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
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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
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!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】
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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
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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
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Fd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ψf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.【13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γ:Q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4:kN/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
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?3.1.1》6 本《条规定?了设计工作年限的调!整系数确《定γL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(5【0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γ【L的表达式
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式中k—Q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
! 《 根据表《1计算结果》对本规?范,表3.1.16【。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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