2019荷载分类、代表值定义与各规范荷载组合
2019[讲稿]桥梁的设计荷载及荷载组合.doc
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桥梁的设计荷载及荷载组合（1）如图:一、桥梁的设计荷载选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。
因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。
近年来，由于交通量的不断增加，大型超重车辆的不断出现，风载、地震荷载的重要性愈显突出等，导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂，这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难，常因初始设计荷载选定的滞后，而造成桥梁早期破坏或加固。
我国现行的公路桥涵设计通用规范（JTJ021-85）中，将作用在桥梁上的荷载分为三大类：1．永久荷载（恒载）在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
它包括结构重力、预加应力、土的重力及侧压力、混凝土收缩及徐变影响力，基础变位影响力和水的浮力。
2．可变荷载（活载）在设计使用期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。
基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力，平板挂车（或履带车）荷载，人群荷载，离心力，以及所有车辆所引起的土侧压力。
其他可变荷载包括汽车制动力，风力，流水压力，冰压力，温度影响力和支座摩阻力。
3．偶然荷载在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载，它包括船只或漂浮物撞击力，地震作用。
下面具体讲述各种荷载的意义：（一）永久荷载结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力，可按照结构的实际体积或设计时所假定的体积与材料密度计算。
作用在墩台上的土重力，土侧压力可参照《公路桥涵通用规范》（JTJ021-85）附录一、二和《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）附录二中规定计算。
对于预应力混凝土结构，预加应力在结构使用阶段设计时，应作为永久荷载计算其效应，计算时应考虑相应阶段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预应力不作为荷载，而将预应力筋作为普通钢筋计入结构抗力。
建筑结构计算基本原则载荷分类及载荷代表值
教学目标：
1. 了解掌握荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 理解结构的功能及其极限状态的含义； 3. 能确定永久荷载、可变荷载的代表值。
重点
1、荷载分类；荷载代表值； 2、结构的功能；结构功能的极限状态； 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。
难点
结构上的作用、作用效应和结构抗力。
§1.1 荷载分类及荷载代表值（2）结构的功能函数源自Z g (S , R) R S
(1.2.1)
实际工程中，可能出现以下三种情况
小 结：
1. 荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 永久荷载、可变荷载的代表值； 3. 作用效应、结构抗力的概念； 4. 结构的功能及其极限状态的含义。
作业布置：
预 习：思考题1.4、1.5； 思考题：1.1 、1.2 。
1.1.2 荷载代表值
1.荷载代表值 定义：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况， 应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。 2.荷载标准值 定义：荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概 率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。 设计基准期——为确定可变荷载代表值而选定的时间参 数，一般取为50年。
1.1.1 荷载分类
按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类： 1.永久荷载
永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不 随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。 如结构自重、土压力、预应力等。
2.可变荷载 可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随 时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。 3.偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大 且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。
可变荷载频遇值可表示为ψfＱk。其中ψf为可变荷载频
荷载规范讲义2019-精选文档
八、屋面板设计时对保温层或找坡 层荷载取值偏小
对保温层或找坡层荷载取值偏小情况，经常发生 在设计人员疏忽大意或校审人员校审不严时，因 而应加强设计管理工作，增强设计人员和校审人 员的工作责任心，防止此类问题发生。
九、高层建筑、裙房以外的首层地下室现浇钢筋混凝 土楼板为双向板，其上置放有局部活荷载(非中心位置 处)，在设计时其活荷载未按等效均布活荷载确定方法
六、在楼板设计时漏算固定隔墙自 重产生的荷载效应
