一、教科書里荷載的最不利組合的描述

連續梁所受荷載包括恒載和活荷載兩部分，其中活荷載的位置是變化的，所以在計算內力時，要考慮荷載的最不利組合和截面的內力包絡圖。

對于單跨梁，顯然是當全部恒載和活荷載同時作用時將產生最大的內力。但對于多跨連續梁某一指定截面往往并不是所有荷載同時布滿梁上各跨時引起的內力為最大。結構設計必須使構件在各種可能的荷載布置下都能可靠使用，這就要求找出在各截面上可能產生的最大內力，因此必須研究活荷載如何布置使各截面上的內力為最不利的影響，即活荷載的最不利布置。

如下圖所示為五跨連續梁，當活荷載布置在不同跨間時梁的彎矩圖和剪力圖。

從上圖中可以看出其內力圖的變化規律，當活荷載作用在某跨時，該跨跨中為正彎矩，鄰跨跨中為負彎矩，然后正負彎矩相間；比較各彎矩圖可以看出，例如對于1跨，本跨有活荷載，當在3、 5跨同時也有活荷載時，使1跨+M值增大，而2、4跨同時有活荷載時，則在1跨引起-M，使1跨+M值減小，因此欲求1跨跨中最大正彎矩時，應在1、3、5跨布置活荷載。同理可以類推出求其他截面產生最大彎矩時活荷載的布置原則。

根據上述分析，可以得出確定連續梁活荷載最不利布置的原則如下：

1.欲求某跨跨中最大正彎矩時，應在該跨布置活荷載；然后向兩側隔跨布置。

2.欲求某跨跨中最小彎矩時，其活荷載布置與求跨中最大正彎矩時的布置完全相反。

3.欲求某支座截面最大負彎矩時，應在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后向兩側隔跨布置。

4.欲求某支座截面最大剪力時，其活荷載布置與求該截面最大負彎矩時的布置相同。

根據以上原則可確定活荷載最不利布置的各種情況，它們分別與恒載（布置各跨）組合在一起，就得到荷載的最不利組合，如下圖所示為五跨連續梁最不利荷載的組合。

二、規范里活荷載不利布置的相關條文

《建筑結構荷載規范》GB50009-2012第3.2.1條：建筑結構設計應根據使用過程中在結構上可能同時出現的荷載，按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態分別進行荷載組合，并應取各自的最不利的組合進行設計。

《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第5.1.8條：高層建筑結構內力計算中，當樓面活荷載大于4kN/m²時，應考慮樓面活荷載不利布置引起的結構內力的增大；當整體計算中未考慮樓面活荷載不利布置時，應適當增大樓面梁的計算彎矩。

《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第5.1.8條條文說明：如果活荷載較大，其不利分布對梁彎矩的影響會比較明顯，計算時應予考慮。除進行活荷載不利分布的詳細計算分析外，也可將未考慮活荷載不利分布計算的框架梁彎矩乘以放大系數予以近似考慮，該放大系數通常可取為1.1~1.3，活載大時可選用較大數值。近似考慮活荷載不利分布影響時，梁正、負彎矩應同時予以放大。

三、盈建科軟件里活荷載不利布置的技術條件

01

活荷不利布置最高層號

該參數主要控制梁考慮活荷載不利布置時的最高樓層號，小于等于該樓層號的各層均考慮梁的活荷載不利布置，高于該樓層號的樓層不考慮梁的活荷載不利布置。如果不想考慮梁的活荷載不利布置，則可以將該參數填0。

需要注意的是，該參數只控制梁的活荷載不利布置。

活荷載作用的特點在于其時間及空間上分布的隨機性，因此，在結構設計中通過活荷載不利布置分析，找出受力構件最不利的受力狀態是十分必要的。

理論上每一次獨立的活荷加載方式都應進行結構的整體分析，并進行構件內力的累加形成最大受力包絡，但因計算工作量的巨大而使得這種活荷不利作用的計算方法難以應用于實際工程。在計算模塊中，考慮到梁的活荷不利布置主要對本層影響大，而層與層之間的影響較小，軟件借鑒結構力學中的“分層模型”的計算方法，采用分層剛度模型，在每次加載時，只考慮本層剛度，該剛度由本層所有梁和相連的上下層的柱、支撐、墻等豎向構件的剛度貢獻而成。經此簡化，一次求解內力時間大大縮短，解決了活荷不利布置的計算速度問題，增強了實用性，但活荷載不利布置的影響僅限于本層，且僅對梁進行活荷不利布置計算，而沒有考慮豎向構件的活荷不利影響。

