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2.4 作用和作用组合 2.4.1 作用按时间变化特性分类是最主要的分类方法，它直接关系到作用变量概率模型的选择。 永久作用的统计参数与时间基本无关，故可采用随机变量概率模型来描述；永久作用的随机性通常表现在随空间变异上。可变作用的统计参数与时间有关，故采用随机过程概率模型来描述；在实用上经常可将随机过程概率模型转化为随机变量概率模型来处理。 永久作用可分为以下几类：结构自重；土压力；水位不变的水压力；预应力；地基变形；混凝土收缩；钢材焊接变形；引起结构外加变形或约束变形的各种施工因素。 可变作用可分为以下几类：使用时人员、物件等荷载；施工时结构的某些自重；安装荷载；车辆荷载；起重机荷载；风荷载；雪荷载；冰荷载；多遇地震；正常撞击；水位变化的水压力；扬压力；波浪力；温度变化。 偶然作用可分为以下几类：撞击；爆炸；罕遇地震；龙卷风；火灾；极严重的侵蚀；洪水作用。 某些作用（如地震作用和撞击）既可作为可变作用，也可作为偶然作用，取决于场地条件和结构的使用条件。 虽然任何荷载都具有不同性质的变异性，但在设计中，不可能直接引用反映荷载变异性的各种统计参数，通过复杂的概率运算进行具体设计。因此，在设计时除了采用能便于设计者使用的设计表达式外，对荷载仍应赋予一个规定的量值，称为荷载代表值。荷载可根据不同的设计要求，规定不同的代表值，以使之能更确切地反映它在设计中的特点。本规范给出荷载的四种代表值：标准值、组合值、频遇值和准永久值。荷载标准值是荷载的基本代表值，其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数后得出。 荷载标准值是指其在结构的使用期间可能出现的最大荷载值。由于荷载本身的随机性，因而使用期间的最大荷载也是随机变量，原则上也可用它的统计分布来描述。荷载标准值统一由设计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定。因此，对某类荷载，当有足够资料而有可能对其统计分布作出合理估计时，则可在其设计基准期最大荷载的分布上，根据协议的百分位取其分位值作为该荷载的代表值，原则上可取分布的特征值（例如均值、众值或中值）。实际上，对于大部分自然荷载，包括风雪荷载，习惯上都以其规定的平均重现期来定义标准值，也即相当于以其重现期内最大荷载的分布的众值为标准值。 目前，并非对所有荷载都能取得充分的资料，为此不得不从实际出发，根据已有的工程实践经验，通过分析判断后，协议一个公称值作为代表值。在本规范中，对按这两种方式规定的代表值统称为荷载标准值。 与永久作用和可变作用不同，偶然作用没有充分的统计信息，因此偶然作用的代表值需要根据结构设计使用特点确定。 2.4.2 作用按照其他特性分类，主要是要求结构设计人员在设计过程中，根据作用的特性选择恰当的作用模型，对其进行适当的分类组合，并合理准确的加载。条文中所列3款，分别是按照作用的来源性质、空间变化特点和作用的固有性质进行的分类。 2.4.3 在确定各类可变荷载的代表值时，会涉及出现荷载最大值的时域问题，该时域长度即为“设计基准期”。本规范采用的设计基准期为50年。如果“设计基准期”更长，而可变作用取值和其他设计条件不变，则结构的可靠指标就降低了。因此本条规定，当设计基准期不同时，应当按照可靠指标一致的原则，对可变作用量值进行调整。应注意的是，设计基准期是确定可变荷载取值标准的重要时间参数，和“设计工作年限”是两个不同的概念。 2.4.4 本条规定了确定作用量值大小的一般原则。 2.4.5 工业建筑结构中的工艺荷载，根据工艺要求不同差异很大，对结构设计的影响较大。本条规定了对于工艺荷载的提供资料要求，以保证荷载取值的准确性。 2.4.6 本条规定了各种不同的作用组合的要求。不同设计方法采用的作用组合也有所不同，但究其实质，都是考虑结构在设计工作年限内可能出现的不同类型、不同量值的荷载同时作用的各种情况。因此本条将各种作用组合进行统一规定，再配合不同的设计表达式和相关系数取值进行结构设计。作用组合中的符号“∑”和“+”均表示组合，即同时考虑所有作用对结构的共同影响，不表示代数相加。 基木组合中起控制作用的可变作用一般需要轮次计算方能确定。基本组合与“极限状态的分项系数设计法”相对应，用于承载极限状态设计。 抗震设计的设计方法与作用组合较为特殊，需按照抗震设计要求执行。 标准组合与“极限状态的分项系数设计法”相对应时，用于正常使用极限状态设计。在采用容许应力和安全泰数法设计时,通常也采用标准组合，但组合系数的取值有所区别。此外，有的采用容许应力法的设计规范还对“主力”、“主力+附力”作用下的结构验算作出不同限值规定，也可视为标准组合的不同情况。 频遇组合和准永久组合都是和“极限状态的分项系数设计法”相对应的，用于不同状态的设计验算。 2.4.7 本条规定了结构效应设计值的确定方法。即应同时考虑所有作用对结构的共同影响。 2.4.8 本规范第2.4.7条规定的方法是作用组合效应值的一般确定方法，在实际工程设计时往往根据实际情况有所简化。最为常见的是当作用和作用效应是线性关系时，作用组合的效应可以直接表示为作用效应的组合，这为结构设计带来极大方便。但在应用时，必须注意作用和效应是否满足线性关系这一前提条件。 |