7 极限状态设计表达式

7.0.1 为了使所设计的结构构件在不同情况下具有比较一致的可靠度，本标准采用了多个分项系数的极限状态设计表达式。
本标准将荷载分项系数按永久荷载与可变荷载分为两大类，以便按荷载性质区别对待。这与目前许多国家规范所采用的设计表达式基本相同。考虑到各类材料结构的通用性，通过对各种结构构件的可靠度分析，本标准对常用荷载分项系数给出了统一的规定。
结构构件抗力分项系数，应按不同结构构件的特点分别确定，亦可转换为按不同的材料采用不同的材料性能分项系数。本标准对此未提出统一要求，在各类材料的结构设计规范中，应按在各种情况下β具有较佳一致性的原则，并适当考虑工程经验具体规定。

7.0.2 原标准中规定的荷载分项系数系按下列原则经优选确定的：在各种荷载标准值已给定的前提下，要选取一组分项系数，使按极限状态设计表达式设计的各种结构构件具有的可靠指标与规定的可靠指标之间在总体上误差最小。在定值过程中，对钢、薄钢、钢筋混凝土、砖石和木结构选择了14种有代表性的构件，若干种常遇的荷载效应比值（可变荷载效应与永久荷载效应之比）以及三种荷载效应组合情况（恒荷载与住宅楼面活荷载、恒荷载与办公楼楼面活荷载、恒荷载与风荷载）进行分析。最后确定，在一般情况下采用γ_G＝1.2，γ_Q＝1.4，本标准继续采用。
为保证以永久荷载为主结构构件的可靠指标符合规定值，本次修订增加了式（7.0.2-2），与式（7.0.2-1）同时使用，该设计表达式对以永久荷载为主的结构起控制作用。
一般情况下，一个建筑总有两种及两种以上荷载同时作用。每个荷载的大小都是一个随机变量，而且是随时间而变化的，不应也不可能同时都以最大值出现在同一结构物上。将荷载模型化为等时段矩形波函数，按荷载组合理论，依据可靠指标一致性原则，可根据荷载统计参数与荷载样本函数求得组合值系数。原《建筑结构设计统一标准》（GBJ 68—84），仅给出当风荷载与其他可变荷载组合时，组合值系数可均采用0.6这一规定，避而不谈其他情况，其原因是荷载规范一直沿用遇风组合原则，当时规范编制者认为这种情况最有把握。这样规定的结果可能产生其他情况不应考虑组合值系数的误解。新修订的荷载规范认为“遇风组合”原则过于保守，因此取消“遇风组合”规定，采用两种及两种以上可变荷载均应考虑组合值系数的规定。
考虑到采用式（7.0.2-1）对排架和框架结构可能增加一定的计算工作量，为了应用简便起见，本标准允许对一般排架、框架结构采用简化的设计表达式（7.0.2-3），并与式（7.0.2-2）同时使用。
当结构承受两种或两种以上可变荷载，且其中有一种量值较大时，则有可能仅考虑较大的一种可变荷载更为不利。
荷载效应与荷载为线性关系是指两者之比为常量的情况。
偶然组合是指一种偶然作用与其他可变荷载相组合。偶然作用发生的概率很小，持续的时间较短，但对结构却可造成相当大的损害。鉴于这种特性，从安全与经济两方面考虑，当按偶然组合验算结构的承载能力时，所采用的可靠指标值允许比基本组合有所降低。国际“结构安全度联合委员会”（JCSS）编制的《对各类结构和各种材料的共同统一规则》附录一中也反映了这个原则，其偶然状态下可靠指标的计算公式如下：

应该指出，当p_f≥p₀/2时β为负值，故应用上述公式时尚需规定其他条件。
由于不同的偶然作用，如撞击和爆炸，其性质差别较大，目前尚难给出统一的设计表达式，故本标准只提出了建立偶然组合设计表达式的一般原则。对于偶然组合，一般是：（1）只考虑一种偶然作用与其他荷载相组合；（2）偶然作用不乘以荷载分项系数；（3）可变荷载可根据与偶然作用同时出现的可能性，采用适当的代表值，如准永久值等；（4）荷载与抗力分项系数值，可根据结构可靠度分析或工程经验确定。

7.0.3 结构重要性系数γ₀在原标准中是考虑结构破坏后果的严重性而引入的系数，对于安全等级为一级和三级的结构构件分别取1.1和0.9。可靠度分析表明，采用这些系数后，结构构件可靠指标值较安全等级为二级的结构构件分别增减0.5左右，与表3.0.11的规定基本一致。本次修订中除保留原来的意义外，对设计使用年限为100年及以上和5年的结构构件，也通过结构重要性系数γ₀对作用效应进行调整。考虑不同投资主体对建筑结构可靠度的要求可能不同，故允许结构重要性系数γ₀分别取不应小于1.1、1.0和0.9。

7.0.4 对永久荷载系数γ_G和可变荷载系数γ_Q的取值，分别根据对结构构件承载能力有利和不利两种情况，做出了具体规定。
在某些情况下，永久荷载效应与可变荷载效应符号相反，而前者对结构承载能力起有利作用。此时，若永久荷载分项系数仍取同号效应时相同的值，则结构构件的可靠度将严重不足。为了保证结构构件具有必要的可靠度，并考虑到经济指标不致波动过大和应用方便，本标准规定当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，γ_G不应大于1.0。

7.0.5～7.0.6 对于正常使用极限状态，本标准规定按荷载的持久性采用三种组合：标准组合、频遇组合和准永久组合。由于目前对正常使用极限状态的各种限值及结构可靠度分析方法研究得不充分，因此结构设计仍需以过去的经验为基础进行。频遇组合和准永久组合在设计时如何应用，应由各类材料结构设计规范根据各自的特点具体规定。