5.6荷载效应和地震作用组合的效应
荷载效应及地震作用效应组合
8荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载力量极限状态下的内力组合公式如下：①无地震时，由可变荷载效应掌握的组合：S = Y G^GK +〃QyQSQK +〃WyWSWK式中s一结构构件荷载效应组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；/G、FQ、FW—永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数；玲、％L楼面活荷载和风荷载的组合系数，当为第一可变荷载时取1。
S GK、SQk、SM一永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时，由永久荷载效应掌握的组合（依据《建筑结构荷载法律规范》GB 50009-2001⑵第条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版法律规范中取消了此注，即水平风荷载参与组合，当风荷载效应不大时也可忽视之。
）：?S ~ Y G^GK +WQyQSQK③有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合：S = Y G S GE + /勘SE尿式中S一结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值；w、磔一重力荷载、水平地震作用的分项系数；S GE、S劭一重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合（标准组合）公式如下:S = SGK + WQSQK + 〃WSWK8.1掌握截面及最不利内力类型8. 1.1构件的掌握截面框架梁的掌握截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处，一般产生最大负弯矩J"maχ）和最大剪力（XW）（水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要留意组合可能消失的正弯矩）；跨间截面则是最大正弯矩（+ Mm a X）作用处（也要留意组合可能消失的负弯矩）。
因此，框架梁的最不利内力为：梁端截面：÷M max, -M max. V max梁跨间截面：+M max由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此，在求该处的最不利内力时，应依据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力，即：M f = M-Vb∕2V, = V-qb∕2式中AT 一柱边缘处梁截面的弯矩标准值；H 一柱边缘处梁截面的剪力标准值； M —梁柱中线交点处的弯矩标准值；吁与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值； 人一柱截面高度；夕一梁单位长度的均布荷载标准值。
荷载组合和内力调整的先后顺序规范规定
荷载组合和内力调整的先后顺序01——规范规定规范的作用效应组合，一般建立在线弹性分析叠加原理基础上。
高规JGJ 3-2010在第5.6节《荷载组合和地震作用组合的效应》正文和条文说明中首次将线形叠加予以明确，以符合《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定，区分线形分析和非线性分析的不同效应组合状况。
常规情况下，荷载效应组合仍以【线弹性分析叠加类型】为主，上述假定已成为中国绝大部分规范和教材解释荷载效应的默认前提条件。
另一方面，中国规范对结构总体地震作用工作性能、地震剪力分担及构件内力调整等内容做了详细规定，并且在结构分析之前需对【结构体系相关属性】进行定义，使荷载组合（实为“荷载效应组合”）时必须注意规范的这些内力调整，并且要关注调整的前后顺序。
一、非线性作用效应组合查《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008第 8.2.4条：对持久设计状况和短暂设计状况，应采用作用的基本组合。
1、基本组合的效应设计值可按下式确定：注：在作用组合的效应函数S(•)中，符号“∑”和“+”均表示组合，即同时考虑所有作用对结构的共同影响，而不表示代数相加。
2、当作用与作用效应按线性关系考虑时，基本组合的效应设计值可按下式计算：注1.对持久设计状况和短暂设计状况，也可根据需要分别给出作用组合的效应设计值；2.可根据需要，从作用的分项系数中将反映作用效应模型不定性的系数γsd分离出来。
高规JGJ 3-2010条文说明：第5.6.1条和5.6.3条均适应于【作用和作用效应】呈【线性关系】的情况。
如果结构上的作用和作用效应不能以线性关系表述，则作用组合的效应应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。
二、常规荷载组合【线形关系】2.1 规范规定以高规JGJ 3-2010为例。
第5.6.1条：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】应按下式确定：第2项增加γL是新规范的调整。
《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答
如果仅有一、二根独立的框支柱，框支柱的抗震等级如何定？是否要按《高规》第10节复杂高层的要求进行内力调整？
解答：
如果仅有一、二根独立的框支柱，应按框支柱的要求进行构件设计，框支柱的抗震等级按“框支框架”要求取值，并按6.2.5和6.2.10条进行内力调整。
6.1.3-3嵌固部位
问题1：
地下商场和车库能否视为“地下室无上部结构部分”，按三级或四级抗震等级采取抗震构造措施？单层大面积地下车库，采用板柱-抗震墙结构，采用钢筋混凝土密肋楼盖、无梁楼盖或无粘结预应力楼盖。这类结构设计一般只在外墙和楼梯间处布墙，抗震墙间距有时达60~80米，对这类结构抗震墙间距应如何把握？这类地下建筑的抗震等级是否按《抗规》表6.1.2执行？
解答：
地下商场和车库上盖无建筑物时，可以视为“地下室无上部结构部分”按三或四级抗震等级采取抗震构造措施。但是，当地下商场面积很大，按照所容纳人数或营业面积判别，属于重点设防类（乙类）时，抗震等级宜适当提高。