《荷载规范》GB 50009-2019第4.1.1条表4.1.l的 注5规定，对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑。因 此在楼板设计时必须考虑固定隔墙自重产生的荷 载效应，否则该设计属不正确。
七、设计框架结构的楼板时，未考 虑可灵活自由布置的非固定隔墙荷 载
五、设计使用年限与设计基准期
设计基准期是为确定可变作用(可变荷载)及与时间有关的材料性能取值而选用的时间 参数，它不一定等同于设计使用年限。《荷载规范》GB 50009-2019提供的荷载统计 参数，除风、雪荷载有设计基准期为10、50、100年的设计值外，其余都是按设计基 准期为50年确定的，如设计需采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最 大荷载的概率分布及相应的统计参数。设计文件中，不需要给出设计基准期。 设计使用年限、又称为服务期，服役期。它是设计时选定的一个时期，在这一给定的 时间内，房屋建筑结构只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完 成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工 程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。 《可靠度标准》GB 50068规定：对于普通房屋和构筑物，结构(含基础)的设计使用年 限为50年；对于纪念性建筑和特别重要的建筑结构为100年；对于临时性结构为5年； 对于易于替换的结构构件为25年。设计寿命不是规范语言，从一般意义上讲，房屋建 筑的结构寿命是指从建造到投入使用，直到结构毁坏或丧失使用功能的全部时间。当 房屋建筑结构使用到设计使用年限后，经过鉴定或维修后仍可经过使用。 注意：对于普通房屋，设计时遵循设计基准期为50年的国家工程建设标准，即荷载、 地震作用参数，耐久性要求等均按50年确定，因此它的设计使用年限均为50年。在某 些工程设计文件中，设计遵循的是现行的设计基准期为50年的工程建设标准，但在设 计文件上又注明设计使用年限为100年或70年，这样的设计文件属于错误设计文件。 因为，设计使用年限为70年或100年的建筑结构在设计中需要进行专门研究，并采取 有效措施。
荷载标准组合
荷载标准组合荷载标准组合是指在工程设计中，根据实际情况将各种荷载按照一定的组合方式进行计算，以确保结构在使用过程中能够安全可靠地承受各种荷载的作用。
荷载标准组合是工程设计中非常重要的一环，它直接关系到结构的安全性和稳定性，因此在进行荷载标准组合时，需要严谨认真，不能马虎处理。
首先，我们需要了解各种荷载的性质和作用。
荷载是指施加在结构上的外力或外部作用，主要包括恒载、活载、风载、地震作用等。
恒载是指结构自身的重量和常设的荷载，如墙体、楼板、梁柱等构件的自重；活载是指人、车、设备等在结构上活动时施加的荷载；风载是指风对建筑物或结构物产生的作用；地震作用是指地震对结构物产生的作用。
各种荷载的性质和作用不同，因此在进行荷载标准组合时，需要根据实际情况进行合理的组合。
其次，我们需要了解荷载标准组合的基本原则。
在进行荷载标准组合时，需要遵循“安全性优先、合理性和可行性”的原则。
首先，要确保结构在承受各种荷载作用时能够保持安全可靠，不发生破坏或失稳；其次，要根据结构的实际情况和使用要求，合理确定荷载标准组合的方式和参数；最后，要考虑到荷载标准组合的可行性，即在实际工程中能够方便、经济地进行计算和施工。
在进行荷载标准组合时，需要注意以下几点。
首先，要根据结构的用途和功能确定荷载标准组合的设计要求，包括结构的安全性、稳定性、使用性能等；其次，要合理确定各种荷载的作用系数和组合系数，以确保计算结果符合实际情况；最后，要进行荷载标准组合的计算和分析，得出合理的设计结果，并在设计图纸和说明中进行详细记录和说明。
总之，荷载标准组合是工程设计中非常重要的一环，它关系到结构的安全性和稳定性。
在进行荷载标准组合时，需要严谨认真，遵循安全性优先、合理性和可行性的原则，合理确定荷载标准组合的设计要求和计算参数，以确保结构在使用过程中能够安全可靠地承受各种荷载的作用。
新版《建筑结构荷载规范》主要修订10页word文档
《建筑结构荷载规范》GB50009-2019主要修订内容简介《建筑结构荷载规范》GB50009-2019的修订从2009年开始，到2019年5月28日发布，同年10月1日实施，再到10月中旬正式上架，经历的时间是够长的。
结合这次新版规范的培训，查阅相关资料以及个人的理解进行总结，仅供大家参考。
一、扩充荷载规范的涵盖范围和内容第1.0.4条，规范编制依据由《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2019改为《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2019，以便扩大设计范畴。
第1.0.4条，建筑结构设计中设计的作用包括直接作用（荷载）和间接作用。
前者是指分布或集中作用中结构上的力，习惯称之为荷载，如恒载、活荷载、风雪荷载等，后者是指引起结构变形的原因，如温度、收缩和徐变等。
现行荷载规范只涵盖直接作用，这次增加了温度作用后，规范内容覆盖了直接作用和间接作用。
根据工程建设标准体系，荷载规范属于通用设计标准，名称为“建筑结构荷载和间接作用规范”。
但本着尊重习惯、方便使用的原则，新的荷载规范名称保持不变。
修订后的荷载规范共有10章、10个附录。
其中增加l了“永久荷载”、“温度作用”和“偶然荷载”3章，增加了“消防车荷载考虑覆土厚度的折减系数”、“横风向及扭转风振的等效风荷载”和“高层建筑顺风向和横风向风振加速度计算”等3个附录。
二、荷载分类和组合1. 增加可变荷载考虑设计使用年限的调整系数设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。
主要体现在调整荷载设计值和耐久性两个方面。
