GB55001-2021工程结构通用规范(高清带书签).pdf

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GB55001-2021工程结构通用规范(高清带书签).pdf

用环境、增加荷载、破坏地基基础等均会带来结构安全问题。如 果确实有变更使用用途的要求,则应当经过设计复核,并采取必 要措施

2.1.8本条是对结构拆除的基本要求

2.2安全等级与设计工作年

施的国际标准《结构可靠性总原则一一术语》ISO8930中特别说 明,designservicelife和designworkinglife是等价的两个术语。 设计工作年限”主要是指设计预定的结构或结构构件在正常维 护条件下的服役期限,并不意味着结构超过该期限后就不能使用 广。因此,本规范将该术语统一为“设计工作年限”以更准确表 达其含义。设计工作年限是结构设计的重要参数,不仅影响可变 作用的量值大小,也影响着结构主材的选择。对于业主而言,只 有确定了设计工作年限,才能对不同的结构方案和主材选择进行 化较,优化结构全生命周期的成本GB∕T 20899.3-2019标准下载,获得最佳解决方案。由于行 业之间的差异性,对于本条未予列明的工程结构种类,可根据相

2.2.3本条规定了结构附属设施设计工作年限的确定

2.2.4并非结构的所有部件都满足相同的设计工作年限

结构中某些需要定期更换的组成部分,可以根据实际情况确定设 计工作年限,但在设计文件中应当明确标明。同样,结构部件的 安全等级也可以和结构整体有所不同,也应当在设计文件中明确 标明。

2.3.1本条明确了作用效应的确定方法。结构分析方法要符合

2.3.1本条明确了作用效应的确定方法。结构分析方法要符合 力学基本原理,根据采取的求解方法不同,需要考虑力学平衡条

2.3.1本条明确了作用效应的确定方法。结构分析方法要符合 力学基本原理,根据采取的求解方法不同,需要考虑力学平衡条 件、变形协调条件、材料的短期和长期性质等因素,还要对结构 稳定性加以考虑。

牛作出规定。结构分析所建立的模型是结构体系的简化处理。为 了使其能够反映结构的真实响应,以便为结构设计提供合理准确 的指导,必须掌握影响结构响应的最重要的因素,而忽略某些次 要因素。这些重要因素包括:外形尺寸、材料特性、外部作用等 等。在此过程中引入的简化或者假定,都应当有所依据,避免无 根据的简化或假定对结构分析造成重大影响。在结构分析中,边 界条件与结构模型同样重要,尤其是对于复杂的有限元分析和受 力复杂的结构体系而言,边界条件的准确性直接影响到分析结果 和实际情况的相符程度。

2.3.3正确的分析方法和分析理论,对于结构分析

影响。本条规定了选用分析方法时需要考虑的因素。当结构的材 料性能处于弹性状态时,一般可假定力与变形(或变形率)之间 的相互关系是线性的,可采用弹性理论进行结构分析,这种情况 下,分析比较简单,效率也较高;而当结构的材料性能处于弹塑 性状态或完全塑性状态时,力与变形(或变形率)之间的相互关 系比较复杂,一般情况下都是非线性的,这时应当采用弹塑性理 论或塑性理论进行结构分析。所谓动力作用,是指导致结构或结 构构件产生了显著加速度的作用类型。为了准确反映动力作用的 影响,需要采用动力响应分析或动力系数等方法进行分析。 4左岁

著变异。一般称这种变形效应为儿何非线性或二阶效应。如果这 种变形对结构性能有重要影响,应与结构的几何不完整性一样在 设计中加以考虑

关系到作用变量概率模型的选择 永久作用的统计参数与时间基本无关,故可采用随机变量概 率模型来描述;永久作用的随机性通常表现在随空间变异上。可 变作用的统计参数与时间有关,故采用随机过程概率模型来描 述;在实用上经常可将随机过程概率模型转化为随机变量概率模 型来处理。 永久作用可分为以下几类:结构自重;土压力;水位不变的 水压力;预应力;地基变形;混凝土收缩;钢材焊接变形;引起 结构外加变形或约束变形的各种施工因素。 可变作用可分为以下几类:使用时人员、物件等荷载;施工 时结构的某些自重;安装荷载;车辆荷载;起重机荷载;风荷 载;雪荷载;冰荷载;多遇地震;正常撞击;水位变化的水压 力;扬压力;波浪力;温度变化。 偶然作用可分为以下几类:撞击;爆炸;罕遇地震;龙卷