除有特殊要求外，一般不对地下车库抗震墙间距做规定，抗震等级按《抗规》14.1条执行。
问题2：
单层地下车库上部有多栋高层剪力墙结构主楼，地下室采用板柱
4.1.8地形影响
问题：有一“校安工程”有三个台阶，均开阔平坦，地勘报告划分为“抗震一般地段”，是否应根据4.1.8条条文“坡降”计算出系数对水平地震影响系数予以增大；
解答：4.1.8条主要针对不利地段，除了要考虑稳定性外,尚应考虑地震作用的放大；对于一般地段无此要求。
5.2.3扭转效应
问题：《抗规》P323页5.2.3条的第3点“对于扭转刚度小的结构例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似结构……”这里的类似结构包括框架结构吗？这里说的Tθ>0.75Tx1，或Tθ>0.75Ty1均需考虑地震扭转效应，那几乎所有的结构都要考虑双向地震了，我们一般的扭转周期比控制都是0.9或者0.85，要达到0.75比较困难？
高规2010
三、结构设计基本规定3．8．1 高层建筑结构构件的承载力应按下列公式验算：持久设计状况、短暂设计状况γ0S d≤R d(3．8．1—1)地震设计状况S d≤R d／γRE (3．8．1—2)式中：γ0——结构重要性系数，对安全等级为一级的结构构件不应小于1.1，对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0；S d——作用组合的效应设计值，应符合本规程第5．6．1～5．6．4条的规定；R d——构件承载力设计值；γRE——构件承载力抗震调整系数。
3．9．1 各抗震设防类别的高层建筑结构，其抗震措施应符合下列要求：1 甲类、乙类建筑：应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；当建筑场地为I类时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
2 丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施；当建筑场地为I类时，除6度外，应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施3．9．3 抗震设计时，高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3．9．3确定。
当本地区的设防烈度为9度时，A级高度乙类建筑的抗震等级应按特一级采用，甲类建筑应采取更有效的抗震措施。
注：本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。
3．9．4 抗震设计时，B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.4确定。
四、荷载和地震作用4．2．2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。
4．3．1 各抗震设防类别高层建筑的地震作用，应符合下列规定：1 甲类建筑：应按批准的地震安全性评价结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定；2 乙、丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度计算。
作用(或荷载)与作用(或荷载)效应组合
表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级
三级公路公路 — II级
注： 本表编号1中 ， 当钢桥采用钢桥面板时 ， 永久作用效应分 项系数取1. 1； 当采用混凝土桥面板时 ， 取1.2。
表4. 1.6 永久作用效应的分项系数
混凝土和圬工结构重力（包括附加重力）
对结构的承载能力 有利时
对结构的承载能力 不利时
混凝土和圬工结 构
钢结构重力（包括结构附加重力）
混凝土的收缩及徐变作用
关于公式（4. 1.6- 1） 、（4. 1.6-2） 中的作用效应组合系数ψc， 在多数情况下 ， 桥涵结构上往往同时作用多个 荷载 ， 但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标 ， 是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的 ， 当结 构上作用着多于上述荷载时 ， 综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化 ， 从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值 。 因此 ， 在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下 ， 对多个可变荷载参与效应组合时 ， 引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数ψc对荷载标准值效应作等值折 减 。组合系数γc是针对可变荷载效应的不同比值 ， 通过 优化方法确定的 ， 它随参与组合的可变荷载的增加而 减小 ， 本规范给出的ψc值是经优化计算后适当提高的 数值。
汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用 ， 在设计表达式中与永久作用一样单独列出。在桥梁设计中 ， 汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用 。 当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响（在同类效应中其值超过汽车效应） ， 则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数 。对于专为承受某作用而设置的结构或装置 ， 如钢 桥的风构 ， 设计时风荷载可被视为主导作用 ， 其分项 系数取与汽车荷载同值 。但当风荷载参与与其他荷载 组合时 ， 以往将该组合作为“ 附加组合 ”考虑 ， 同时， 风荷载计入瞬时脉动风压的影响 ， 比原规范有较大增 加 ， 其分项系数只能取1. 1。
