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3 《结,构设计?
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3?.1 极限状态】的分:项系数设计》方法
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3—.1.1、》。3.1.2》。 这两条是对极】限,状态的规定承—载能力极《限状态可理解为结】构或结构构》件发挥允《许的最大承载—能力的?状态结构《构,件由于塑性》变,形而使其几何形状】发,生显著?改变虽未达到—最大承载《。能力但已彻底不能使!用,也属于达到》这种极限《状态正常使用极【限状态可理》。解为结构《或结构构件》达到:使,用功能上允许的某】个限:值的状态例如某些】构件必须控制变形】、裂缝才能》。满足使用《要求因?。过大的?变形会造成如房屋内!粉刷层剥落、填充】墙和隔断墙开裂及】屋面积水等后果;过!大的裂缝会影—响结构的耐久性;】过大的变形、裂【缝也会?造成用?户,心理上的不安全感
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— 这两种极限!状态有?显著的差异超—过了结构的承载能】力极限状态导致的结!果是结构失效需要】。拆除或大修;而超过!了正常?使用:极限状态通常—不会导致结构的破】坏在消除外部不【利因素?之后结?构,一般还能继续正常使!用(需?要区分?可逆和不可逆—。的正:常使用状态)
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》3,.1.3 结【构设:。计,时,应,针对各种设计状【况和:相关:的承载能力极限状】态,、正常?使用极限状》态进行?分析:其目:。的是要验证》在各种内外》部因:素的条件下(作用】。、材料特《。性、:几何:形状)结构》不会超过极限状【态当有?充分依据表》明结构满足其中【一种极限状态—另,一种极限状态自【然满:足时可以只验—。算起控制作用的【极限:状,态如果不能确定则】必须对两种状—态分别进《行计算和《验,算
3】.1.?。4, 结构《的作用、环境影响以!及自身特性都—是,随时:间变化?的设计状况代—表了在一定时间段】内结构的内外环境状!态需要根据结构的实!际情况(使用条件】、环境条件》。等)选择与此相对】应的设计状况—。包括持久设》计,状况、短暂设计状】况,、偶然设计》状,况对:处于地?震设防区《的结构尚《应,考虑地震设计—状况
! 地震设计】状况需?要和偶然设计状况区!别开来主要》是因为地震》作用具有与火灾、爆!炸、撞击或》。局部破坏《等偶然作用不同的特!点首先地《震设防区需要—进行抗震设计而且】。很多结构是由抗震】设计控?制的;其二》地震作用是能够统】计并有统计资料【的可以根据地震的】重现期确《定地震作用》
—3.1.《5 为了保证结构!的安全性和》适用:性结构设计时选【定的设?计状况应当涵—盖所能够合理预见】到,的各种可能性承载能!力涉及结构安全和】人,身安全因此》各种设计状况下均应!。加以验算《;而持久设计状况适!。用于结构正常使用时!的,情况:因此还应《当进行正《常使用极限状态【设,计其他设《计状况是否进行正常!使用极限状态设计不!做强制要求》可根据实《际情况确定
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3.》1.6? 结构按极—限状态设《计时对不同的—设计状况应采用相应!的作用组合在—每一种作用组合中】还必须选取其中【的最不利组合进【行,有关:的极限状态设—计
3.!1.7 本条规定!了承:载能力极《限状态作用》组合的?具体操作要求
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3.【1.8 《 所谓可《逆的正常《。使用极限《状态是指在导致【超,出极:限状态?的因素移除之后【结构:可以恢复正常的【极,限状态?比如超出极限状【态要求的振动或临时!性的位移《等;而?不可逆的正》常使用?极,限状:态则是?。指,一旦超出极限状态】结构不能再恢复正】常,的,极限状态比》如永久?性的:局部损坏或永—。久,变形不可逆的正常】使,用极限状《态所:采,用的设计准》则与承载能》力极限状《态类似;而可逆的正!常使用极限状态其】设计准则可》根据实际《情况确定
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?3.1.9 本条!规,定了各种基本变量】设计的确《定方法作用》的设:。计值F?d一般可表示为作】用的代表值》Fr与作用的分项系!数γF的乘积对可变!。作用其代表值包【括标准?。。值,、,组合值、频遇值和准!永久值组合值、【。频,遇值和?准永久值可通过对】可变作用标》准值的折减来表【示即分?别对:可变作用的标—准值乘以《不,。大于1的组合值系】数ψc、频》遇值:系数ψ?f和:准永久值《系数ψq
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3.1.10 】 本条规定了承【载能力极限》状态的设计要—求,作用组合效》应设计值包》括了各种与采用【的作用组合相—对应的效应设计【值如轴力《、弯:矩设计值《或表:示几个轴力、—弯矩向量的设计值
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3.1.!11 《作用组合效》。应设计值《包括了各种与—采,用的:作,用组合相对应的效】应设计值如变形、裂!缝等:的,设,计值
