1.1 荷載分類和荷載效應(yīng)組合
1.1.1 荷載分類和荷載代表值
1.荷載分類
結(jié)構(gòu)上的荷載可分為下列三類:
(1)永久荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間,其值不隨時間變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計,或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載,包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件、圍護(hù)構(gòu)件、面層及裝飾、固定設(shè)備、長期儲物的自重、土壓力、水壓力,以及其他需要按永久荷載考慮的荷載,如預(yù)應(yīng)力等。
(2)可變荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間,其值隨時間變化,且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載,包括樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度作用等。
(3)偶然荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn),一旦出現(xiàn),其值很大且持續(xù)時間很短的荷載,包括爆炸力、撞擊力等。
2.荷載代表值
荷載代表值為設(shè)計中用以驗算極限狀態(tài)所采用的荷載量值,例如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。
(1)設(shè)計基準(zhǔn)期 為確定可變荷載代表值而選用的時間參數(shù)。如確定可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值時,設(shè)計基準(zhǔn)期一般規(guī)定為50年。
(2)標(biāo)準(zhǔn)值 荷載的基本代表值,為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計分布的特征值,例如均值、眾值、中值或某個分位值。這是由于荷載本身具有隨機(jī)性,因而使用期間的最大荷載也是隨機(jī)變量,所以用它的統(tǒng)計分布的特征值。
永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值,對結(jié)構(gòu)自重,可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料單位體積的自重計算確定。一般材料和構(gòu)件的單位自重可取其平均值,對于自重變異較大的材料和構(gòu)件(如現(xiàn)場制作的保溫材料、混凝土薄壁構(gòu)件等),自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利或有利狀態(tài),分別取上限或下限值。常用材料或構(gòu)件單位體積的自重可按荷載規(guī)范附錄A采用。
固定隔墻的自重可按永久荷載考慮,位置可靈活布置的隔墻自重應(yīng)按可變荷載考慮。
可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)根據(jù)不同類型的可變荷載,按荷載規(guī)范的相應(yīng)章節(jié)規(guī)定采用。
(3)組合值 對可變荷載,使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率,能與該荷載單獨出現(xiàn)時的相應(yīng)概率趨于一致的荷載值;或使組合后的結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標(biāo)的荷載值。這是考慮到各種可變荷載不可能同時以其最大值(標(biāo)準(zhǔn)值)出現(xiàn),因此除了一個主要可變荷載(主導(dǎo)可變荷載)外,其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值上乘以小于1的組合系數(shù)對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在兩種或兩種以上可變荷載參與組合的情況下,與僅有一種可變荷載參與組合的情況具有大致相同的可靠指標(biāo)。
(4)頻遇值 對可變荷載,在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它是正常使用極限狀態(tài)按荷載頻遇組合的效應(yīng)設(shè)計或按荷載偶然組合的效應(yīng)設(shè)計采用的可變荷載代表值。
可變荷載的頻遇值應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)。
(5)準(zhǔn)永久值 對可變荷載,在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),其超越的總時間約為設(shè)計基準(zhǔn)期一半的荷載值。它是正常使用極限狀態(tài)按荷載準(zhǔn)永久組合或頻遇組合或偶然組合的效應(yīng)設(shè)計采用的可變荷載代表值。
可變荷載準(zhǔn)永久值,應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,對不同荷載應(yīng)采用不同的代表值[1]。
對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。
對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。
對偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點確定其代表值。
確定可變荷載代表值時應(yīng)采用50年設(shè)計基準(zhǔn)期。
3.極限狀態(tài)
整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求,此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為以下兩類:
(1)承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌。
(2)正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用的某項規(guī)定限值或耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài),如裂縫限值、撓度限值等。
【例1.1-1】 下列哪項驗算不屬于正常使用極限狀態(tài)( )。
(A)疲勞驗算 (B)變形驗算 (C)抗裂性驗算 (D)裂縫寬度驗算
答案:(A)
解答:第1.1.1節(jié)3(《混凝土規(guī)范》[2]第3.1.3條)“承載能力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力,出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌?!?/p>
4.可變荷載的代表值和組合值
(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計或正常使用極限狀態(tài)按標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計時,對可變荷載應(yīng)按規(guī)定的荷載組合采用荷載的組合值或標(biāo)準(zhǔn)值作為其荷載代表值。
