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1、荷載組合和內(nèi)力調(diào)整的先后順序01——規(guī)范規(guī)定(2011-09-2720:54:54)轉(zhuǎn)載▼標(biāo)簽:荷載組合內(nèi)力調(diào)整前后順序分析內(nèi)力設(shè)計內(nèi)力組合內(nèi)力雜談分類:土木規(guī)范的作用效應(yīng)組合,一般建立在線彈性分析疊加原理基礎(chǔ)上。高規(guī)JGJ3-2010在第5.6節(jié)《荷載組合和地震作用組合的效應(yīng)》正文和條文說明中首次將線形疊加予以明確,以符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的有關(guān)規(guī)定,區(qū)分線形分析和非線性分析的不同效應(yīng)組合狀況。常規(guī)情況下,荷載效應(yīng)組合仍以【線彈性分析疊加類型】為主,上述假定已成為中國絕大部分規(guī)范和教材解釋荷載效應(yīng)的默認(rèn)前提條
2、件。另一方面,中國規(guī)范對結(jié)構(gòu)總體地震作用工作性能、地震剪力分擔(dān)及構(gòu)件內(nèi)力調(diào)整等內(nèi)容做了詳細(xì)規(guī)定,并且在結(jié)構(gòu)分析之前需對【結(jié)構(gòu)體系相關(guān)屬性】進(jìn)行定義,使荷載組合(實為“荷載效應(yīng)組合”)時必須注意規(guī)范的這些內(nèi)力調(diào)整,并且要關(guān)注調(diào)整的前后順序。一、非線性作用效應(yīng)組合查《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008第8.2.4條:對持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況,應(yīng)采用作用的基本組合。1、基本組合的效應(yīng)設(shè)計值可按下式確定:??注:在作用組合的效應(yīng)函數(shù)S(?)中,符號“∑”和“+”均表示組合,即同時考慮所有作用對結(jié)構(gòu)的共同影響,而不表示代數(shù)相
3、加。2、當(dāng)作用與作用效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時,基本組合的效應(yīng)設(shè)計值可按下式計算:注1.對持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況,也可根據(jù)需要分別給出作用組合的效應(yīng)設(shè)計值;2.可根據(jù)需要,從作用的分項系數(shù)中將反映作用效應(yīng)模型不定性的系數(shù)γsd分離出來。高規(guī)JGJ3-2010條文說明:第5.6.1條和5.6.3條均適應(yīng)于【作用和作用效應(yīng)】呈【線性關(guān)系】的情況。如果結(jié)構(gòu)上的作用和作用效應(yīng)不能以線性關(guān)系表述,則作用組合的效應(yīng)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的有關(guān)規(guī)定。二、常規(guī)荷載組合【線形關(guān)系】2.1規(guī)范規(guī)定以高規(guī)JGJ3-201
4、0為例。第5.6.1條:持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況下,當(dāng)荷載與荷載效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時,荷載【基本組合】的【效應(yīng)設(shè)計值】應(yīng)按下式確定:???第2項增加γL是新規(guī)范的調(diào)整。設(shè)計使用年限為50年時取1.0,100年時取1.1。第5.6.3條:地震設(shè)計狀況下,當(dāng)作用與作用效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時,荷載和地震作用【基本組合】的【效應(yīng)設(shè)計值】應(yīng)按下式確定:?從地震作用效應(yīng)的解釋可以看出,組合前應(yīng)【乘以相應(yīng)的增大系數(shù)、調(diào)整系數(shù)】。?2.2荷載組合及相關(guān)問題荷載組合一般指的是荷載效應(yīng)組合。涉及內(nèi)力調(diào)整的組合,指的是【基本組合】。荷載組合的種類:1、基本組
5、合:承載能力極限狀態(tài)設(shè)計荷載效應(yīng)組合。2、標(biāo)準(zhǔn)組合:正常使用極限狀態(tài)設(shè)計荷載效應(yīng)組合。3、準(zhǔn)永久組合:正常使用極限狀態(tài),考慮荷載長期效應(yīng)組合。4、人防組合:考慮核武器(或常規(guī)武器)爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用,承載能力極限狀態(tài)設(shè)計荷載效應(yīng)組合。至于荷載效應(yīng)組合原則(特別是基本組合)、組合數(shù)量、分類及標(biāo)準(zhǔn)化使用,查各軟件使用手冊即可。手工校核設(shè)計內(nèi)力時,需要用到組合號及其組合順序。一般情況下,手工校核應(yīng)注意【設(shè)計內(nèi)力】≠【分析內(nèi)力】≠【組合內(nèi)力】,因都經(jīng)過了內(nèi)力組合前、后的調(diào)整。參見本文小結(jié)附表。三、荷載效應(yīng)組合和內(nèi)力調(diào)整的順序3.1高
6、規(guī)JGJ3-2010第5.6.5條1、非抗震設(shè)計時,應(yīng)按本規(guī)程第5.6.1條的規(guī)定進(jìn)行【荷載組合】的【效應(yīng)計算】。2、抗震設(shè)計時,應(yīng)同時按本規(guī)程第5.6.1條和5.6.3條的規(guī)定進(jìn)行【荷載和地震作用組合】的【效應(yīng)計算】;3、按本規(guī)程第5.6.3條計算的【組合內(nèi)力設(shè)計值】,尚應(yīng)按本規(guī)程有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整。3.2高規(guī)JGJ3-2010第5.6節(jié)條文說明1、地震設(shè)計狀況作用【基本組合】的效應(yīng),當(dāng)本規(guī)程有規(guī)定時,地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)【首先】乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)、增大系數(shù),【然后】再進(jìn)行效應(yīng)組合。如:薄弱層剪力增大、樓層最小地震剪力系數(shù)(剪重比)調(diào)整
7、、框支柱地震軸力的調(diào)整、轉(zhuǎn)換構(gòu)件地震內(nèi)力放大、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)有關(guān)地震剪力調(diào)整等。2、對非抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)按式(5.6.1)計算荷載效應(yīng)的組合;對抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)同時按式(5.6.1)和式(5.6.3)計算荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合,并按本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定(如強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎等),對【組合內(nèi)力】進(jìn)行必要的調(diào)整。同一構(gòu)件的不同截面或不同設(shè)計要求,可能對應(yīng)不同的組合工況,應(yīng)分別進(jìn)行驗算。3.3豎向荷載效應(yīng)調(diào)整實際上,【分析內(nèi)力】經(jīng)過調(diào)整、組合、再調(diào)整到【設(shè)計內(nèi)力】的過程中,不僅涉及到地震作用效應(yīng),規(guī)范對豎向荷載
8、作用效應(yīng)也有調(diào)整。如典型的考慮內(nèi)力重分布的梁端彎矩調(diào)幅,及考慮活荷載不利分布的梁跨中彎矩放大。高規(guī)JGJ3-2010第5.2.3條:在豎向荷載作用下,可考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布對梁端負(fù)彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)