在考慮活荷不利布置計算中是按房間進行加載計算的，即對每一個房間加活荷載作用時，保持其它房間空載，加載房間的周邊各梁得到由樓板或次梁傳來的荷載，經分析得出本層各梁的內力，并對每根梁的內力進行迭加計算，形成正負彎矩包絡。除每個房間樓面傳來的活荷外，對于梁上的外加活荷載，程序還按梁循環，每個有外加活荷載的梁都作一次獨立的加載計算。

為了能同時考慮層間影響，軟件在活荷滿布狀態下，再用整體剛度求解一次內力作為活荷作用工況之一，稱之為“活載”，將分層活荷不利布置形成的梁正負彎矩包絡作為兩種活荷作用工況，分別記為“活荷不利1”和“活荷不利2”，以這三種活荷作用工況參與荷載組合計算。即：

活載：整個結構活荷一次性滿布作用工況。

活荷不利1：各層活荷不利布置作用的負彎矩包絡工況。

活荷不利2：各層活荷不利布置作用的正彎矩包絡工況。

由于在建模中，活荷載的輸入和導算都十分方便，用戶應將恒、活荷載分開輸入，并在程序中作考慮活荷載的不利布置計算，使分析結果更符合荷載規范的要求。

02

梁活荷載內力放大系數

輸入梁活荷載內力放大系數是考慮活荷載不利布置的一種近似算法，如果用戶選擇了活荷載不利作用計算，則本系數填1即可。

軟件只對一次性加載的活載計算結果考慮該放大系數。

如果設計人員在計算時同時考慮了活荷載不利布置和活荷載內力放大系數，則軟件只放大一次性加載的活載計算結果。

四、軟件中考慮活荷載不利布置手核過程

為簡化手核過程，僅考慮樓板上活荷載不利布置。

01

以8層鋼筋混凝土框架結構模型00為例，其中第4層對應標準層的荷載布置情況如下圖所示。

計算完成后得到該層標準內力下梁彎矩值分別為：

▲活荷不利1工況下彎矩值為-169.1kN*m。

▲活荷不利2工況下彎矩值為9.7kN*m。

02

模型00文件共16個房間，將該模型復制16份，每個模型只布置一個房間的樓板活載值，其他房間活載值為0，如下圖所示。

03

算活載不利布置的計算模型是只考慮本層剛度，考慮本層所有梁和上下層柱的剛度，且下柱底、上柱頂是嵌固支座。模型中通過前處理“設置支座”把上層柱頂的位置設置為全嵌固進行模擬，下柱底程序自動生成支座。

04

計算完成后模型01~模型16的標準內力活載工況下梁彎矩值分別為：

模型01活載下梁彎矩M01=0.0kN*m。

模型02活載下梁彎矩M02=0.1kN*m。

模型03活載下梁彎矩M03=-0.1kN*m。

模型04活載下梁彎矩M04=0.0kN*m。

模型05活載下梁彎矩M05=4.2kN*m。

模型06活載下梁彎矩M06=-75.0kN*m。

模型07活載下梁彎矩M07=-9.4kN*m。

模型08活載下梁彎矩M08=0.5kN*m。

模型09活載下梁彎矩M09=4.2kN*m。

模型10活載下梁彎矩M10=-75kN*m。

模型11活載下梁彎矩M11=-9.4kN*m。

模型12活載下梁彎矩M12=0.5kN*m。

模型13活載下梁彎矩M13=0.0kN*m。

模型14活載下梁彎矩M14=0.1kN*m。

模型15活載下梁彎矩M15=-0.1kN*m。

模型16活載下梁彎矩M16=0.0kN*m。

M=M03+M06+M07+M10+M11+M15=-0.1-75.0-9.4-75.0-9.4-0.1=-169kN*m

和模型00第四層程序輸出的活荷不利1中的負彎矩-169.1kN*m一致。

M=M01+M02+M04+M05+M08+M09+M12+M13+M14+M16

=0.0+0.1+0.0+4.2+0.5+4.2+0.5+0.0+0.1+0.0=9.6kN*m

和模型00第四層程序輸出的活荷不利2中的正彎矩9.7kN*m基本一致。

五、小結

?軟件按照技術條件計算可以準確考慮活荷載不利布置對梁的影響。

?需要說明的是計算參數中活荷不利布置的影響只適用于常規樓層結構中梁構件的快速活荷載不利效應計算。對于筒倉、水池等特種結構，可以采用自定義活荷載工況并指定組合包絡參數的方式進行任意形式的活荷載不利布置計算。