《工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50153-2019）规定的建筑结构的设计使用年限如下表： 类别 设计使用年限（a ）示 例15 临时性建筑结构 225 易替换的结构构件 350 普通房屋和构造物 4 100 标志性建筑和特别重要的建筑结构 在强条第3.2.3条的荷载基本组合式中，增加可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，荷载基本组合公式改为：(1-1)(1-2)式中，、分别为永久荷载和可变荷载的分项系数；第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数；、分别为永久荷载和可变荷载的效应值；可变荷载的组合系数。
荷载的分类及代表值PPT精选文档
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4.可变荷载频遇值 定义：对可变荷载，在设计基准期内，其 超越的总时间为规定的较小比率或超越频率 为规定频率的荷载值（总的持续时间不低于 50年），称为可变荷载频遇值。
可变荷载频遇值可表示为ψfＱk。其中ψf
为可变荷载频遇值系数，其值按表 2-2 查取
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§2.3 结构功能的极限状态及结构功能函数 （一）结构功能的极限状态的概念 P10
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重点
1、荷载分类；荷载代表值； 2、结构的功能；结构功能的极限状态； 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。
难点
结构上的作用、作用效应和结构抗力。
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§2.1 设计基准期和设计使用年限
• 一、设计基准期 我国采用的设计基准期一般为50年
• 二、设计使用年限 1、定义：在这一规定时期内，房屋
当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承
载能力极限状态：
●结构构件或连接因材料强度 不够而破坏(疲劳破坏)； ●整个结构或衡结构的一部分 作为刚体失去平（如倾覆等）； ●结构转变为机动体系； ●结构或结构构件丧失稳定 （如柱子被压曲等）。
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正常使用极限状态 —— 正常使用极限状态对应于
适用性——结构在正常使用时具有良好的工作性能。 例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产 生使使用者感到不安的裂缝宽度等。
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耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久 性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的 设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损 坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过 宽而锈蚀等。
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（1）永久荷载标准值 永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重 量。一般可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体 积（或面积）的自重标准值确定。 对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构 有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。 [例] 取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25 kN/m3，则 截面尺寸为200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准 值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。
3.1 荷载分类和荷载代表值
3.1 荷载分类和荷载代表值
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。
注:自重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。
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。
3.1.3永久荷载标准值，对结构自重,可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。
对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等)，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。
注:对常用材料和构件可参考本规范附录A 采用。
3.1.4可变荷载的标准值，应按本规范各章中的规定采用。
3.1.5承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。
可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。
3.1.6正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时,应采用准永久值作为可变荷载的代表值。
