结构设计常用条文速查与解析
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1 基木规定

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068—2001

1.0.5 结构的设计使用年限应按表1.0.5采用。

表1.0.5 设计使用年限分类

【条文解析】

结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,即房屋建筑在正常没计、正常施工、正常使用和包括必要的检测、防护及维修在内的正常维护下所应达到的使用年限。在设计使用年限内,结构应具有设计规定的可靠度。在达到设计规定的设计使用年限后,结构或结构构件的可靠度可能会降低,但从技术上讲,并不意味着其已完全失去继续使用的安全保障。结构或结构构件能否继续安全使用,宜进行可靠度鉴定,在采取相应措施后,仍可使用。

结构的设计使用年限应按本条要求确定;若建设单位提出更高要求,也可按建设单位的要求确定。

1.0.8 建筑结构设计时。应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表1.0.8的要求。

表1.0.8 建筑结构的安全等级

【条文解析】

按建筑结构破坏后果的严重性统一划分为三个安全等级。其中,大量的一般建筑物列入中间等级;重要的建筑物提高一级;次要的建筑物降低一级。至于重要建筑物与次要建筑物的划分,则应根据建筑结构的破坏后果,即危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。

《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012

3.1.2 建筑结构设计时,应按下列规定对不同荷载采用不同的代表值:

1 对永久荷载应采用标准值作为代表值;

2 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;

3 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

【条文解析】

结构设计中采用何种荷载代表将直接影响到荷载的取值和大小,关系结构设计的安全。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设计表达式外,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。荷载标准值是荷载的基本代表值,而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,设计基准期统一规定为50年,而对该分位值的百分位未作统一规定。

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,则在其设计基准期最大荷载的分布上,可根据协议的百分位,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(如均值、众值或中值),国际上习惯称为荷载的特征值。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众值为标准值。

3.1.3 确定可变荷载代表值是应采用50年设计基准期。

【条文解析】

在确定各类可变荷载的标准值时,会涉及出现荷载最大值的时域问题,本规范统一采用一般结构的设计使用年限50年作为规定荷载最大值的时域,在此也称为设计基准期。采用不同的设计基准期,会得到不同的可变荷载代表值,因而也会直接影响结构的安全。

3.2.4 基本组合的荷载分项系数,应按下列规定采用:

1 永久荷载的分项系数应符合下列规定:

1)当永久荷载效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取1.2,对由永久荷载效应控制的组合应取1.35;

2)当永久荷载效应对结构有利时,不应大于1.0。

2 可变荷载的分项系数应符合下列规定:

1)对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载,应取1.3;

2)其他情况,应取1.4。

3 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,荷载的分项系数应满足有关的建筑结构设计规范的规定。

【条文解析】

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。但为了设计上的方便,将荷载分成永久荷载和可变荷载两类,相应给出两个规定的系数γG和γQ。这两个分项系数是在荷载标准值已给定的前提下,使按极限状态设计表达式设计所得的各类结构构件的可靠指标,与规定的目标可靠指标之间,在总体上误差最小为原则,经优化后选定的。

在倾覆、滑移或漂浮等有关结构整体稳定性的验算中,永久荷载效应一般对结构是有利的,荷载分项系数一般应取小于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,但对永久荷载分项系数的取值,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,在本规范中原则上不规定与此有关的分项系数的取值,以免发生矛盾。当在其他结构设计规范中对结构倾覆、滑移或漂浮的验算有具体规定时,应按结构设计规范的规定执行,当没有具体规定时,对永久荷载分项系数应按工程经验采用不大于1.0的值。

5.1.1 民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的取值,不应小于表5.1.1的规定。

表5.1.1 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

续表

注:1 本表所给各项活荷载适用于一般使用条件,当使用荷载较大、情况特殊或有专门要求时,应按实际情况采用。

2 第6项书库活荷载当书架高度大于2m时,书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/m2确定。

