規定的較小比率或超越頻率為規定頻率的荷載值。

《建筑結構可靠度設計統一標準》4.0.8條文說明:主要用于正常使用極限狀態的頻遇組合中。頻遇值是設計基準期內荷載達到和超過該值的總持續時間與設計基準期的比值小于0.1的荷載代表值。

以辦公樓的樓面活荷載為例,辦公樓標準值為2.0kN/m2,其頻遇值系數為0.5,則辦公樓樓面活荷載的頻遇值為0.5*2.0kN/m2=1.0kN/m2.在設計基準期(50年)內,超越1.0的時間只有不到10%,也就是5年。

7、準永久值:對可變荷載,在設計基準期內,其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值。

《建筑結構可靠度設計統一標準標準》4.0.9條文說明:相對于可變荷載而言。用于正常使用極限狀態的準永久組合和頻遇組合中。準永久值根據在設計基準期內荷載達到和超過該值的總持續時間與設計基準期的比值為0.5確定。結構設計時,準永久值主要用于考慮荷載長期效應的影響。

以辦公樓的樓面活荷載為例,辦公樓標準值為2.0kN/m2,其準永久值系數為0.4,則辦公樓樓面活荷載的頻遇值為0.4*2.0kN/m2=0.8kN/m2. 意味著在50年設計基準期內,超越0.8的時間為一半的設計基準期,也就是25年。

   計算鋼筋混凝土構件裂縫時用準永久值,因為裂縫是長期效應,即大部分時間都這樣。準永久值就是超過一半的時間都是這樣;而標準值是設計基準期內最大的值,計算裂縫時考慮用長期出現的荷載,而不是最大荷載。也就是在長期作用下都滿足裂縫的要求即可。

   消防車、直升飛機坪、風荷載出現的概率比較小,所以其準永久值為0.

8、荷載設計值:荷載代表值與荷載分項系數的乘積。荷載代表值是用以驗算極限狀態所采用的荷載量值,例如標準值、組合值、頻遇值和準永久值。

9、荷載效應:由荷載引起結構或結構構件的反應,例如內力、變形和裂縫等。

10、荷載組合:按極限狀態設計時,為保證結構的可靠性而對同時出現的各種荷載設計值的規定。

11、基本組合:承載能力極限狀態計算時,永久荷載和可變荷載的組合。

12、偶然組合:承載能力極限狀態計算時永久荷載、可變荷載和一個偶然荷載的組合,以及偶然事件發生后受損結構整體穩固性驗算時永久荷載與可變荷載的組合。

(兩個組合)。

13、標準組合:正常使用極限狀態計算時,采用標準值或組合值為荷載代表值的組合。

14、頻遇組合:正常使用極限狀態計算時,對可變荷載采用頻遇值或準永久值為荷載代表值的組合。

15、準永久組合:正常使用極限狀態計算時,對可變荷載采用準永久值為荷載代表值的組合。

 

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