对于荷载组合大家都很熟悉了,例如:1.3恒+1.5活、1.3恒+1.05活+1.5风等。但是如果问为什么需要乘1.3或者1.5?这里的恒、活是标准值还是设计值?什么又是代表值?YJK建模中输入的荷载又是什么值呢?相信不是所有设计师可以马上回答上来的。本篇先将规范中荷载内容进行一个简单梳理,然后说说YJK中构件信息基本组合的由来。
对于荷载组合大家都很熟悉了,例如:1.3恒+1.5活、1.3恒+1.05活+1.5风等。但是如果问为什么需要乘1.3或者1.5?这里的恒、活是标准值还是设计值?什么又是代表值?YJK建模中输入的荷载又是什么值呢?相信不是所有设计师可以马上回答上来的。本篇先将规范中荷载内容进行一个简单梳理,然后说说YJK中构件信息基本组合的由来。
荷载代表值和设计值
对于荷载设计值,规范中有明确定义:
用一个等式来表达即为:
荷载设计值=分项系数x荷载代表值
那什么是代表值?
设计中用以验算极限状态采用的荷载量值,例如构件承载力设计,就需要用到代表值了。
那哪些值用来作为代表值呢?继续来看规范:
对永久荷载,规范明确规定采用标准值作为代表值,即有:
永久荷载设计值=分项系数x永久荷载标准值
对可变荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值等作为代表值,即有:
可变荷载设计值=分项系数x可变荷载代表值(根据设计要求选择)
那组合值和标准值之间是怎样的关系呢?
规范的相关条文如下:
总结一下本条,起主导作用的可变荷载可以用标准值作为代表值,伴随荷载用组合值作为代表值,组合值=组合值系数x标准值。
简单梳理了之后,本篇开头的问题就不难回答了。
a :需要乘以1.3或者1.5是将代表值转换为设计值,供承载能力极限状态设计或正常使用极限状态设计。
b:这里的恒载是标准值,活载也是标准值,YJK建模输入荷载也是标准值。
荷载组合
理解了荷载本身的一些规则之后,下面来说一下荷载组合,规范是这么说的:
就是说结构可能同时承受不同的荷载,在考虑同时出现可能性的基础上,将各种荷载设计值叠加(仅适用于线性,本篇不讨论非线性)。比如结构受永久荷载、可变荷载同时作用,荷载组合的效应设计值可以表达为:
组合效应设计值=永久荷载设计值+可变荷载设计值
及:组合效应设计值=γ永久x永久荷载代表值+γ可变x可变荷载代表值
接着看看《荷规》中关于荷载组合的条文:
基本组合分为可变荷载主导和永久荷载主导两种情况,永久荷载不讨论了,任何时候都是标准值作为其代表值。可变荷载就得分情况了,可变荷载主导时,主导的可变荷载采用标准值作为其代表值,其他均采用组合值(标准值乘以组合值系数)作为其代表值;永久荷载主导时,所有的可变荷载均采用组合值作为代表值。这和《荷规》3.1.5条文说明也是一致的。
YJK模型构件信息中组合很多:
这42种组合的是如何来的?下面我们就来解读一下。
首先可以将这42种组合分为两大类:持久、短暂设计状况和地震设计状况。
持久设计状况和短暂设计状况
《高规》5.6.1:
先来分析一下这个组合,表面上看除了永久荷载采用的标准值作为代表值,活载、风载都采用了组合值作为代表值,似乎和《荷规》可变荷载主导时,可采用标准值作为代表值相矛盾?来看看活载组合值系数和风组合值系数的注写:
这句话分两种情况:
1. 活载起主导时,活载组合值系数取1.0,风载组合值系数取0.6。
2. 风载起主导时,活载组合值系数取0.7,风载组合值系数取1.0。
组合值系数取1.0,组合值即为标准值,符合《荷规》中可变荷载主导,可采用标准值作为代表值。可以看出《高规》、《荷规》关于组合的一致性。
下面根据计算参数中的组合系数,以及《建筑结构可靠性设计统一标准》对有利和不利情况的分项系数,对YJK中42种组合进行解读:
注意:执行《建筑结构可靠性设计统一标准》2018之后,程序不再考虑恒载主导时,1.35的分项系数。
活荷载主导时:
a: 恒载不利、风荷载不利(恒载分项系数1.3,风荷载分项系数1.5,风组合值系数0.6)
1.3恒+1.5活+0.6x1.5x 1.1风=1.3恒+1.5活+0.99风
对应构件信息中的7~10组合:
注意:风荷载部分乘以的1.1是风荷载效应放大1.1倍,可在计算参数中设置。
b: 恒载不利、风荷载有利(恒载分项系数1.3,风荷载分项系数0,风组合值系数0.6)
1.3恒+1.5活+0.6x0x1.1风=1.3恒+1.5活
对应构件信息中的1组合:
c: 恒载有利、风荷载不利(恒载分项系数1.0,风荷载分项系数1.5,风组合值系数0.6)
1.0恒+1.5活+0.6x1.5x1.1风=1.0恒+1.5活+0.99风
对应构件信息中的19~22组合
d: 恒载有利、风荷载有利(恒载分项系数1.0,风荷载分项系数0,风组合值系数0.6)
1.0恒+1.5活+0.6x0风=1.0恒+1.5活
对应构件信息中的2组合
风荷载主导时:
a: 恒载不利、活载不利(恒载分项系数1.3,活载分项系数1.5,活载组合值系数0.7)
1.3恒+1.5x0.7活+1.5x1.1风=1.3恒+1.05活+1.65风
对应构件信息中的11~14组合
b: 恒载不利、活载有利(恒载分项系数1.3,活载分项系数0,活载组合值系数0.7)
1.3恒+0x0.7活+1.5x1.1风=1.3恒+1.65风
对应构件信息中的3~6组合
c: 恒载有利、活载不利(恒载分项系数1.0,活载分项系数1.5,活载组合值系数0.7)
1.0恒+1.5x0.7活+1.5x1.1风=1.0恒+1.05活+1.65风
对应构件信息中的23~26组合
d: 恒载有利、活载有利(恒载分项系数1.0,活载分项系数0,活载组合值系数0.7)
1.0恒+0x0.7活+1.5x1.1风=1.0恒+1.65风
对应构件信息中的15~18组合
地震设计状况
《高规》5.6.3:
在地震设计状况下,恒、活荷载作为重力荷载代表值体现,即1.0恒+0.5活(参见抗规5.1.3) ,地震作用标准值为代表值,风荷载标准值作为代表值,且考虑组合值系数0.2。
a: 重力荷载不利(重力荷载分项系数1.2,风组合值系数0.2)
1.2(1.0DL+0.5LL)±1.3地震+0.2x1.5x1.1风
1.2DL+0.6LL±1.3地震+0.33风
对应构件信息中的27~34组合:
注意:地震作用分项系数正负号,表示方向
b: 重力荷载有利(重力荷载分项系数1.0,风组合值系数0.2)
1.0(1.0DL+0.5LL)±1.3地震+0.2x1.5x1.1风
1.0DL+0.5LL±1.3地震+0.33风
对应构件信息中的35~42组合
知识点:YJK“构件信息”中的基本组合