风;火灾;极严重的侵蚀;洪水作用。 某些作用(如地震作用和撞击)既可作为可变作用,也可作 为偶然作用,取决于场地条件和结构的使用条件。 虽然任何荷载都具有不同性质的变异性,但在设计中,不可 能直接引用反映荷载变异性的各种统计参数,通过复杂的概率运 算进行具体设计。因此,在设计时除了采用能便于设计者使用的 没计表达式外,对荷载仍应赋予一个规定的量值,称为荷载代表 值。荷载可根据不同的设计要求,规定不同的代表值,以使之能 更确切地反映它在设计中的特点。本规范给出荷载的四种代表 值:标准值、组合值、频遇值和准永久值。荷载标准值是荷载的 基本代表值,其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数 后得出。 荷载标准值是指其在结构的使用期间可能出现的最大荷载 值。由于荷载本身的随机性,因而使用期间的最大荷载也是随机 变量,原则上也可用它的统计分布来描述。荷载标准值统一由设 计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定。因此,对某类 荷载,当有足够资料而有可能对其统计分布作出合理估计时,则 可在其设计基准期最大荷载的分布上,根据协议的百分位取其分 位值作为该荷载的代表值,原则上可取分布的特征值(例如均 值、众值或中值)。实际上,对于大部分自然荷载,包括风雪荷 载,习惯上都以其规定的平均重现期来定义标准值,也即相当于 以其重现期内最大荷载的分布的众值为标准值。 目前,并非对所有荷载都能取得充分的资料,为此不得不从 实际出发,根据已有的工程实践经验,通过分析判断后,协议 个公称值作为代表值。在本规范中,对按这两种方式规定的代表 值统称为荷载标准值。 与永久作用和可变作用不同,偶然作用没有充分的统计信 息,因此偶然作用的代表值需要根据结构设计使用特点确定。

计过程中,根据作用的特性选择恰当的作用模型,对其进行运

的分类组合,并合理准确的加载。条文中所列3款,分别是按照 作用的来源性质、空间变化特点和作用的固有性质进行的分类。

值的时域问题,该时域长度即为“设计基准期”。本规范采用的 设计基准期为50年。如果“设计基准期”更长,而可变作用取 直和其他设计条件不变,则结构的可靠指标就降低了。因此本条 规定,当设计基准期不同时,应当按照可靠指标一致的原则,对 可变作用量值进行调整。应注意的是,设计基准期是确定可变荷 载取值标准的重要时间参数,和“设计工作年限”是两个不同的 概念。

2.4.5工业建筑结构中的工艺荷载,根据工艺要求不后

天,对结构设计的影响较大。本条规定了对于工艺荷载的提供 料要求,以保证荷载取值的准确性

2.4.6本条规定了各种不同的作用组合的要求。不同设

采用的作用组合也有所不同,但究其实质,都是考虑结构在设计 工作年限内可能出现的不同类型、不同量值的荷载同时作用的各 种情况。因此本条将各种作用组合进行统一规定,再配合不同的 设计表达式和相关系数取值进行结构设计。作用组合中的符号 “”和“十”均表示组合,即同时考虑所有作用对结构的共同 影响,不表示代数相加。 基本组合中起控制作用的可变作用一般需要轮次计算方能确 定。基本组合与“极限状态的分项系数设计法”相对应,用于承 载极限状态设计。 偶然组合是考虑偶然作用时的组合。 抗震设计的设计方法与作用组合较为特殊,需按照抗震设计 要求执行。 标准组合与“极限状态的分项系数设计法”相对应时,用于 正常使用极限状态设计。在采用容许应力和安全系数法设计时: 通常也采用标准组合,但组合系数的取值有所区别。此外,有的

