第二節 作用和作用效應

一、結構上的作用、作用效應和結構抗力

結構產生各種效應的原因，統稱為結構上的作用。結構上的作用包括直接作用和間接作用。直接作用指的是施加在結構上的集中力或分布力，例如結構自重、樓畫活荷載和沒備自重等。

直接作用的計算一般比較簡單，引起的效應比較直觀。間接作用指的是引起結構外加變形或約束變形的作用，例如溫度的變化、混凝土的收縮或徐變、地基的變形、焊接變形和地震等，這類作用不是以直接施加在結構上的形式出現的，

但同樣引起結構產生效應。間接作用的計算和引起的效應一般比較復雜，例如地震會引起建筑物產生裂縫、傾斜下沉以至倒塌，但這些破壞效應不僅僅與地震震級、烈度有關，還與建筑物所在場地的地基條件、建筑物的基礎類型和上部結構體系有關。

過去習慣上將上述兩類不同性質的作用統稱為荷載。例如將溫度變化稱為溫度荷載，將地震作用稱為地震荷載等，這樣就混淆了兩類不同性質的作用，特別是對間接作用的復雜性認識不足。

根據目前結構理論發展水平以及現有規范頒布的現狀，對直接作用在結構上的荷載可按《建筑結構荷載規范》(GB50009—2001)(以下簡稱《荷載規范》)的規定采用，對間接作用，除了對地震作用按《建筑抗震設計規范》(GB50011—2001)(以下簡稱《抗震規范》)的規定采用外，其余的間接作用暫時還未制定相應的規范。

考慮到廣大設計人員的現狀及習慣上的銜接，目前還未將兩類作用嚴格劃分，而將其簡稱為荷載。

作用在結構上的直接作用或間接作用，將引起結構或結構構件產生內力(如軸力、彎矩、剪力、扭矩等)和變形(如撓度、轉角、側移、裂縫等)，這些內力和變形總稱為作用效應，其中由直接作用產生的作用效應稱為荷載效應。

結構或結構構件承受內力和變形的能力，稱為結構的抗力，如構件的承載能力、剛度的大小、抗裂縫的能力等。結構抗力與結構構件的截面形式、截面尺寸及材料強度等級等因素有關。

二、荷載的分類

荷載是一個不確定的隨機變量。在《建筑結構可靠度設計統一標準》(GB50068一2001》(以下簡稱《統一標準》)中，規定設計基準期為50年，在這段期間內，荷載不僅在量值上是變化的，并且，作用在結構上的時間持續性也是變化的。因此在《荷載規范》中，將荷載按以下原則進行了分類。

1.按隨時間變異分類

(1)永久荷載(亦稱恒載)。在設計基準期內，其量值不隨時間變化，或即使有變化，其變化值與平均值相比可以忽略不計的荷載。如結構的自重、土壓力、預應力等。

(2)可變荷載(亦稱活載)。在設計基準期內，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不能忽略的荷載。如樓(屋)面活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載、風荷載、吊車荷載等。

(3)偶然荷載。在設計基準期內，可能出現，也可能不出現，但一旦出現，其量值很大且持續時間很短的荷載。如地震、爆炸力、撞擊力等。