荷载组合(loading combinations)指的是根据桥涵特性、使用要求、桥位处自然条件、荷载发生频率等，由规范规定在设计时应考虑可能在结构上同时出现的若干荷载。

正文(简述 样本函数描述)

荷载的组合分类

结构设计

应用

正文

简述

荷载组合是荷载效应组合的简称。指各类构件设计时不同极限状态所应取用的各种荷载及其相应的代表值的组合。应根据使用过程中可能同时出现的荷载进行统计组合，取其最不利情况进行设计。

以往对荷载组合主要是凭借工程设计经验，采用能被工程界广泛接受的荷载组合系数来表达。近年来，在荷载统计分析研究方面，由于引用了随机过程作为可变荷载的概率模型，使荷载随时间而变异的客观现实逐渐得到反映，从而有可能在基于概率理论的基础上，提出荷载组合的各种实用方法。完善的理论还有待发展。

样本函数描述

现今能供实用的荷载组合理论，主要是将各种荷载简化成比较简单的随机过程概率模型。对常遇的各种荷载，一般可用三种典型的荷载随机过程概率模型，即荷载随时间变化的样本函数来描述：

① 永久荷载。在设计基准期T内保持恒定的量值，随时间的变化很小，也即荷载出现的概率p=1，重现次数r=1，其样本函数如图1a。

荷载组合

② 持续可变荷载。在设计基准期T 内的重现次数r>1(荷载一次持续施加于结构上的时段长度为τ，而在设计基准期T内重现次数为r,即r=T/τ),在每一时段内出现的概率p≥0，其样本函数如图1b。

③ 瞬时可变荷载。在设计基准期T内的重现次数r很多,但持续时间短,在每时段内出现的概率p也很小,其样本函数如图1c。

其中可变荷载的出现或变动的时刻，一般可按泊松过程考虑，其荷载的持续时间也可采用各种不同的统计规律。

当进行荷载组合时，可以按上述荷载随机过程概率模型进行线性叠加，以求得设计基准期内最大荷载效应概率分布,如果直接应用随机过程组合理论,分析过程极为复杂,目前仅仅在有限的范围内应用。一般在工程结构上采用的荷载组合方法是将各种可变荷载进一步统一地模型化为等时段矩形波函数。将每一个可变荷载Qi在设计基准期T内划分为ri个相等的基本时段τi,ri=T/τi，在每个基本时段内，该荷载被认为是随机变量，其幅值不变,如图2所示。在设计基准期内最大荷载的概率分布函数，一般可用下式计算：

荷载组合

F惃(x)=【FQ(x)】m

式中 F惃(x)为设计基准期内最大荷载QT的概率分布函数；FQ(x)为任意时点荷载Q的概率分布函数；m为设计基准期内荷载平均出现次数,m=pr。根据上述假定,使各种荷载的随机过程叠加可近似地按下述组合规则用荷载随机变量求和来处理，比较简便。 荷载的组合规则是将n个可变荷载Qi按其ri的递增次序排列，即r1≤r2≤…≤rn,并要求ri/ri-1为正整数。组合时依序取Qi在【0，T】内的最大荷载的概率分布，同时应对出现次数大于ri的其他荷载Qi+1,Qi+2,…,Qn，则分别取τi,τi+1,…,τn-1时段内的最大荷载概率分布，而组合后的最大荷载为n项随机变量之和,其概率分布函数可通过各项随机变量概率分布函数Fi(x) 的卷积求得。如此依序进行，n个可变荷载可获得n种以上的组合。当n=3，图3给出四项可能的荷载不利组合,其组合的概率分布F惃(x)可分别按下列卷积方法求得：① F惃(x)=【F怅(x)】r1*【F闷(x)】r2/r1*【F悹(x)】r3/r2② F惃(x)=【F怅(x)】r1*【F闷(x)】*【F悹(x)】r3/r1③ F惃(x)=【F怅(x)】*【F闷(x)】r2*【F悹(x)】r3/r2④ F惃(x)=【F怅(x)】*【F闷(x)】*【F悹(x)】r3

荷载组合。式中F怅(x),F闷(x),F悹(x)分别为荷载Q1,Q2,Q3在其基本时段内的概率分布，*为卷积运算符号。

最后即根据各种不利的荷载组合，计算结构的可靠指标，取其最小者为该结构上的最不利荷载组合，作为控制设计的依据。

荷载的组合分类

根据各种荷载的重要性，荷载的组合分为六类:组合Ⅰ-Ⅵ:

组合Ⅰ： 基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种相组合；

组合Ⅱ： 基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种和其它可变荷载的一种或几种相

组合；

组合Ⅲ： 平板挂车或履带车，与结构重量、预加应力、土的重力及土侧压力的一种或几种相组合；

组合Ⅳ： 基本可变荷载（平板挂车或履带车除外）的一种或几种，与永久荷载的一种或几种和偶然荷载中的船只或漂流物的

撞击力相组合；

组合Ⅴ： 桥涵在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的施工荷载（如结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥

的单向推力等）进行组合；

构件在吊装时，其自重应乘以动力系数1.2或0.85，并可视构件具体情况适当增减；

组合Ⅵ： 结构重力、预加应力、土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合。

结构设计

荷载组合详解

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荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么？分别用在什么情况下？

Idarc

1）基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合，它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合，荷载效应设计值取两者的大者。两者中的分项系数取值不同，这是新规范不同老规范的地方，它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。

在承载力极限状态设计中，除了基本组合外，还针对于排架、框架等结构，又给出了简化组合。

2）标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。

标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。在组合中，可变荷载采用标准值，即超越概率为5%的上分位值，荷载分项系数取为1.0。可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。

应用

频遇组合是新引进的组合模式，可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数），其值是这样选取的：考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10%左右。频遇组合目前的应用范围较为窄小，如吊车梁的设计等。由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来，所以在其它方面的应用还有一段的时间。

准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。在设计基准期内，可变荷载超越荷载准永久值的概率在50%左右。准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。最为典型的是：对于裂缝控制等级为2级的构件，要求按照标准组合时，构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，在按照准永久组合时，要求不出现拉应力。