采用容许应力法的设计规范还对“主力”、“主力十附力”作用下 的结构验算作出不同限值规定,也可视为标准组合的不同情况。 频遇组合和准永久组合都是和“极限状态的分项系数设计 法”相对应的,用于不同状态的设计验算

所有作用对结构的共同影响。

2.4.8本规范第2.4.7条规定的

确定方法,在实际工程设计时往往根据实际情况有所简化。最为 常见的是当作用和作用效应是线性关系时,作用组合的效应可以 直接表示为作用效应的组合,这为结构设计带来极大方便。但在 应用时,必须注意作用和效应是否满足线性关系这一前提条件。

2.5.1环境因素(如二氧化碳、氯化物和湿度等)会对材料特 性有明显影响,进而可能对结构的安全性和适用性造成不利影 响。这种影响因材料而异,因此要求结构设计时对此加以考虑

料性能应通过特定条件下的标准化测试方法确定。 标准试件试验所得的材料性能fspe,一般说来,不等同于结 构中实际的材料性能fstr,有时两者可能有较大的差别。例如, 材料试件的加荷速度远超过实际结构的受荷速度,致使试件的材 料强度较实际结构中偏高;试件的尺寸远小于结构的尺寸,致使 试件的材料强度受到尺寸效应的影响而与结构中不同:有些材 料,如混凝土,其标准试件的成型与养护与实际结构并不完全相 同,有时甚至相差很大,以致两者的材料性能有所差别。所有这 些因素一般习惯于采用换算系数或函数K。来考虑,从而结构中 实际的材料性能与标准试件材料性能的关系可用下式表示:

fstr =Kofspe

由于结构所处的状态具有变异性,因此换算系数或函数K

本条规定了试验数据不充分时,材料性能标准值的取值 连接部位的几何参数不兼容,可能导致结构无法正常施 正重后里因此本冬对公美的兼容性作出规定

5.4本条规定了试验数据不充分时,材料性能标准值的取 全径。

2.5.4本条规定了试验数据不充分时,材料性能标准

2.5.5连接部位的几何参数不兼容

极限状态的分项系数设计方

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充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。 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)。 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

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利 内外部因素的条件下(作用、材料特性、儿何形状),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机 限状态。如果不能确定,则必须对两种状态分别进行计算利 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

.1.4 给构的用、 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。 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

3.1.5为了保证结构的安全性和适用性,结构设计时选

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。

3.1.6结构按极限状态设计时,对不同的设计状况应采

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。

3.1.8所谓可逆的正常使用极限状态,是指在导致超出

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。

3.1.9本条规定了各种基本变量设计的确定方法。作用

值Fa一般可表示为作用的代表值F,与作用的分项系数的 积。对可变作用,其代表值包括标准值、组合值、频遇值和准

人值。组合值、频遇值和准永久值可通过对可变作用标准值的 威来表示,即分别对可变作用的标准值乘以不大于1的组合值 数出、频遇值系数山和准永久值系数山。

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 如轴力、弯矩设计值或表示几个轴力、弯矩向量的设计值

对应的效应设计值,如变形、裂缝等的设计值

3.1.12结构重要性系数 。是考虑结构破坏后果的严重

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。

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

3.1.13~3.1.15

3.1.13~3.1.15 在“以概率理论为基础、以分项系数表达的极

3.1.13~3.1.15

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。 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。对永久作用系数和可变荷载系数的取值,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。 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,自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。

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,可以得到的表达式:

Y=1+0.78kQdQln(TL/T)

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;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。

考虑设计工作年限的可变荷载调整系数计算值

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值,按线性内插计算是可行的。 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

虽然目前工程结构设计大多采用以概率理论为基础、以分项 系数表达的极限状态设计方法,但某些工程领域仍采用传统的容 许应力法和单一安全系数进行设计。作为工程结构设计领域的强 制性通用规范,必须对此作出规定。本节规定了容许应力法和安 全系数法的设计表达式。

.1.1本条规定了结构自重荷载的确定方法。对于自重变异

之开 较大的材料(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件,尤其是 制作屋面的轻质材料等),考虑到结构的可靠性,在设计中应根