可變荷載的組合值,應(yīng)為可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載組合值系數(shù)。
(2)正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計時,應(yīng)采用可變荷載的頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其荷載代表值;按準(zhǔn)永久組合設(shè)計時,應(yīng)采用可變荷載的準(zhǔn)永久值作為其荷載代表值。
1.1.2 荷載組合
1.基本概念
(1)荷載組合 按極限狀態(tài)設(shè)計時,為保證結(jié)構(gòu)的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載設(shè)計值的規(guī)定。
(2)荷載設(shè)計值 荷載代表值與荷載分項系數(shù)的乘積。
(3)荷載效應(yīng) 由荷載引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng),例如內(nèi)力、變形和裂縫等。
(4)基本組合 承載能力極限狀態(tài)計算時,永久荷載和可變荷載的組合。
(5)偶然組合 承載能力極限狀態(tài)計算時,永久荷載、可變荷載和一個偶然荷載的組合,以及偶然事件發(fā)生后受損結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性驗算時永久荷載與可變荷載的組合。
(6)標(biāo)準(zhǔn)組合 正常使用極限狀態(tài)計算時,采用標(biāo)準(zhǔn)值或組合值為荷載代表值的組合。
(7)頻遇組合 正常使用極限狀態(tài)計算時,對可變荷載采用頻遇值或準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合。
(8)準(zhǔn)永久組合 正常使用極限狀態(tài)計算時,對可變荷載采用準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合。
(9)等效均布荷載 結(jié)構(gòu)設(shè)計時,樓面上不連續(xù)分布的實際荷載,一般采用均布荷載代替;等效均布荷載系指其在結(jié)構(gòu)上所得的荷載效應(yīng)能與實際的荷載效應(yīng)保持一致的均布荷載。
(10)從屬面積 從屬面積是考慮梁、柱等構(gòu)件均布荷載折減所采用的計算構(gòu)件負(fù)荷的樓面面積。
(11)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度,建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個安全等級。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況,按照表1.1-1的規(guī)定選用相應(yīng)的安全等級。
表1.1-1 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級
注:1.對特殊的建筑物,其安全等級應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定。
2.地基基礎(chǔ)設(shè)計安全等級及按抗震要求設(shè)計時,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
混凝土結(jié)構(gòu)中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,宜與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同,對其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整。對于結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位,宜適當(dāng)提高其安全等級。
2.設(shè)計應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途,在設(shè)計使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計許可,不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
3.荷載(效應(yīng))組合
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載組合,并應(yīng)取各自的最不利的組合進(jìn)行設(shè)計。
4.承載能力極限狀態(tài)
對于承載能力極限狀態(tài),應(yīng)按荷載的基本組合或偶然組合計算荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值,并應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計:
γ0Sd≤Rd (1.1-1a)
式中 γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定采用;
Sd——荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值;
Rd——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值,應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定確定。
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50009—2012)規(guī)定:對持久設(shè)計狀況、短暫設(shè)計狀況和地震設(shè)計狀況,當(dāng)用內(nèi)力的形式表達(dá)時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用下列承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式:
γ0S≤R (1.1-1b)
R=R(fc,fs,ak,…)/γRd
式中 γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):在持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況下,對安全等級為一級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.1,對安全等級為二級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.0;對安全等級為三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于0.9;對地震設(shè)計狀況下應(yīng)取1.0;
S——承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應(yīng)設(shè)計值:對持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況應(yīng)按作用的基本組合計算;對地震設(shè)計狀況應(yīng)按作用的地震組合計算;
R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計值,應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定確定;