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3.1.12】 结构重要性【系数:。γO是考虑结构破坏!后果的严《重性而引入》的,系数:。。对于安全等级为【一级和三《级的:结,构构件分别取1【.1和0.9可【靠度:分析表明采用—这些系?数后结构构件可靠指!标值较安全等—级为二级《的结构构《件,分别增减0.—5左右?考虑不同《投资主?体对建筑结构—可靠:度的要求可》能不同故本》条,仅规定重要性—系数的下限》值,另,外应注意结构—重要性和《结构的抗《震类:别并不?一定完全对应
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3《.1.13~3.1!.15 在—“以概率理论为基础!。、,以,。分项系数表》达的极限状态设计】方法”中将对结【构,可靠度?的要求分解到各种】分项系数设计取值中!作用(?。。包括永久作用、可】变作用等)》分项系数取值越高】相应的结《构可:靠度设?置水平也就越—高但从概率》的观点看一》个结构可靠与—否是随机事》件,无论其可靠度水平】有多高都不能—做到1?00%安《。全可:靠总会有一定的失效!概率存?在因此不《可避:免地存在着》由于:。结构失效带来的【风险(危《及人的生《命、:造成经?济损:失、对?社会或环《境产生?不利影响《等)人们只能做【到,把风险控制在可接受!的范围内一般—来说可?靠度设?置水平越《高风险水平》就越低相应》的一次投资》的经济?代价也越高;相反可!。靠度设置水平越低】风险水平就越高而】相应的一次投资【的经济代价则—越低在?经济发展水平较【低的时候对结—构可靠度的》。投入受到经济—水平的制《约在保证“》基本安全”的前提下!人,们不得?不,承受较?高,的风险;而在经【济发展水平》较高:的条件下人》们更多?会,选择较高的》结构可靠度》。。从而降低所承—。担的风险
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— 荷载效应【组合的?设计值中荷载—分项系?数应根据荷》载不同的变异—系数和荷载的具体组!合情况(包括—不同荷载的效应【比)以及与抗力有】关的分项系数—的取值水平》等因素确《定,以使在不《同,。设计情况《下,的结构?可靠度能趋于—一致由于《历史原因国内各【行业:领域采用的》分项系数有所—。不同本条根据不同】行业领域给出—了分项系数》的取值要求
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本!规范第3.1.1】3条规定了房屋【建筑结构的》分项系数取》值要求对永久作用系!数γG和可》变荷载系数γQ【的,。取值分别根据对【结构构?件承载能力有利和不!利两种情况作出了】具体规定考虑—到标准值《大,于4kN/m2的】工业楼面活荷载变异!系数:通常比较小其分项】系数规?定为1.4
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? 在》倾覆、?滑移或漂浮等有关】结构整体稳定性的验!算中永久作》用,。效,。应一般对结构—是有利的荷》载分项系数》应取小?于1.0的值虽然】各结构标准已—经,广泛采用分项系数】表达方式《但,对永久作用分—项系数的取值—如地下水《荷载的?分项系数各地方【。有差异目前》还不可能采用—统一的系数因此本】规范仅规定永—久作用有利》时,分项系数取不—大于1.0的值但不!规定具体《数值
3!.,1,.16 本—条,。。规定了设计》工作年?限的:调整:。系,数确:定γ:L可采用两种方法】:(1)《使结构在《设,计工作?年限TL内的—可,。靠,指标与在设计基准】。期T的可《靠,指标相同;》(2)使《可变荷载《按设计工作年限TL!定义的标准值—QkL与按设计基准!期T(50年)定】义的标准《值Qk具有相同的概!率,分位:值,按第二种方法—进,。。行分析比较》简单当可变荷载服从!极值Ⅰ型《分布时可《以得到γL的—表达式
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式【中kQ为《可变荷载设》计基准期内最大【值的平均值与标准】值,。之比;δQ为可【变,荷载设计基》准期最大值的变异】。系数表1给出了部分!可变荷载对应不同】设计:工作年?限,时的调?整系数比较可知【规范的取值基本偏】于保:守,
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【 对于风、》。。雪荷载可通过—选择不同重现期的值!来考虑设计》。工作年限的》变化对温度作—用还没?有太多设计经—验考虑设《。计,。工作年?限的调整尚不成熟因!此可变荷《载,调整系数的具—体数据仅限于楼【面,和,屋,面活:荷载
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: , 根据表1】。计算结果对本规范】表3.1.1—6中所列以》外的其他设计工作】年限:对应的γL值按【。线性内插《计算是可行的
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》 对》于荷载?标准值?不会随时间》明,显变化的荷载如【楼面:。均布:活荷载中《的书库、储藏室、】机房、停车库以及】工业楼面均布活荷载!等不需?要考虑设计工作年限!调整系数《
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