据该荷载对结构有利或不利,分别取其自重的下限值或上限值。 此外,要注意的是建筑吊顶以及地面、墙面建筑做法也是决定结 构自重的重要因素

安任息 的重要因素。 对于位置固定的永久设备,其随时间的变异性很小,因 为永久作用处理。

4.1.2对于位置固定的永久设备,其随时间的变异性很小,因

4.1.2对于位置固定的永久设备,其随时间的变异性很 此也作为永久作用处理

响到结构安全性。位置可以灵活布置的隔墙,从时间变异性上看 与可变荷载类似,应按照楼面活荷载处理

4.1.4本条规定了土压力的计算原则。计算水位对土体

有较大影响,因此土的单位体积自重需要根据水位取天然密度、 饱和密度、有效密度等不同密度值进行计算,

4.1.5预应力作为永久作用时,应当采用永存预应力。

4.2楼面和屋面活荷载

4.2.2、4.2.3规定了民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组 合值、频遇值和准永久值系数。规定的取值为设计时必须遵守的 最低要求。如设计中有特殊需要,荷载标准值及其组合值、频遇 值和准永久值系数的取值可以适当提高。第4.2.3条对小型客车 和消防车荷载的取值方法做出单独规定

2.4、4.2.5这两条规定了采用楼面等效均布活荷载方法设

楼面梁、墙、柱及基础时,楼面均布活荷载的折减系数必须遵守 的最低要求。 作用在楼面上的活荷载,不可能以标准值的大小同时布满在 所有的楼面上,因此在设计梁、墙、柱和基础时,还要考虑实际 荷载沿楼面分布的变异情况,也即在确定梁、墙、柱和基础的荷 载标准值时,还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数。 折减系数的确定比较复杂,采用简化的概率统计模型来解决 这个问题还不够成熟。自前除美国规范是按结构部位的影响面积 来考虑外,其他国家均按传统方法,通过从属面积来考虑荷载折

减系数。对于支撑单向板的梁,其从属面积为梁两侧各延伸二分 之一的梁间距范围内的面积;对于支撑双向板的梁,其从属面积 由板面的剪力零线围成。对于支撑梁的柱,其从属面积为所支撑 梁的从属面积的总和;对于多层房屋,柱的从属面积为其上部所 有柱从属面积的总和。 对于有主、次梁布置的双向板上的消防车荷载,一般情况主 梁的折减系数与次梁相同。当次梁间距很小时,主梁承担的荷载 相当于直接来自双向板,可以根据实际情况按主梁跨度确定双向 板的活荷载取值。 应注意的是,本条的折减系数都是针对采用楼面等效均布活 荷载方法进行设计时需要遵守的规定。工程实践中,也可以采用 荷载最不利布置方法对楼面梁、墙、柱及基础进行设计,以获得 更符合实际情况的结果

.2.7本条规定了工业建筑楼面均布活荷载的标准值及其组

直、频遇值和准永久值系数。规定的取值为设计时必须遵守的 低要求。如设计中有特殊需要,荷载标准值及其组合值、频遇 和准永久值系数的取值可以适当提高

值、频遇值和准永久值系数。规定的取值为设计时必须遵守的最 低要求。如设计中有特殊需要,荷载标准值及其组合值、频遇值 和准永久值系数的取值可以适当提高

4.2.9本条是对屋面活荷载的补充规定。

时,除了考虑屋面均布活荷载外,还应另外验算在施工、检修时 可能出现在最不利位置上,由人和工具自重形成的集中荷载。本 条规定了检修荷载取值的最低标准。

4.2.13本条对地下室顶板的施工荷载作出规定。地下室顶板等

4.2.13本条对地下室顶板的施工荷载作出规定。地下室顶板等

部位在建造施工和使用维修时,往往需要运输、堆放大量建筑材 料与施工机具,因施工超载引起建筑物楼板开裂甚至破坏时有发 生,应该引起设计与施工人员的重视。 4.2.14楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆在紧急情况下对

