4.2 荷载效应组合值

4.2.1 工程结构设计应根据生产工艺、设备配置等实际，对在使用过程中可能同时出现的荷载，按结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应采用各自最不利的组合。常用的荷载组合应分为基本组合、标准组合、准永久组合或频遇组合以及偶然组合。

4.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应符合下式规定：

式中：
γ₀——结构重要性系数，应按国家现行各有关建筑结构设计标准的规定采用；

S_d——承载能力极限状态荷载组合的效应设计值，按本规范第4.2.3条、第4.2.8条计算计取；

R_d——结构构件抗力的设计值，应按国家现行有关建筑结构设计标准的规定采用。

4.2.3 荷载基本组合的效应设计值，应从下列荷载组合值中取用最不利的效应设计值确定，并应符合下列规定：

1 由可变荷载控制的效应设计值，应按下式采用：

式中：
——第j个永久荷载的分项系数，应按本规范第4.3.1条采用；

——第i个可变荷载的分项系数，其中为主导可变荷载Q1的分项系数，按本规范第4.3.1条采用；

——按第j个永久荷载标准值计算的荷载效应值；

——按第i个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中为诸可变荷载效应中起控制作用者；

——第i个可变荷载Qi的组合值系数，应按本规范第4.3.4条采用；

——第i个可变荷载设计使用年限的调整系数，其中为主导可变荷载设计使用年限的调整系数，应按第4.3.2条采用；

m——参与组合的永久荷载数；

n——参与组合的可变荷载数。

2 由永久荷载控制的效应设计值，应按下式采用：

3 荷载效应设计值中有关参数的选取应符合下列规定：

1)组合中的效应设计值应满足荷载与荷载效应为线性的条件；

2)当对法明显判断时，应依次以各可变荷载效应作为，选其中最不利的荷载效应设计值；

3)当有预应力作用时，预应力荷载应为永久荷载。

4.2.4 对于正常使用极限状态，应根据不同设计要求，采用荷载的标准组合、准永久组合或频遇组合计算荷载组合效应设计值，并应符合下式规定：

式中：
S_ds——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值，按本规范第4.2.5条～第4.2.7条计取；

C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，包括变形、裂缝、振动线位移、振动速度、应力等的限值，应按国家现行有关建筑结构标准的规定采用。

4.2.5 荷载标准组合的效应设计值，应按下式采用：

注：组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

4.2.6 荷载准永久组合的效应设计值，可按下式采用：

式中：ψ_qi——第i个可变荷载Q_ik的准永久值系数，按本规范第4.3.4条采用。

注：组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

4.2.7 荷载频遇组合的效应设计值，可按下式采用：

式中：——第1个可变荷载Q1k的频遇值系数，按本规范第4.3.4条采用。

注：组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

4.2.8 偶然设计状况时，荷载偶然组合的效应设计值应按下列规定采用：

1 结构承载能力极限状态计算的效应设计值，应按下式采用：

式中：——按偶然荷载设计值Ad计算的荷载效应值，偶然荷载分项系数按本规范第4.3.6条采用。

2 偶然事故发生后，受损结构整体稳固性验算的效应设计值应按下式采用：

3 本条第1款和第2款中，组合中的效应设计值应满足荷载与荷载效应为线性的条件。

4 不应同时将两种及以上的偶然荷载进行组合。

5 与偶然荷载同时出现的其他荷载代表值宜依据工程实际确定。也可根据工程经验、试验、测试资料，以及偶然设计状况相关规定选用。

条文说明

4.2.1 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。工程设计中的极限状态均以结构某种荷载效应(如内力、应力、变形、裂缝等)超过相应规定的限值为依据。根据设计中要求考虑的结构功能，结构的极限状态大体可分为两大类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。一般前者以结构的内力为依据，后者以结构的变形、裂缝、振动位移等为依据。

对于所考虑的极限状态，在确定其荷载效应时，应对可能同时出现的所有荷载(作用)加以组合，求得该结构上的荷载总效应。应考虑荷载的位置、方向等不同变化，在多种多样的可能组合中，取其中最不利的一组用于验算。

4.2.2 文中采用的公式均为设计计算通式，适用于各种类型的建筑结构，如钢结构、混凝土结构、砌体结构等，并适用于各种形式的结构构件承载能力，以及不同使用要求极限状态的验算。公式中对不同结构构件抗力设计值或者结构或构件达到正常使用要求的限值的选用应分别符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 5017、《混凝土结构设计规范》GB 50010等的有关规定。

此外，结构重要性系数(γ0)的选取应同样符合现行国家各建筑结构有关标准的规定。

4.2.3 根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定，结构承载能力极限状态的荷载组合，依据设计状况选用不同的组合。对持久和短暂设计状况应采用基本组合，对偶然设计状况应采用偶然组合。

在承载能力极限状态的基本组合中，正文中给出的式(4.2.3-1)和(4.2.3-2)提供了荷载效应组合值的表达式。其目的在于保证在各种可能出现的荷载组合情况下，通过工程设计都能使结构保持在相同的可靠度水平上。需要注意的是，组合效应设计值公式中，荷载与效应都是线性关系。

参照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153、《建筑结构荷载规范》GB 50009，对可变荷载引入调整系数γL来解决结构设计荷载取值的不同步问题，当设计使用年限与设计基准期不同时，采用调整系数γL进行调整。这使得影响设计使用年限长短的重要因素从荷载取值上得以体现，而设计使用年限长短的另一关键影响因素，需要从相关工程结构的耐久性设计中予以反映。

基本组合的效应设计值的规定是在现行国家相关标准要求的基础上，并依据有色金属工程实践制订出的，遵照上述规定选取荷载基本组合最不利值，通过验算既保证了工程结构应有的可靠度水平，同时使工程项目更具有合理性和经济性，应按规定要求执行。

此外，对于工业厂房的一般排架、框架结构，基本组合尚可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：

(1)由可变荷载效应控制的组合值，可选用式(1)或式(2)：

上述公式中的符号同本规范式(4.2.3-1)。

(2)由永久荷载效应控制的组合：

同本规范正文中的式(4.2.3-2)，其中可变荷载设计使用年限的调整系数γ_L可略去不计。

对于上述一般排架、框架采用简化规则，曾在《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001中采用，用于手算时简单明了，对于框架、排架设计估算和简单验算工作十分方便，甚为有利。只是近年来鉴于电算的普及与提高，此公式对大多数框架、排架计算已显得无实际意义，现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012已撤销该简化规则和计算公式。但考虑到有色金属工程设计多年工作的常规习惯与验算经验，本规范仍将该计算公式附于此供参考选用。

4.2.4 同第4.2.2条的条文说明。

4.2.8 偶然作用的类型较多，且情况较为复杂多变。因而对偶然设计状况，荷载偶然组合的效应设计值比常规荷载组合显得困难、繁琐(荷载的标准值、计算值、频遇值和准永久值同时参与组合等)。参考国家相关标准的要求，本规范给出了承载力极限状态的偶然组合效应设计值的一般表达式。同时，考虑在爆炸、火灾等偶然因素作用下，结构难免会出现局部的损伤、破坏，如梁、板等构件发生过大的塑性变形、局部失稳以及部分梁、个别柱出现塑性铰，但是结构的整体尚应处在不会连续倒塌的“准安全”范围之中。

为防止偶然作用下受损结构整体倒塌，本规范还给出了偶然事故发生后，已经受损结构在相应荷载作用下满足整体稳固的设计值表达式，从而保证结构不致立即整体倒塌，为抢建、加固以及继续利用提供必要的条件。

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