荷载组合及其设计基准期内超越概率的一致性

海上测风塔基础设计考虑的荷载主要包括测风塔塔架荷载（包括自重与风荷载）、波浪荷载、海冰荷载、水流力、基础风荷载、地震作用、检修船舶荷载、撞击力以及自重与浮力等。设计时应确定各荷载的代表值，荷载代表值为设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。

标准值是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值（例如均值、众值、中值或某个分位值）。组合值是对可变荷载而言，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。频遇值是对可变荷载而言，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。准永久值是对可变荷载而言，在设计基准期内其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值[3]。

根据我国国家标准GB 50009—2012，结构设计时对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值作为可变荷载的代表值。可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。

荷载组合指的是按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。基本组合的定义为承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合。偶然组合的定义为承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。标准组合的定义为正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。频遇组合的定义为正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。准永久组合的定义为正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。

对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从以下组合值中取最不利值确定，即

式中 γG——永久荷载的分项系数；

SGk——按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；

γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数；

SQik——按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；

ψci——可变荷载Qi的组合值系数；

n——参与组合的可变荷载数。

基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。当对SQ1k无法明显判断时，轮次以各可变荷载效应为SQ1k，选其中最不利的荷载效应组合。结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应计算为

式中 S——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值等；

γG——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0；(www.xing528.com)

γEh、γEv——水平、竖向地震作用分项系数；

γw——风荷载分项系数；

SGE——重力荷载代表值的效应；

SEhk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；

SEvk——竖向地震作用标准值的效座，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；

Swk——环境荷载标准值的效应；

ψw——环境荷载组合值系数。

对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合。

对于标准组合，荷载效应组合的设计值S应采用

对于频遇组合，荷载效应组合的设计值S应采用

式中 ψf1——可变荷载Q1的频遇值系数；

ψqi——可变荷载Qi的准永久值系数。

对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S可采用

上述3种组合中，组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。