关于极限承载力计算作用的类型、代表值、组合效应
承载力极限值 特征值
承载力极限值特征值一、背景介绍承载力极限值是结构工程中的重要参数，用于评估结构的安全性和可靠性。
无论是建筑物、桥梁还是机械设备，都需要经过严格的计算和测试，确保其承载力能够满足设计要求。
承载力极限值是指结构或材料在外界作用下所能承受的最大力量，超过这个极限值，结构就会发生破坏或失效。
二、计算方法承载力极限值的计算方法根据结构的类型和材料的特性而异。
对于建筑物和桥梁等大型结构，通常采用有限元分析或试验方法进行计算。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构离散成多个小单元，利用数学模型求解结构的应力和变形，进而确定承载力极限值。
试验方法则是通过对实际结构进行负荷测试，观察其变形和破坏情况，得出承载力极限值。
对于材料的承载力极限值，主要有强度和刚度两个指标。
强度是指材料能够承受的最大应力，常用的计算方法有拉伸试验、压缩试验和剪切试验等。
刚度是指材料的变形能力，常用的计算方法有弹性模量和刚度系数等。
通过这些试验和计算可以得到材料的承载力极限值。
三、影响因素承载力极限值受多个因素的影响，以下是其中的几个重要因素。
1. 材料性质：不同材料具有不同的力学特性，如强度、刚度、韧性等。
这些性质决定了材料的承载能力，直接影响承载力极限值的大小。
2. 结构形式：结构的形式决定了受力的方式和路径，不同形式的结构承载力极限值会有所差异。
例如，梁柱结构和框架结构在受力方式上有所区别，其承载力极限值也会有所不同。
3. 外界荷载：外界荷载是指结构所受到的力量，包括静荷载、动荷载和温度荷载等。
这些荷载会直接施加在结构上，对承载力极限值产生影响。
4. 设计参数：设计参数是指结构设计中的各项参数，如截面尺寸、材料强度等。
这些参数的选择将直接影响到结构的承载能力和承载力极限值。
四、承载力极限值的重要性承载力极限值是结构工程设计的重要依据，它直接关系到结构的安全性和可靠性。
如果承载力极限值过小，结构在承受外界荷载时容易发生破坏或失效，造成人员伤亡和财产损失。
荷载组合详解
荷载组合详解荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合” 、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么？分别用在什么情况下？1）基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合，它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合，荷载效应设计值取两者的大者。
两者中的分项系数取值不同，这是新规范不同老规范的地方，它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。
在承载力极限状态设计中，除了基本组合外，还针对于排架、框架等结构，又给出了简化组合。
2）标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。
标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。
在组合中，可变荷载采用标准值，即超越概率为5％的上分位值，荷载分项系数取为1.0。
可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。
频遇组合是新引进的组合模式，可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数），其值是这样选取的：考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10％左右。
频遇组合目前的应用范围较为窄小，如吊车梁的设计等。
由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来，所以在其它方面的应用还有一段的时间。
准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。
它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。
在设计基准期内，可变荷载超越荷载准永久值的概率在50 ％左右。
准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。
最为典型的是：对于裂缝控制等级为 2 级的构件，要求按照标准组合时，构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，在按照准永久组合时，要求不出现拉应力。
还有就是荷载分项系数的取值问题新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取？什么时候取1.35 什么时候取 1.2？1.2 恒＋1.4 活1.35 恒＋0.7*1.4 活抗浮验算时取0.9砌体抗浮取0.81.35G+0.7*1.4Q>1.2G+1.4QG/Q>2.8所以当恒载与活载的比值大于 2.8 时,取1.35G+0.7*1.4Q否则,取1.2G+1.4Q对一般结构来说,1.楼板可取 1.2G+1.4Q2.屋面楼板可取1.35G+0.7*1.4Q3.梁柱(有墙)可取1.35G+0.7*1.4Q4.梁柱(无墙)可取1.2G+1.4Q5.基础可取1.35G+0.7*1.4Q荷载效应组合及设计要求1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
