4.2 荷载和荷载效应计算

4.2.1 设计铝合金结构时应考虑永久荷载、可变荷载、支承结构的变形或沉降、施工荷载、安装荷载、检修荷载等及地震作用、温度变化作用。
4.2.2 设计铝合金结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
结构的重要性系数γ₀应按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定采用，其中对设计年限为25年的结构构件，γ₀不应小于0.95。
4.2.3 框架结构中，梁与柱的刚性连接应符合受力过程中梁柱间交角不变的假定，同时连接应具有充分的强度，承受交汇构件端部传递的所有最不利内力。梁和柱铰接时，应使连接具有充分的转动能力，且能有效地传递横向剪力与轴向力。梁与柱的半刚性连接只具有有限的转动刚度，在承受弯矩的同时会产生相应的交角变化，在内力分析时，必须预先确定连接的弯矩-转角特性曲线，以便考虑连接变形的影响。
4.2.4 框架结构内力分析宜符合下列规定：
1 框架结构内力分析可采用一阶弹性分析。
2 对的框架结构宜采用二阶弹性分析，此时应在每层柱顶附加考虑由式(4.2.4-1)计算的假想水平力h_ni。

式中：
Δu——按一阶弹性分析求得的所计算楼层的层间侧移；
  h ——所计算楼层的高度；
  ∑N——所计算楼层各柱轴心压力设计值之和；
  ∑H——产生层间侧移△u的所计算楼层及以上各层的水平力之和；
  Q_i——第 i 层的总重力荷载设计值；

——框架总层数；
——第 i 层内柱的数目。
对无支撑的框架结构，当采用二阶弹性分析时，各杆件杆端的弯矩M_Ⅱ可用下列近似公式进行计算：

式中：
  M_Ⅰb——假定框架无侧移时按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩；
  M_Ⅰs——框架各节点侧移时按一阶弹性分析求得的各杆杆端弯矩；
  α_2i——考虑二阶效应第 i 层杆件的侧移弯矩增大系数。
注：当按式（4.2.4-3）计算的α_2i≥1.33时，宜增加框架结构的刚度。
4.2.5 大跨度空间结构内力分析时宜考虑几何非线性效应的影响，应计算结构的整体稳定承载力。

条文说明

4.2.1 国内外目前对铝合金结构抗震设计的研究还不深入。铝合金结构抗震设计时，对幕墙结构可以按照现行有关国家行业标准的规定执行；对其他结构，抗震设计参数可以按照现行抗震规范中的钢结构的有关参数取用。
4.2.3 梁柱连接一般采用刚性和铰接连接。半刚性连接的弯矩转角关系较为复杂，它随连接形式、构造细节的不同而异。进行结构设计时，这种连接形式的实验数据或设计资料必须足以提供较为准确的弯矩-转角关系。
4.2.4 一阶分析是针对未变形的结构进行平衡分析，不考虑变形对外力效应的影响。在分析结构内力以进行强度计算时，除少数特殊结构外，按一阶分析通常可以获得足够精确的结果。二阶效应是指结构变形对力的效应，如结构水平位移对竖向力的效应P-△，杆件挠度对轴力作用的效应P-δ，杆件伸长或缩短产生的效应，弯曲使弦长减小的效应以及初始弯曲、初始倾斜产生的效应等。结构的变形将会在结构中引起附加内力，而附加内力的产生将会导致进一步的附加变形，如此往复。考虑二阶效应的方法是用二阶分析考虑变形对外力效应的影响，针对已变形的结构来进行平衡分析。铝合金框架结构的精确分析应考虑二阶效应。
  对于侧移不是很大的框架或者计算精度要求不是很高的框架，其内力计算均可采用一阶弹性分析的方法。一阶弹性计算的结果对于一般的结构足够精确。
  对于侧移很大的框架或者计算精度要求很高的框架，其内力计算应当采用二阶弹性分析的方法。
  本条对铝合金框架结构的内力分析方法作出了具体规定，即所有框架结构（不论有无支撑结构）均可采用一阶弹性分析方法计算框架杆件的内力，但对于

的框架结构则推荐采用二阶弹性分析确定，以提高计算精度。
当采用二阶弹性分析时，为配合计算精度，不论是精确计算或近似计算，亦不论有无支撑结构，均应考虑结构和构件的各种缺陷（如柱子的初倾斜、初偏心和残余应力等）对内力的影响。其影响程度可通过在框架每层柱的柱顶作用有附加的假想水平力（概念荷载）H_ni来综合体现，见图1。
研究表明，框架层数越多，构件缺陷的影响越小。通过数值分析及与国外规范的比较，本规范采用了公式(4.2.4-1)计算H_ni。