γRd——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù):靜力設(shè)計取1.0,對不確定性較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)具體情況取大于1.0的數(shù)值;抗震設(shè)計應(yīng)用承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE代替γRd。
fc、fs——混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計值;
ak——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對結(jié)構(gòu)性能有明顯的不利影響時,應(yīng)增減一個附加值。
(1)對于基本組合,荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd應(yīng)從下列荷載組合值中取用最不利的效應(yīng)設(shè)計值確定:
1)由可變荷載控制的效應(yīng)設(shè)計值,即可變荷載占總荷載的百分?jǐn)?shù)較大:
式中 γGj——第j個永久荷載的分項系數(shù);
γLi——第i個可變荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù),其中γL1為主導(dǎo)可變荷載Q1考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù);
γQi——第i個可變荷載的分項系數(shù),其中γQ1為主導(dǎo)可變荷載Q1的分項系數(shù);
SGjk——按第j個永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gjk計算的荷載效應(yīng)值;
SQik——按第i個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計算的荷載效應(yīng)值,其中SQ1k為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者;
ψci——第i個可變荷載Qi的組合值系數(shù);
m——參與組合的永久荷載數(shù);
n——參與組合的可變荷載數(shù)。
2)由永久荷載控制的效應(yīng)設(shè)計值,即永久荷載占總荷載的百分?jǐn)?shù)較大:
基本組合中的效應(yīng)設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。
當(dāng)對SQ1k無法明顯判斷時,應(yīng)輪次以各可變荷載效應(yīng)作為SQ1k,并選取其中最不利的荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值。當(dāng)無法判斷是由可變荷載效應(yīng)控制還是由永久荷載效應(yīng)控制時,應(yīng)對兩種情況分別計算,并選大值作為荷載效應(yīng)控制狀況。
3)調(diào)整系數(shù)γL 可變荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL應(yīng)按下列規(guī)定采用:
①樓面和屋面活荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL應(yīng)按表1.1-2(荷載規(guī)范表3.2.5)采用。
表1.1-2 樓面和屋面活荷載考慮設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL
注:1.當(dāng)設(shè)計使用年限不為表中數(shù)值時,調(diào)整系數(shù)γL可按線性內(nèi)插確定。
2.對于荷載標(biāo)準(zhǔn)值可控制的活荷載,設(shè)計使用年限調(diào)整系數(shù)γL取1.0。
②對雪荷載和風(fēng)荷載,應(yīng)取重現(xiàn)期為設(shè)計使用年限,按荷載規(guī)范附錄E3.3條的規(guī)定確定基本雪壓和基本風(fēng)壓,或按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用。
4)基本組合的荷載分項系數(shù)
基本組合的荷載分項系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用:
①永久荷載的分項系數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
a.當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時
對由可變荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.2。
對由永久荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.35。
b.當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,不應(yīng)大于1.0。
②可變荷載的分項系數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取1.3;
其他情況,應(yīng)取1.4。
③對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗算,荷載的分項系數(shù)應(yīng)滿足有關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。
(2)對于偶然組合,荷載偶然組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd可按下列規(guī)定采用:
1)用于承載能力極限狀態(tài)計算的效應(yīng)設(shè)計值,應(yīng)按下式進(jìn)行計算:
式中 SAd——按偶然荷載標(biāo)準(zhǔn)值Ad計算的荷載效應(yīng)值;
ψf1——第1個可變荷載的頻遇值系數(shù);
ψqi——第i個可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。
2)用于偶然事件發(fā)生后受損結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性驗算的效應(yīng)設(shè)計值,應(yīng)按下式進(jìn)行計算:
組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。
(3)對二維、三維混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)按彈性或彈塑性方法分析并以應(yīng)力形式表達(dá)時,可將混凝土應(yīng)力按區(qū)域等代成內(nèi)力設(shè)計值,按上述規(guī)定進(jìn)行計算;也可直接采用多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計驗算。
5.正常使用極限狀態(tài)
對于正常使用極限狀態(tài),鋼筋混凝土構(gòu)件按荷載的準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用的影響,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響,其他結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求,采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合,按下列設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計:
Sd≤C (1.1-6)
式中 C——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值,例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值,應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定采用。
(1)對于標(biāo)準(zhǔn)組合,荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd應(yīng)按下式進(jìn)行計算:
組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。
(2)對于頻遇組合,荷載頻遇組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd應(yīng)按下式進(jìn)行計算:
式中 ψf1——可變荷載Q1的頻遇值系數(shù);
ψqi——可變荷載Qi的準(zhǔn)永久值系數(shù)。
組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。
(3)對于準(zhǔn)永久組合,荷載準(zhǔn)永久組合的效應(yīng)設(shè)計值Sd可按下式進(jìn)行計算:
組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。
【例1.1-2】 下列敘述何項為錯誤( )
(A)建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,必須與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同
(B)對于承載能力極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按荷載的基本組合或偶然組合計算荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值
(C)對于正常使用極限狀態(tài),應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求,采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合
(D)對于正常使用極限狀態(tài)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值
答案:(A)
解答:據(jù)1.1.2節(jié)1(11)(《混凝土規(guī)范》第3.1.5條)規(guī)定“……對其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整”。
【例1.1-3】 一商城的中廳上空采用鋼空腹桁架,其計算跨度l0=21.0m,桁架高度h=3.2m(圖1.1-1)。桁架上弦與下弦桿采用相同的H型鋼截面尺寸,豎腹桿也均采用相同的H型鋼截面尺寸。該桁架上弦節(jié)點10~15均作用2個節(jié)點集中荷載Pgk及Pqk,Pgk為按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值算得的節(jié)點荷載,Pqk為按屋面上人活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2算得的節(jié)點荷載,Pgk=30kN,Pqk=60kN,設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL=1,由此算得桁架下弦桿4-5的軸向拉力設(shè)計值N4-5=____kN。
圖1.1-1 【例1.1-3】圖
a)鋼空腹桁架計算簡圖 b)桁架整體彎矩圖 c)桁架整體剪力圖 d)桁架隔離體計算簡圖
(A)540 (B)675 (C)690 (D)720
答案:(B)
解答:空腹桁架屬超靜定結(jié)構(gòu),不宜采用手算法計算桁架各桿件的內(nèi)力。但是,由于本題僅計算下弦桿4-5(或上弦桿12-13)的內(nèi)力,且本桁架是奇數(shù)孔數(shù)的空腹桁架,故可采用手算法計算該桿的內(nèi)力。
本題由于Pqk/Pgk=60/30=2.0,故可判定屬于可變荷載效應(yīng)控制的組合。
由于本題中空腹桁架的上下弦桿及豎腹桿均是左右對稱,可知桁架整體剪力圖(圖1.1-1c)中的上弦桿12-13及下弦桿4-5的豎向剪力V12-13=V4-5=0.0,相應(yīng)地上下弦桿12-13及4-5在左端點12及4的桿端彎矩也等于零,即M12-13=M4-5=0.0,則下弦桿4-5的軸向拉力設(shè)計值可由隔離體(圖1.1-1d)中對節(jié)點12的彎矩平衡條件算得。即當(dāng)支座點1處的豎向反力設(shè)計值R1=3(1.2Pgk+1.4×1×Pqk)。
則對節(jié)點12的彎矩平衡條件算式為
R1×9.0-(1.2Pgk+1.4×1×Pqk)×(6.0+3.0)=N4-5×3.2
【例1.1-4】 一辦公樓樓面簡支梁的計算跨度l0=10m(圖1.1-2),由永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的梁上線荷載gk=10kN/m,由樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的梁上線荷載qk=8kN/m,設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL=1,由此算得該梁跨中彎矩設(shè)計值M中=____kN·m。
(A)230 (B)290 (C)260 (D)200
答案:(B)
解答:因由可變荷載效應(yīng)控制的組合:γG=1.2,γQ=1.4
由永久荷載效應(yīng)控制的組合:γG=1.35,γQ=1.4,ψc1=0.7
圖1.1-2 樓面簡支梁的計算簡圖
【例1.1-5】 基本數(shù)據(jù)及條件同【例1.1-4】的簡支梁,相應(yīng)地算得該梁左端支座處A的剪力設(shè)計值VA=____kN。
(A)116 (B)106 (C)90 (D)100
答案:(A)
解答:因由可變荷載效應(yīng)控制的組合:
由永久荷載效應(yīng)控制的組合:
【例1.1-6】 一展覽廳的圓弧形靜定三鉸拱,其跨度l=25m,矢高f=4m(圖1.1-3),在C、D、E處均作用著兩個集中荷載Pgk及Pqk,即一是由永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的拱頂集中荷載Pgk=100kN,另一是由拱面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的拱頂集中荷載Pqk=50kN,設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)γL=1,由此算得該拱底部拉桿的軸向拉力設(shè)計值NA=____kN。
(A)560.55 (B)495.8
(C)585.25 (D)593.75
圖1.1-3 三鉸拱的計算簡圖
答案:(D)
解答:該拱是靜定的三鉸拱,可根據(jù)圖1.1-3的拱頂彎矩MD=0的條件,得底部拉桿AB的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的計算公式,即
則
相應(yīng)地底部拉桿的軸向拉力設(shè)計值NA可引用上式進(jìn)行計算,并代入相應(yīng)的荷載分項系數(shù),則有:
由可變荷載效應(yīng)控制的組合:
由永久荷載效應(yīng)控制的組合:
[1]黑體表示強(qiáng)制性條文,全書同。
[2]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)的簡稱,本章下同。