各类结构荷载计算及组合
各类结构荷载计算及组合结构荷载计算及组合是结构设计中非常重要的一个环节，它是确定结构受力情况、决定结构尺寸和确定材料选型的基础。
对于不同的结构类型和耐力性能要求，荷载计算及组合的方法也有所不同。
下面将介绍一些常见的结构荷载计算及组合方法。
1.建筑结构荷载计算及组合：建筑结构荷载主要包括自重荷载、活载和风载。
自重荷载是指结构自身的重量，可以通过材料的密度和结构空间的体积计算得出。
活载是指建筑物使用过程中对结构的加荷，如人员、家具、设备等。
风载是指风对建筑物表面造成的压力或吸力，通常根据不同地区的风速标准进行计算。
荷载组合一般按照规范要求进行，常见的有最不利组合法和工作状态组合法。
2.桥梁结构荷载计算及组合：桥梁结构荷载主要包括自重荷载、轮载荷载、斜拉索荷载、温度变形荷载和地震荷载等。
自重荷载和轮载荷载可以根据桥梁材料的密度和设计载荷计算得出。
斜拉索荷载是指悬索桥中斜拉索的拉力对结构的加荷，可以通过斜拉索的拉力和夹角计算得出。
温度变形荷载是指桥梁受到温度变化引起的热胀冷缩的影响，可以通过温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
地震荷载可以根据地震区域的设计地震加速度和结构的地震反应系数计算得出。
对于桥梁结构，荷载组合通常按照规范要求进行，并考虑不同加载位置和不同方向的组合。
3.垂直结构荷载计算及组合：垂直结构主要指高层建筑的竖向承载结构。
除自重荷载外，垂直结构荷载还包括活载（人员、装修材料等）、风载、地震荷载、温度变形荷载和脱水荷载等。
脱水荷载是指建筑物在施工过程中使用的脱水设备引起的结构变形和加荷。
对于垂直结构，荷载组合通常也按照规范要求进行，并根据不同的荷载组合对结构进行强度、稳定性和振动的校核。
4.水平结构荷载计算及组合：水平结构主要指框架结构、剪力墙结构和桩-承台-墙结构等。
水平结构荷载主要包括地震荷载、风载和温度变形荷载。
地震荷载对于水平结构来说是最重要的荷载，通常根据地震区划和结构的设计地震加速度计算得出。
关于基本组合和标准组合
关于基本组合和标准组合(我自己的看法)简单的说吧，标准组合就是分项系数为１．０时的恒，活荷载相加，基本组合就是系数大于１时的恒，活荷载相加，所以基本组合的值比标准组合要大，在结构计算时有时是要求采用标淮组合，有时是需要采用基本组合，具体的分项系数大小，荷载规范有详细的说明．什么时候采用标准组合，什么时候采用基本组合，各规范也有相关的说明．比如：计算柱下独立基础时，计算基础面积按标准组合，计算配筋及冲切高度按基本组合．荷载标准值和设计值的关系：荷载代表值乘以荷载分项系数后的值，称为荷载设计值。
在设计中，只是在按承载力极限状态计算荷载效应组合设计值的公式中引用了荷载分项系数。
因此，只有在按承载力极限状态设计时才需要考虑荷载分项系数和设计值。
在按正常使用极限状态设计中，当考虑荷载标准组合时，恒载和活荷载都用标准值；当考虑荷载频遇组合和准永久组合时，恒载用标准值，活荷载用频遇值和准永久值或只用准永久值。
那么荷载代表值和标准值什么关系呢？对于不同的荷载和不同的设计情况，应采用不同的代表值：1，对于永久荷载而言，只有一个代表值，这就是它的标准值。
2，对于可变荷载来说，应根据设计的要求，分别采取不同的荷载值作为其代表值。
（1）标准值这是其基本代表值（2）组合值这是当结构承受两种或两种以上的可变荷载时的代表值（3）频遇值（4）准永久值对于基本组合（在承载力极限状态时使用的），荷载效应组合的设计值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2，由永久荷载效应控制的组合D+L是基本组合，PKPM说明书上有明确说明，用它算基础面积的时候一般要除以系数1.25。
在计算基础面积的时候要用标准组合，计算基础配筋的时候用基本组合。
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
6 试验验证（中国建筑科学研究院与河北省建筑科学研究院合作完成）
（1）变桩长模型试验
粉质粘土地基，20层框筒结构1/10现场模型试验
图3-6-6 等桩长与变桩长模型试验 表3-6-1 桩顶反力（F = 3250 KN）
（2）核心筒局部增强模型试验
粉质粘土地基，20层框筒结构1/10现场模型试验
3-4
1
桩基变形计算
应计算沉降的桩基 （1）设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬 持力层的建筑桩基 ； （2）设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显 著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑 桩基； （3）软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。
2
应计算水平位移的桩基 受水平荷载较大、或对水平位移有严格限制的 桩基。
16
桩基等效沉降系数
弹性半无限体中群桩基础按Mindlin 解计算沉 降量与按等代墩基Boussinesq解计算沉降量之比， 用以反映Mindlin解应力分布对计算沉降的影响。
第三章 基本设计规定
3-1
1
两类极限状态
承载能力极限状态
（1）基于以下三方面原因，计算模式作适当调整
• 与《建筑地基基础设计规范》GB 500072002的计算模式一致；
底端以上部分侧阻力，又增加扩底费用，可能
得失相当或失大于得；
■
将扩底端置于有软弱下卧层的薄硬层上，增大