结构设计组合系数规范规定与设计使用表
结构设计组合系数规范规定与设计使用表前言实际工作中广大设计人员往往忽略了结构设计组合系数的规定，认为软件已经考虑了规范规定，而不知其中的特殊规定，在设计相关结构时没能很好调整软件的组合系数，存在一定的安全隐患，本人详细查阅了有关规范并整理如下：第一章《建筑结构荷载规范》GB 50009― 2001中有关规定3.2.3 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确定：1)由可变荷载效应控制的组合:n S=γGSGk+γQ1SQ1k+∑γQiyciSQiki=2式中γG―永久荷载的分项系数，应按第3.2.5 条采用；γQi―第i 个可变荷载的分项系数，其中γQ1 为可变荷载Q1 的分项系数，应按第3.2.5 条采用；SGK―按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值；SQik―按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值,其中SQ1k 为诸可变荷载效应中起控制作用者；Ψci―可变荷载Qi 的组合值系数，应分别按各章的规定采用；n―参与组合的可变荷载数。
2)由永久荷载效应控制的组合：n S=γGSGk+∑γQiyciSQiki=1注:1 基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。
2 当对SQ1k 无法明显判断时，轮次以各可变荷载效应为SQ1k，选其中最不利的荷载效应组合。
3 当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。
3.2.4 对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：1)由可变荷载效应控制的组合：S=γGSGk+γQ1SQ1knS=γGSGk+0.9∑γQiSQiki=12)由永久荷载效应控制的组合仍按公式(3.2.3-2)式采用。
3.2.5 基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：1 永久荷载的分项系数：1)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；2)当其效应对结构有利时―一般情况下应取1.0；―对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题摘要：一、前言二、结构构件的地震作用效应三、其他荷载效应四、荷载效应的基本组合五、例题解析正文：一、前言在建筑结构设计中，荷载效应是一个重要的概念。
结构构件在承受各种荷载作用时，会产生不同的反应，如内力、变形和裂缝等。
为了保证结构的安全性，需要对这些荷载效应进行合理的组合和计算。
本文将重点介绍结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合例题。
二、结构构件的地震作用效应地震作用效应是指在地震荷载作用下，结构构件产生的反应。
由于地震荷载具有突发性和不确定性，因此在设计时需要对其进行特殊的考虑。
地震作用效应主要包括以下几个方面：1.地震剪切作用：地震发生时，地面产生水平剪切运动，使得结构构件产生剪切内力。
2.地震弯矩作用：地震发生时，地面产生垂直运动，使得结构构件产生弯矩内力。
3.地震扭矩作用：地震发生时，由于结构的转动，使得结构构件产生扭矩。
三、其他荷载效应除了地震作用效应外，结构构件还需要承受其他荷载效应，如静荷载、活荷载、温度变化等。
这些荷载效应会对结构构件产生不同的影响，如内力、变形和裂缝等。
四、荷载效应的基本组合荷载效应的基本组合是指在设计过程中，将各种荷载效应进行合理的组合，以保证结构的安全性。
荷载效应的基本组合主要包括以下几个方面：1.地震作用效应与其他荷载效应的组合：在地震作用下，结构构件需要同时承受地震作用效应和其他荷载效应。
2.不同类型的荷载效应的组合：在设计过程中，需要将不同类型的荷载效应进行合理的组合，以保证结构的安全性。
五、例题解析下面通过一个例题来说明荷载效应的基本组合方法：设一钢筋混凝土梁，跨度为L，梁高为h，梁上均匀布置了N个集中荷载。
求该梁在地震作用和其他荷载作用下的荷载效应组合。
解答：根据荷载效应的基本组合方法，首先需要计算地震作用效应和其他荷载效应。
假设地震作用效应为Ese，其他荷载效应为Eol。
根据地震作用效应的计算公式，可以得到：Ese = α * E * β其中，α为地震作用系数，E为地震荷载，β为结构抗震等级系数。
永久荷载与活荷载效应组合
效应组合作用效应组合总体原则：可能与最不利！！！可能1-1：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=1.0；ψW=0.6/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（1.0；0.6）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK =1.2SGK+1.0×1.4×SQK+0.6×1.4×SWK可能1-2：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=0.7；ψW=1.0/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（0.7；1.0）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK=1.2×SGK+0.7×1.4×SQK+1.0×1.4×SWK可能2：无地震时，由永久荷载效应控制的组合，且：γG=1.35；ψQ=0.7/γL=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3，水平风荷载不参与组合)（γG=1.35，γQ=1.4）永久荷载+楼面可变荷载S=γGSGK+γLψQγQSQK=1.35×SGK+0.7×1.4×SQK可能3：有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合（γG=1.2，γEh=1.3）重力荷载+水平地震作用S=γGSGE+γEhSEhk=1.2×SGE+1.3×SEhk可能4：有地震时，即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γW=1.4）重力荷载+水平地震作用+风荷载S=γGSGE+γEhSEhk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk+0.2×1.4×SWK可能5：有地震时，即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑，大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEv=1.3）重力荷载+竖向地震作用S=γGSGE+γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEvk可能6：有地震时，即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能7：有地震时，即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑，9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5，γW=1.4）重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK可能6：新高规5.6.4（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能6：新抗规5.4.1（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvkS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk可能7：新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWKS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK可能7：新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK特别的：水平长悬臂结构和大跨度结构，7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合！S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK注：（1）进行承载力计算时，各分项系数按上述说明取值；但当重力荷载效应对结构构件有利时，γG≤1.0。
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《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6荷载效应和地震作用组合的效应
5.6荷载效应和地震作用组合的效应
5.6.1持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定：
S d＝γG S Gk＋γLψQγQ S Qk＋ψwγw S wk（5.6.1）
式中：S d——荷载组合的效应设计值；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；S Gk——永久荷载效应标准值；S Qk——楼面活荷载效应标准值；
S wk——风荷载效应标准值；ψQ、ψw——分别为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、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取 0.7 的场合应取为 0.9。
5.6.2持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用：
1永久荷载的分项系数γG：当其效应对结构承载力不利时，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，本规程公式（5.6.1）中个分项系数均应取 1.0。
5.6.3地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定：
S d S＝γG S GE＋γEh S Ehk＋γEv S Evk＋ψwγw S wk（5.6.3）
式中：S d——荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应；
S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；
S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；
γG——重力荷载分项系数；γw——风荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γEv——竖向地震作用分项系数；ψw——风荷载组合值系数，应取 0.2。
5.6.4地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。
当重力荷载效应对结构的承载力有利时，表 5.6.4 中γG不应大于 1.0。
表 5.6.4A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）
注：1g 为重力加速度；
2"—＂表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。
5.6.5非抗震设计时，应按本规程第 5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。
抗震设计时，应同时按本规程第 5.6.1 条和 5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算；按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值，尚应按本规程的有关规定进行调整。
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