2019一级结构工程师《钢筋混凝土结构》讲义：第三章第三节

3.3 实用设计表达式

　　3.3.1 分 项 系 数

　　对于一般常见的工程结构，采用可靠指标进行设计工作量大，有时会遇到统计资料不足而无法进行的困难。考虑到多年来的设计习惯和实用上的简便，《建筑结构设计统一标准》提出了便于实际使用的设计表达式，称为实用设计表达式。

　　例如，永久荷载和可变荷载组合下的设计表达式为

　　μR /γR ≥γGμG +γQμQ (3-8)

　　(1) 抗力分项系数 —— γR

　　(2) 永久荷载分项系数 ——γG

　　(3) 可变荷载分项系数 ——γQ

　　3.3.2 承载能力极限状态设计表达式

　　1. 承载能力极限状态设计简单表达式

　　γ0S ≤ R (3-22)

　　Sk ─→ γsSk ─→ γ0S ≤ R ←─ Rk /γR ←─ Rk

　　荷载效应 荷载效应 荷载效应 承载能力 结构抗力 结构抗力

　　标准值 设计值 组合值 设计值 设计值 标准值

　　式中 γ0——结构构件的重要性系数。

　　2. 荷载效应组合的设计值S

　　实际上荷载效应中的荷载有永久荷载和可变荷载，并且可变荷载不止一个，多个可变荷载也不一定会同时发生，例如，高层建筑各楼层可变荷载全部满载且遇到最大风荷载的可能性就不大。为此，考虑到两个或两个以上可变荷载同时出现的可能性较小，引入荷载组合值系数对其标准值折减。按承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合。

　　对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定:

　　(1) 对由可变荷载效应控制的组合，其承载能力极限状态设计表达式一般形式为

　　(2) 对由永久荷载效应控制的组合，其承载能力极限状态设计表达式的一般形式为

　　式中 γ0 —— 结构构件的重要性系数，与安全等级对应。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;对二级或设计使用年限为50年的结构构件不应小于1.0;对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;

　　γG—— 永久荷载的分项系数。当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合γG = 1.2;由永久荷载效应控制的组合γG = 1.35。当永久荷载效应对结构有利时，取γG =1.0;

　　γQ1、γQi —— 可变荷载的分项系数。γQ1、γQi一般取1.4;

　　SGk、SQ1k、SQik— 分别为永久荷载、第一种可变荷载、其他可变荷载效应的标准值，如荷载引起的弯矩、剪力、轴力和变形等;

　　ψci —— 可变荷载的组合值系数。

　　以上不等式右侧为结构承载力，用承载力函数R(…)表示，表明其为混凝土和钢筋强度标准值(fck、fsk)、分项系数(γc、γs)、几何尺寸标准值(ak)以及其他参数的函数。

　　3. 一般排架和框架结构的简化表达式

　　对于一般常遇的排架结构和框架结构，为了计算方便，可变荷载的影响大小可不予区分，并采用相同的组合值系数。对由可变荷载效应控制的组合，其设计表达式可以简化表达为

　　对由永久荷载效应控制的组合，其承载力极限状态设计表达式仍为(3-25)。