沉降。
5 基桩布置 （1）排列基桩时，宜使桩群承载力合力点与竖向永 久荷载合力作用点重合，并使基桩受水平力和力矩 较大方向有较大抗弯截面模量。
（2）对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏（含平板和梁
板式承台）基础，宜将桩布置于墙下。
第3章 极限状态设计法
3. 荷载的分类
按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类： 1)永久荷载 在结构设计使用期间，其值不随时间而 变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是 单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自身重力、土 压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。 2)可变荷载 在结构设计使用期内其值随时间而变化， 其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、 吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载又称活荷载。 3)偶然荷载 在结构设计使用期内不一定出现，一旦 出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、 撞击力等。
是变形或裂缝宽度等。 x 1 ， x 2 ， … ， x n 为影响该结构
功能的各种荷载效应以及材料强度、构件的几何尺寸等。
§3.2 按近似概率的极限状态设计法
3.2.1 结 构 的 可 靠 度
结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功 能的能力称为结构的可靠性（规定时间是指结构的设计使
用年限，规定条件，是指正常设计、正常施工、正常使用
设计的结构和结构构件在规定的设计使用年限内， 在正常维护条件下，应能保持其使用功能，而不需进行 大修加固。应该满足的功能要求可概括为： (1)安全性 建筑结构应能承受正常施工和正常使 用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件（如地震、
爆炸等）发生时和发生后保持必需的整体稳定性，不致
发生倒塌。
3. 建筑结构的功能要求
能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反
之，则处于失效状态，有效状态和失效状态的分界，称
为极限状态，是结构开始失效的标志。极限状态可分为 二类。 1.承载能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续
承载的变形状态，称为承载能力极限状态。超过承载能
3.2 承载能力极限状态设计规定
3.2 承载能力极限状态设计规定
第3.2.1条根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级，设计时应根据具体情况，按照表3.2.1的规定选用相应的安全等级。
第3.2.2条建筑物中各类结构构件使用阶段的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同，对其中部份结构构件的安全等级，可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。
第3.2.3条对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然组合，采用下列极限状态设计表达式：
γ0S≤R (3.2.3-1)
R=R(fc,fs,ak,……) (3.2.3-2)
式中
γ0——重要性系数：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；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；对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数；
S——承载能力极限状态的荷载效应组合的设计值，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009和现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定进行计算；
R——结构构件的承载力设计值；在抗震设计时，应除以承载力抗震调整系数γRE;
R(.)——结构构件的承载力函数；
fc,fs——混凝土、钢筋的强度设计值；
ak——几何参数的标准值；当几何参数的变异性对结构性能有明显的不利影响时，可另增减一个附加值。
公式(3.2.3-1)中的γ0S,在本规范各章中用内力设计值(N,M,V,T等)表示；对预应力混凝土结构，尚应按本规范第6.1.1条的规定考虑预应力效应。
第4章设计要求及荷载效应组合
(3)抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。
4.2 侧移限值
4.2.1 使用阶段层间位移限制 见表4-2
(1)正常使用条件下的结构水平位移，考虑风荷载和地震作 用(见图4-1)，用弹性方法计算。 (2)以楼层层间最大位移δ与层高h之比作为限制条件，即：
第4章 设计要求及荷载效应组合