3 第8项中的客车活荷载只适用停放载人少于9人的客车;消防车活荷载是适用于满载总重为300k N的大型车辆;当不符合本表的要求时,应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则,换算为等效均布荷载。

4 第8项消防车活荷载,当双向板楼盖板跨介于3m×3m~6m×6m时,应按跨度线性插值确定。

5 第2项楼梯活荷载,对预制楼梯踏步平板,尚应按1.5k N集中荷载验算。

6 本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按永久荷载考虑,当隔墙位置可灵活自由布置时,非固定隔墙的自重应取不小于1/3的每延米长墙厚(kN/m)作为楼面活荷载的附加值(kN/m2)计入,且附加值不应小于1.0kN/m2

【条文解析】

表5.1.1中列入的民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数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。

5.1.2 设计楼面梁、墙、柱及基础时,本规范表5.1.1中楼面活荷载标准值的折减系数取值不应小于下列规定:

1 设计楼面梁时:

1)第1(1)项当楼面梁从属面积超过25m2时,应取0.9;

2)第1(2)~7项当楼面梁从属面积超过50m2时,应取0.9;

3)第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8,对单向板楼盖的主梁应取0.6,对双向板楼盖的梁应取0.8;

4)第9~13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

2 设计墙、柱和基础时:

1)第1(1)项应按表5.1.2规定采用;

2)第1(2)~7项应采用与其楼面梁相同的折减系数;

3)第8项的客车,对单向板楼盖应取0.5,对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8;

4)第9~13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

注:楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距的范围内的实际面积确定。

表5.1.2 活荷载按楼层的折减系数

注:当楼面梁的从属面积超过25m2时,应采用括号内的系数。

【条文解析】

本条列入的设计楼面梁、墙、柱及基础时的楼面均布活荷载的折减系数,为设计时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,允许按楼面活荷载标准值乘以折减系数。

5.3.1 房屋建筑的屋面,其水平投影面上的屋面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的取值,不应小于表5.3.1的规定。

表5.3.1 屋面均布活荷载标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数

注:1 不上人的屋面。当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用;对不同类型的结构应按有关设计规范的规定采用,但不得低于0.3kN/m2

2 当上人的屋面兼作其他用途时,应按相应楼面活荷载采用。

3 对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载,应采取构造措施加以防止;必要时,应按积水的可能深度确定屋面活荷载。

4 屋顶花园活荷载不应包括花圃土石等材料自重。

【条文解析】

本条规定表5.3.1中列入的屋面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数为设计时必须遵守的最低要求。

5.5.1 施工和检修荷载应按下列规定采用:

1 设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、悬挑雨篷和预制小梁时,施工或检修集中荷载标准值不应小于1.0k N,并应在最不利位置处进行验算。

2 对于轻型构件或较宽的构件,应按实际情况验算,或应加垫板、支撑等临时设施。

3 计算挑檐、悬挑雨篷的承载力时,应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载;在验算挑檐、悬挑雨篷的倾覆时,应沿板宽每隔2.5~3.0m取一个集中荷载。

【条文解析】

设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、悬排雨篷和预制小梁时,除了单独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。对于宽度较大的挑檐和悬排雨篷,在验算其承载力时,为偏于安全,可沿其宽度每隔1.0m考虑有一个集中荷载;在验算其倾覆时,可根据实际可能的情况,增大集中荷载的间距,一般可取2.5~3.0m。

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。在进行首层地下室顶板设计时,施工活荷载一般不小于4.0kN/m2,但可以根据情况扣除尚未施工的建筑地面做法与隔墙的自重,并在设计文件中给出相应的详细规定。

5.5.2 楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆活荷载标准值,不应小于下列规定:

1 住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园,栏杆顶部的水平荷载应取1.0k N/m;

2 学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场,栏杆顶部的水平荷载应取1.0k N/m,竖向荷载应取1.2k N/m,水平荷载与竖向荷载应分别考虑。

【条文解析】

本条明确规定了栏杆活荷载的标准值为设计时必须遵守的最低要求。