生,应该引起设计与施工人员的重视。 4.2.14楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆在紧急情况下对 人身安全保护有重要作用,因此本规范规定了栏杆荷载的最低取 值要求。

4.2.15本条是施工荷载、检

值和准永久值系数取值的规定。

本节规定了人群荷载的取值。

4.4.1港口码头使用的起重运输机,其荷载标准值直

工艺选定的机型有关。但由于港口装卸工艺的具体要求,各种机 械在实际使用中,往往不是在最大起重量的情况下工作。因此在 确定起重机械荷载时,需根据装卸工艺所选定的机型及要求的起 重量和幅度选取相应的荷载值

时应直接参照制造厂的产品规格作为设计依据。采用最大轮压还 是最小轮压,应当根据起重机竖向荷载是否对结构有利而定,按 照最不利条件来选用。 起重机的水平荷载分纵向和横向两种,分别由起重机的大车 和小车的运行机构在启动或制动时引起的惯性力产生。惯性力为 运行重量与运行加速度的乘积,但必须通过制动轮与钢轨间的摩 擦传递给厂房结构。因此,起重机的水平荷载取决于制动轮的轮 压和它与钢轨间的滑动摩擦系数

5.1本条规定了雪荷载的计算

4.5.2本条规定了基本雪压的取值

4.5雪荷载和覆冰荷载

4.5雪荷载和覆冰荷载

准场地条件下的最大雪压或雪深资料,经统计得到的50年一遇 最大雪压,即重现期为50年的最大雪压。对雪荷载敏感的结构, 例如轻型屋盖,考虑到雪荷载有时会远超结构自重,极端雪荷载 作用下容易造成结构整体破坏,因此规定要提高雪压的取值 标准。

4.5.3本条规定了基本雪压的计算

定了积雪分布系数的基本取值原则和考虑的因素,但对具体取值 不作强制规定

对屋面积雪的影响。该系数是与屋面形状无关的、反映屋面积雪 总量的普适系数。理论分析和模型试验都表明,由于风对积雪的 次蚀作用,屋面积雪总的来说会比地面积雪更少。而且周边越空 旷、高风速发生的频率越高,被吹落的屋面积雪就越多。另外, 气温会影响雪粒子的粘结力,进而影响屋面上积雪发生飘移的风 速阈值,因此也是一个重要影响因素。考虑到国内结构设计的习 惯和概念的简洁,本规范未引人“暴露系数”这一新的计算参 数,而是将其作为积雪分布系数的调整系数加以考虑。鉴于暴露 系数的复杂性,本规范仅规定调整系数的下限值为0.9,未引入 具体的计算方法

4.5.6覆冰对结构物的影响主要体现在四个方面:静力

覆冰对结构风荷载的影响、动力效应和坠冰造成的破坏。(1)结 沟表面积冰后,覆冰重量将造成结构物承受的竖向荷载增加。这 种静力荷载作用对于预应力钢索、细长网架等结构的内力都会造 成显著影响。(2)覆冰对结构风荷载的影响主要体现在两个方 面,一是覆冰改变了结构的受风面积,二是改变了覆冰结构的风

阻系数。(3)覆冰的动力效应有各种不同的表现形式。当覆冰的 质量相对较大时,将使结构自振频率明显降低,改变其动力特 性。其次,由于覆冰改变了结构横截面形状,因此可能产生驰振 等气动不稳定现象,以及涡脱落导致的横风向共振。对于动力敏 感的结构物,还需要考虑覆冰从结构表面脱落造成的振动。 (4)最后,当覆冰从较高处坠落时,可能损坏低处的结构构件, 甚至对行人造成威胁。越高的坠冰意味着越强的撞击作用,因此 坠冰高度是评价此类风险的重要因素。 7本发机 全估频理适和准永方适玄数

式中:β 空气密度(t/m3) Uo 基本风速(m/s)。

4.6.3地面粗糙度类别是确定风压高度变化系数的前提条件。 本条规定了判断地面粗糙度的基本原则。由于大气边界层的发展 是渐进过程,因此判断地面粗糙度时,需要根据建筑高度选择合 适的上风向范围。标准地面粗糙度对应的是基本风速取值的标准 场地,其风压高度变化系数一般按照下式确定:

1.0 0

武中:之 距地面高度(m)

4.6.4体型系数是计算风荷载时的重要参数,其取值大

.6.5不管是对于主要受力结构还是围护结构,风荷载都是

时间变化的,不能直接使用风荷载的平均值进行设计。对于主要 受力结构,除了考虑风压本身的脉动之外,还需要考虑风引起结 构振动所带来的附加荷载;而围护结构刚度一般比较大,结构效 应中通常不需要考虑共振分量。因此现行国家标准《建筑结构荷 载规范》GB50009对于“主要受力结构”和“围护结构”的计 算,分别采用了风振系数和阵风系数作为平均风荷载的放大倍 数。本规范将二者统一为“风荷载放大系数”,并规定了二者的 取值原则。 对于主要受力结构来说,中国荷载规范风振系数采用了与 国外不同的理论体系和计算方法,规定了基于“等效风振力” 的高层和高结构的风振系数取值,但并不适用于大跨屋盖结 构。本条对主要受力结构风荷载放大系数的计算方法不作强制 要求,只规定需要考虑的因素,并规定了其取值的下限值。应 当注意的是,1.2的放大系数只是主要受力结构的最低取值标 准,在很多情况下并不能完全保证结构安全,不能作为一般性 的取值依据。 对于围护结构而言,由于不需要考虑结构振动的影响,因此 只需要考虑风压本身脉动的特性,这又和地形地貌、脉动风特性 和流场特征等因素有关。本条规定的围护结构风荷载放大系数下 限值,假定了瑞流度部剖面取为负指数,且指数绝对值与平均风部 面指数相同。考虑到流度的离散性,以及屋盖边缘、幕墙边缘 等区域分离流动的影响,实际的风荷载放大系数可能会大于该 值。因此本条将其规定为围护结构风荷载放大系数的最低取值 标准。

6.6本条规定了地形修正系数

4.6.7中国幅员辽阔,不同地区风气候特征差异明显,一些地 区最大风的主导风向非常明确。建筑结构在不同风向的大风作用 下风荷载差别很大,考虑风向影响系数是科学合理的处理方法。 本条规定了风向影响系数的计算原则和最低限值要求。

试验的三种情况。 (1)体型复杂。这类建筑物或构筑物的表面风压很难根据规 范的相关规定进行计算,一般应通过风洞试验确定其风荷载, (2)周边干扰效应明显。周边建筑对结构风荷载的影响较 大,主要体现为在干扰建筑作用下,结构表面的风压分布和风压 脉动特性存在较大变化,这给主体结构和围护结构的抗风设计带 来不确定因素。 (3)对风荷载敏感。通常是指自振周期较长,风振响应显著 或者风荷载是控制荷载的各类工程结构,如超高层建筑、高耸结 构、柔性屋盖、大跨桥梁等。当这类结构的动力特性参数或结构 复杂程度超过了现有风荷载计算方法的适用范围时,就应当通过 风洞试验确定其风荷载。 应注意的是,本条仅列举了常见的需要进行风洞试验的三种 情况,并不意味着其他情况就完全不需要进行风洞试验。在条件 允许的情况下,通过风洞试验确定结构风荷载是目前最准确的取 值方法。

明显改变。风环境的改变既会对行人的风环境舒适度造成影响, 也会使得相邻建筑物的表面风荷载,尤其是幕墙等围护结构的风 荷载发生改变。为保证既有建筑的抗风安全,需要评估新建建筑 对相邻建筑是否存在不利影响。如果影响较大,则需要考虑对新 建建筑进行调整以减小其不利影响,或者对既有建筑采取局部加 固等技术措施,

4.7.1本条规定了确定温度作用的基本原则。

4.7.2本条规定了计算温度作用时的热膨胀系数应当采用线膨 胀系数。

4.7.3基本气温是气温的基准值,是确定温度作用所需

人 结构影响最大,也是设计时经常考虑的,其取值及结构分析方法 较为成熟。对室内外温差较大且没有保温隔热面层的结构,或太 阳辐射较强的金属结构等,应考虑结构或构件的梯度温度作用 对体积较大或约束较强的结构,必要时应考虑非线性温度作用, 对梯度和非线性温度作用的取值及结构分析目前尚没有较为成熟 统一的方法。因此,本规范仅对均匀温度作用作出规定,其他情