4.1 承载力验算 4.2 侧移限值 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力
4.1 承载力验算
(1)按极限状态设计要求，构件承载力验算表达式为： 不考虑地震作用的组合时： γ0S≤R 不考虑地震作用的组合时： SE≤RE/γRE
不超过12层且刚度无突变的框架结构、填充墙框架结构 可以采用下述简化方法验算： ①计算楼层的层剪力 ②确定结构的薄弱层 ③楼层屈服强度系数ξy定义为：ξy=Vya/Ve ④计算薄弱层的层间弹塑性位移：
up =ηp ue 或 up =μuy = uyηp/ξy
除上述情况以外的高层建筑结构，可采用静力弹塑性或动
•合 理 选 择 结 构 体 系 •合 理 布 置 结 构 ；•对构件及其连接采取各种；构造措施； •控制施工质量。
4.5.2 抗震等级
抗震等级是结构抗震计算(指内力调整)和采取抗震措施 的依据，与设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及 构件的重要性等有关。
抗震等级共分为特一及一、二、三、四级，其划分考虑了 技术要求和经济条件及科技和经济水平的提高。
(1)延性的概念
延性——结构(截面)能维持承载能力而又具有较大的 塑性变形的能力。如图4-2：
截面开始屈服 —— My、 y、fy、 y 截面破坏 —— Mu、 u、fu、 u
承载能力极限状态荷载组合
承载能力极限状态荷载组合承载能力极限状态荷载组合，指的是在结构设计中，考虑到可能影响结构整体稳定的各种外部和内部力量作用下，结构所能承受的最大荷载组合。
它是必须要考虑到的一种设计预测参数，能够有效地保证结构的安全性和稳定性。
在承载能力极限状态荷载组合中，各种外界和内部荷载都是需要被考虑的因素。
比如自重、人工荷载、风荷载、地震荷载等等，都对建筑物的承载能力构成一定压力。
结构的载荷能力是建筑物安全性的保证，其中承载的极限状态荷载，是在所有可能的荷载组合下，结构能够安全承受的最大荷载强度，同时可以保证其基本的承载刚度。
因此，在结构设计中，必须对承载能力极限状态荷载组合进行精准计算、评估和优化，以确保建筑物的安全性和使用寿命。
具体计算方法和验算标准，需要在具体的结构设计中结合工程其他参数进行综合考虑，从而得出最合理的荷载组合。
总之，承载能力极限状态荷载组合在结构设计中具有非常重要的作用，建筑物的安全性和稳定性都依赖于此。
因此，工程师们需要加强对其理解和应用，不断提升自己的设计水平，为建筑物的实际使用提供更为可靠的保障。
建筑结构综合练习题及参考答案
3、下列哪种状态应按正常使用极限状态设计？（ C ） A、结构作为刚体失去平衡； B、因过度的塑性变形而不适于继续承 载；
C、影响耐久性能的局部损坏； D、构件丧失稳定。 4．（ A ）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行 国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定 的设计取值。 A．荷载标准值B．荷载组合值C．荷载频遇值D．荷载准永久值
三、简答题（每小题8分，共计24分）
1．根据纵筋配筋率不同，简述钢筋混凝土梁受弯破坏的三种形式及其 破坏特点? 2．钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情况？它们的发生条件和 破坏特点是怎样的？ 3．在进行砌体结构房屋静力计算时，作为刚性和刚弹性方案的横墙，
为保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应满足什么要求才能保证
2．什么是震级？ 答：震级是地震规模的指标，按照地震本身强度而定的等级标度，用以 衡量某次地震的大小。震级的大小是地震释放能量多少的尺度，一次地 震只有一个震级。目前国际上比较通用的是里氏震级。
3．什么是地震烈度？ 答：地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱 程度。对于一次地震，震级只有一个，但它对不同地点的影响是不一样 的。一般说，距震中愈远，地震影响愈小，烈度就愈低；反之，距震中 愈近，烈度就愈高。此外，地震烈度还与地震大小、震源深度、地震传 播介质、表土性质、建筑物动力特性、施工质量等许多因素有关。 为 评定地震烈度，需要建立一个标准，这个标准就称为地震烈度表。目前 国际上普遍采用的是划分为12度的地震烈度表。
其平面刚度？
四、计算题（每小题13分，共计26分）
1．单筋矩形截面简支梁，截面尺寸250×500mm，采用C30砼，HRB335
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关于作用的类型、代表值、组合效应的小小总结。
个人总结，不一定完全，仅供参考
相同点：
1.两个规范都在相同的考虑下对作用进行了分类，其中分类为
●永久作用
●可变作用
●偶然作用
●地震作用
2.偶然作用都是用使用标准值作为代表值
3.两个规范对于组合效应都进行了承载力极限状态计算时的组合效应长期短期分类
不同点：
1.对于作用分类，欧洲规范把地震作用单独研究，我国规范把地震作用归到偶然作用。
可
见欧洲对地震作用的研究较多。
2.永久作用代表值我国规范是是标准值；欧洲规范是特征值，其特征值算法如下
3.对于可变作用代表值：欧洲规范是永久值的特征值、组合值、频遇值、准永久值。
我国
规范是：标准值、频遇值、准永久值。
组合值的内容如下
4.在作用效应分类部分，欧洲规范对偶然组合效应和地震作用效应做了单独的分类和给出
了计算模型和公式，我国规范把这两项归到了极限承载力状态计算组合效应。