【深度文章】结构设计中的荷载组合剖析(上)

【深度文章】结构设计中的荷载组合剖析(中)

续接前文

(本篇共1410字，阅读时长大约5分钟)

06 梁、板挠度及裂缝验算组合

结构构件正常使用极限状态验算包括楼盖结构的竖向自振频率验算、构件变形验算、构件裂缝验算及构件挠度验算等，通常采用荷载的准永久组合。按照混规7.1.2在进行梁、板构件裂缝验算时，需要按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋应力或者按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力。按混规7.2.1计算混凝土受弯构件的挠度，需要采用考虑荷载长期作用影响的刚度B来计算，而长期刚度时需要考虑采用荷载的准永久组合。

因此，在进行梁、板等受弯构件的挠度及裂缝验算时，要采用准永久组合，在梁施工图中需要重新定义活荷载的准永久系数，软件自动对活荷载及自定义的活荷载采用指定的准永久值系数与恒荷载重新组合。在楼板施工图中，活荷载的准永久系数程序默认取0.5。

按荷载规范5.1.1不同房间类别的活荷载对应的准永久值系数也是不同的，如，住宅、宿舍、办公楼等房间的活荷载的准永久值系数为0.5，密集柜书库房间的活荷载的准永久值系数为0.8，需要根据不同的情况，在上述活荷载准永久值系数中根据情况修改。

07 基础设计的组合

确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，需要采用标准组合；进行地基变形验算时，需要采用荷载的准永久组合；进行挡土墙、地基或滑坡稳定以及地基抗浮稳定时，需要采用荷载的基本组合；确定基础或桩基承台高度、支档结构截面、确定配筋和验算材料强度时，需要采用荷载的基本组合；验算基础裂缝宽度时，需要采用荷载的标准组合。

基础设计中默认按照规范确定各类荷载的分项系数，并按照规范的要求自动形成标准组合、基本组合及准永久组合。

通常情况下，基础的配筋设计和材料强度验算，永久荷载都是不利的，因此，软件在形成基本组合时，默认不考虑恒荷载的有利情况。当然遇到某些极个别情况下，可能出现恒载有利的情况，比如某些轻钢结构，可能水平荷载主控，导致基础产生零应力区等，影响基础的配筋，可以通过手工添加荷载组合，实现对这种特殊情况下的考虑。

08 结构抗浮设计的组合

按抗浮标准6.3.7条要求，结构在进行抗浮稳定验算时，抗浮力计算考虑结构自重、抗拔力、结构内部固定设备、永久堆积物、结构上部填筑体、室内外堆积物等荷载类型，不同工况、不同抗浮等级的工程，抗浮验算取不同的组合系数，并且要区分荷载对抗浮设计有利于不利情况。

为了按抗浮标准要求细化恒载，在PM建模中增加了自定义的覆土荷载及永久堆积物荷载，基础设计中可以自动读取上部定义的自定义荷载，并根据抗浮标准确定抗浮力组合系数，并且区分有利及不利两种情况。

如果不在上部结构中细分恒载，也可直接在基础设计中直接定义覆土荷载、永久荷载。

按抗浮标准3.0.9条规定，计算抗浮结构及构件内力，确定构件长度和直径、地下结构底板厚度和配筋及验算材料强度时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，相应的分项系数为1.35，抗浮与恒载的组合情况如下。

09 对荷载组合的总结

结构设计中可能会遇到多种荷载形式，如前述讲到的消防车荷载、积灰荷载、温度作用等，还可能有工业厂房中的吊车荷载、充水试压荷载、检修荷载等，甚至还有可能存在撞击荷载、爆炸荷载等偶然荷载，这些荷载均可按自定义荷载方式在PM中输入。对于荷载属性确定的自定义荷载，SATWE可按照相关规范要求，自动确定荷载分项系数、重力荷载代表值系数及组合系数，并与其他荷载形成默认的荷载组合；对于属性不确定的自定义荷载，设计师可以根据实际情况修改组合系数、重力荷载代表值系数等，通过自定义方式添加荷载组合，实现工程设计中正确的荷载组合。

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