可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。
可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。
荷载标准组合
荷载标准组合荷载标准组合是指在结构设计中考虑多种不同荷载组合的影响，以保证结构在各种工作状态下的安全性能。
荷载标准组合的确定对于结构设计和工程施工具有重要意义，因此需要进行合理的分析和计算。
首先，我们需要了解不同类型的荷载，包括恒载、活载、风载、地震荷载等。
恒载是指结构在整个使用寿命内持续作用的荷载，如自重、楼板、墙体等；活载是指在结构使用过程中不断变化的荷载，如人员、设备、雪等；风载是指建筑结构在风力作用下所受的荷载；地震荷载是指地震作用下建筑结构所受的荷载。
在实际工程中，这些荷载会同时作用于结构上，因此需要进行合理的组合计算。
其次，荷载标准组合的确定需要遵循相应的设计规范和标准。
不同国家和地区的设计规范可能有所不同，因此在进行荷载组合计算时需要参照当地的设计规范进行。
一般来说，设计规范中会规定不同荷载的组合系数和影响系数，以便进行合理的荷载组合计算。
在进行荷载组合计算时，需要考虑不同荷载的作用方式和工作状态。
例如，在考虑恒载和活载的组合时，需要根据结构的使用情况和荷载的变化情况进行合理的组合计算；在考虑风载和地震荷载的组合时，需要考虑结构在风力和地震作用下的不同工作状态，以及可能产生的共振效应等。
最后，荷载标准组合的确定需要进行合理的安全性评估和校核。
在确定荷载组合后，需要进行结构的安全性评估和校核，以保证结构在各种工作状态下的安全性能。
这包括对结构的受力性能、变形性能、破坏性能等进行全面的评估和校核，以保证结构在设计使用寿命内的安全可靠性。
总之，荷载标准组合的确定对于结构设计和工程施工具有重要意义。
在实际工程中，需要进行合理的荷载组合计算，并参照设计规范进行合理的安全性评估和校核，以保证结构在各种工作状态下的安全性能。
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荷载分类及取值荷载分类类型代表值
永久荷载例如结构自重、土压力，预应力等。
标准值
偶然荷载例如爆炸力、撞击力等（自重是指材料自身重量产生的
荷载（重力））
标准值、组合值、
频
遇值或准永久值
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
按建筑结构使用的
特
点确定
荷载代表值定义
荷载组合荷载代表值定义
标准值荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载分布的特征值
对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计金准期内的超越概率，能与该荷载组合值单独出现是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。
组合值=标准值×组合系数
频遇值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越概
率为规定频率的荷载值
准永久值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载
值
注：设计基准期，为确定设计可变荷载代表值而选定的时间参数。
建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时所采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
设计使用年限，设计使用年限是设计规定的一个时期，在这一规定的时期内，只需要进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的使用年限。
基本组合永久荷载+可变荷载的组合承载能力
荷极限状态
偶然组合
永久荷载+可变荷载+一个偶然荷载，以及偶然事件发生后
受
损结构整体稳定性验算时，永久荷载+可变荷载的组合
载
标准组合采用标准值或组合值为荷载代表值的组合组
合正常使用
极限状态
频遇组合对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合
准永久组合对可变荷载采用准永久值为代表值的组合
使用状态、设计组合、适用计算及分项系数
验算状态荷载效应
组合
适用计算
抗力取值
分项系数
规范
正常使用极限状态标准组合
按地基承载力确定基底面积及埋深；
按单桩承载力确定桩数；
地基承载力特征
值或单桩承载力
特征值
地基
基础
3.0.5
.
验算基础裂缝宽度
准永久组合地基变形（含沉降、差异沉降、倾斜）
（不计风荷载和地震作用）；
分项系数1.0 挡墙、地基或滑坡稳定；
基础抗浮稳定
分项系数1.0
承载能力极限状态基本组合
确定基础或桩基承台高度；
确定支挡结构截面；
计算基础或支挡结构内力，确定配
筋
相应分项系数和验算材料强度；
挡土墙压力及滑坡推力
按单桩承载力确定桩数或布桩；
基桩或复合基
桩
承载力特征值计算水平地震作用、风荷载作用下的
正常使用标准组合
桩基水平位移；
验算坡地、岸边建筑桩基整体稳定（抗
极限状态震设防区，应采用地震作用效应和荷桩基
载效应标准自合）；3.1.7
承台和桩基裂缝控制验算
准永久组合桩基沉降或水平位移；承台和桩基裂缝控制验算
承载能力极限状态基本组合
计算桩基结构承载力、确定桩基尺
寸
和配筋；
按地基承载力确定支护结构或构件的
基础底面积及埋深；
按单桩承载力确定桩数；
基桩或复合基
桩
承载力特征值标准组合计算锚杆面积、锚杆杆体与砂浆的锚
正常使用极限状态
固长度、锚杆锚固体与岩土层的锚
固
长度；
计算支护结构抗裂；
边坡计算支护结构变形、锚杆变形及地基3.3.2
准永久组合
沉降（不计风荷载和地震作用）（相
应
限值为支护结构、锚杆或地基变形的
允许值）
承载能力极限状态基本组合
确定支护结构截面、基础高度、计
算
基础或支护结构内力、确定配筋和
验
算材料强度
分项系数1.0
.。