标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨
标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨
熊义泳
(南昌水利水电专科学校南昌330029 )
摘要当永久作用效应对某些建筑结构既有有利情况，又有不利情况时，将不利永久作用分 解为有利永久作用、不利与有利两种作用之差等方法来计算，可简便地算出精确的作用效应设计值。
1问题的提出
永久作用，例如结构物自重，固定设备重„„等，由于制作尺寸和材料重力密度的变异，仍是一个随机变量。永久作用的效应不应是一个定值。在现行SDJ20 - 78规范中，均按作用(荷载) 标准值计算作用的效应，荷载变异对结构的不利影响，在计算公式中的安全系数中计及。新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿) ，采用先进的近似概率极限状态设计法，在承载能力极限状态设计中，考虑永久作用为不定值，其作用效应的计算式为:
S=}YcsCoiGx=+p}Yo}Co}Qk,+GYQiCQiKki
(1)式中S —作用(荷载) 效应组合设计值，
Gk —永久作用(荷载) 的标准值;
4Cki-第一个可变作用(荷载) 的标准值，该可变作用(荷载) 标准值的效应大于其他任意第‘个可变作用(荷载) 标准值的效应;
}ki—其他第，个可变作用(荷载) 的标准值，C —作用效应系数。例如承受集中荷载尸的简支梁，
跨中弯矩M 一丰Plo, 其中P 是集中荷载,M 是作用效应，而l0/4则为作用效应系数。Ca 为永久作用效应系数，C 。为可变作用效应系Pi —可变作用标准值换算系数。 ? 。、，。—分别表示永久作用和可变作的分项系数。
当永久作用(荷载) 的效应对结构不利时，取，c=1.05;有利时，取Y 。二0.950这样，在计算作用(荷载) 效应时，如何选用永久作用(荷载) 分项系数，就成了我们学习和使用新编水工混凝土结构设计规范的一个实际间题。笔者提出了一种切实可行的解决办法，现介绍如下。 单块双向板等受弯构件，以及轴心受拉(压) 件，作用(荷载) 越大，作用(荷载) 的效应值也越大，对结构的安全不利，因而取yc=1,05(不利) 。
(2)对外伸梁(板) ，带悬臂与不带悬臂的单向连续梁(板) ，等跨连续双向板，单跨多层、多跨单层及多跨多层框架瓢其作用(荷载) 对结构产生的有利与不利的影响，难以用简单的“有利”与“不利”来回答。内力计算时，通常是将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加，得出结构构件的最不利内力，并且用最不利内力进行配筋计算。
对这一类结构，在计算作用效应设计值时，可先将永久作用(荷载) 分项系数一律取为YCi =}}95(有利) ，同时，在布置有最不利可变作用的跨(或计算段) 追加〔Yor(不利)- Yci(有利)MGR ，的作用，则在最不利位置，永久作用为:CYCi(不利) 一，。，(有利)}Gki+Yci(有利)Gkt=Yo i(不利)Gki 这样，在永久作用对结构不利时，Yc ‘二1.05, 在有利时，，。‘二0.95，与新编水工混凝土结构设计规范的规定相符。
(3)对承受轴力N 和弯矩M 的偏心受压(拉) 构件，由于轴力N 的变化对受拉侧利弊影响与受压侧相反，要判别永久作用的效应是对结构有利还是不利，几乎是不可能的。在设计时，宜用不利与有利两种不同的永久作用分项系数值算出效应设计值〔N(不利) 、DT(不利);N(有利) ，M(有利) 〕，并分别用他们进行承载力设计。
计算举例
2永久作用分项系数的选择
(1)对单跨梁(板) ，悬臂梁(板) ，已知:某承受分布荷载的三跨连续梁，恒荷载标准值9。二1 kIV/m，活荷载标准值p = Yepk = 1 ki}1/m;可变作用标准值换算系数P} -1.Os 弯矩计算跨度
lo=lOmo
求第一跨跨中最大弯矩设计值Mao 计算简图如上图1所示。由题给已知条
件:恒荷载标准值9。二1 kN/m;活荷载设计值p=1 kN/mo由文献3附录9的公式可知:永久作用效应系数Ca = alto 可变作用效应系数Ce= a,Izo1lo=lOm
查附录9系数表得:
a=0.08y a,=0.1
根据本文方法代入式(1)，作用效应设计值(此处即M,) 为:
M:=aYc(}'}}!)9xloz+Ptac}YGhx+[Yo(不利) 一Yo(有利))yt}loz=0.08x0.95 x1x10z+1x0.1x [1.05 x 1+(1.05一0,95) x 1)x lOz=7.6+11.5=19.1 k I}1 " m
4结束语
(1)永久作用及其效应是一种随机变量。按新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿) ，在承载能力设计表达式中，永久作用的效应不是一个固定值。
(2)对单跨梁(板) ，单块双向板，轴心受拉(压) 构件，永久作用分项系数一律取为Yar =1.05(不利) 。
(3)对外伸梁(板) 、连续梁(板) 及框架内力计算时，可将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加。永久作用分项系数取Yc: = 0.95(有利) ，同时在最不利位置(即布置有可变作用的跨或悬臂段等) 布置即ar(不利) 一Ycr(有利)}Gxio
(4)、对承受轴力N 和弯矩M 的偏心受压(拉) 构件，欲求精确解，则应分别用Ycz(有 利) 、，。‘(不利) 算出两种系数取值的作用效应设计值，并分别用他们进行承载力设计。
(5)本文介绍的永久作用分项系数的选择方法，也适用于按GBJ10-89等规范的设计。 参考文献
i 蒋大骤、张仁爱. 钢筋混凝土沟件计算. 上海:上海科技
出版社，1992; 6
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社，1989; 28
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学. 水工钢筋混凝土结构学. 北京:水利电力出版社，
1987年第二版;325