况设计人员可参考有关文献或根据设计经验的情处理。 以结构的初始温度(合拢温度)为基准,结构的温度作用效 应要考虑温升和温降两种工况。这两种工况产生的效应和可能出 现的控制应力或位移是不同的,温升工况会使构件产生膨胀,而 温降则会使构件产生收缩,一般情况都应校核。 气温和结构温度的单位采用摄氏度,零上为正,零下为负 温度作用标准值的单位也是摄氏度,温升为正,温降为负

应要考虑温升和温降两种工况。这两种工况产生的效应和可能出 现的控制应力或位移是不同的,温升工况会使构件产生膨胀,而 温降则会使构件产生收缩,一般情况都应校核。 气温和结构温度的单位采用摄氏度,零上为正,零下为负, 温度作用标准值的单位也是摄氏度,温升为正,温降为负, 4.7.5本条规定了建筑结构温度的确定原则。结构最高或最低 平均温度一般是指结构在夏季或冬季的平均温度。影响结构平均 温度的因素较多,需要结合施工和正常使用期间的实际情况加以 确定。比如对于有围护的室内结构,需要考虑室内外温差的影 响;对于暴露于室外的结构或施工期间的结构,需要依据结构的 朝向和表面吸热性质考虑太阳辐射的影响。而地下室与地下结构 的温度,还需要考虑离地面深度的影响。 176本冬规完了结构的初始气温确定原则 温游士结构的合

4.7.5本条规定了建筑结构温度的确定原则。结构

平均温度一般是指结构在夏季或冬季的平均温度。影响结构平均 温度的因素较多,需要结合施工和正常使用期间的实际情况加以 确定。比如对于有围护的室内结构,需要考虑室内外温差的影 响;对于暴露于室外的结构或施工期间的结构,需要依据结构的 朝向和表面吸热性质考虑太阳辐射的影响。而地下室与地下结构 的温度,还需要考虑离地面深度的影响。

4.7.6本条规定了结构的初始气温确定原则。混凝土结

拢温度一般可取后浇带封闭时的月平均气温。钢结构的合拢温度 一般可取合拢时的日平均温度,但当合拢时有日照时,应考虑日 照的影响。结构设计时,往往不能准确确定施工工期,因此,结 构合拢温度通常是一个区间值。这个区间值应包括施工可能出现 的合拢温度,即应考虑施工的可行性

4.7.7本条规定了温度作用的组合值系数、频遇值系数和准永 久值系数

4.7.7本条规定了温度作用的组合值系数、频遇值系数

输变电工程质量通病防治手册(2020版).pdf4.8.1本条规定了偶然作用的设计原则。建筑结构

4.8.1本条规定了偶然作用的设计原则。建筑结构设计中,主 要依靠优化结构方案、增加结构穴余度、强化结构构造等措施, 避免因偶然作用引起结构连续倒塌。在结构分析和构件设计中是 否需要考虑偶然作用,要视结构的重要性、结构类型及复杂程度 等因素,由设计人员根据经验决定。 结构设计中应考虑偶然作用发生时和偶然作用发生后两种设

4.8.2~4.8.4规定了爆炸荷载的计算原!

4.8.5本条规定了撞击荷载的计算原则。

4.9.1~4.9.3水流作用是港口工程和桥梁工程中的常见荷载, 本节规定了水流作用的计算方法和水流阻力系数的考虑因素。 4.9.4~4.9.6这三条规定了港口工程结构物上的冰荷载应当考 虑的各种情况以及确定其量值大小的原则,

本节规定了应用于专门行业领域的部分作用。主要包括铁 车作用、公路汽车荷载、冻胀力、波浪力;水工领域常见的 <压力、扬压力、动水压力、围岩作用和淤沙压力等。

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