标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨
大工16秋《钢筋混凝土结构课程设计》-满分答案(2)
⼤⼯16秋《钢筋混凝⼟结构课程设计》-满分答案(2)⽹络教育学院《钢筋混凝⼟结构课程设计》题⽬:仓库⼚房单向板设计学习中⼼:专业:年级:学号:学⽣:指导教师:1 基本情况本章需简单介绍课程设计的内容,包括⼚房的尺⼨,板的布置情况等等内容。
1、⼯程概况仓库⼚房,设计使⽤年限为50年,住宅⼩区采⽤砖混结构,楼盖要求采⽤整体式单向板肋梁楼盖。
墙厚370mm ,柱为钢筋混凝⼟柱,截⾯尺⼨为400400mm mm ?。
2、设计资料(1)楼板平⾯尺⼨为19.833m m ?,如下图所⽰:图2.1 楼板平⾯图(2)楼盖做法详图及荷载图2.2 楼盖做法详图楼⾯均布活荷载标准值为:7kN/m 2楼⾯⾯层⽤20mm 厚⽔泥砂浆抹⾯,γ=20kN/m 3, 板底及梁⽤20mm 厚混合砂浆天棚抹底,γ=17kN /m 3 楼盖⾃重即为钢筋混凝⼟容重,γ=25KN /m 3④恒载分项系数1.2;活荷载分项系数为1.3(因⼯业⼚房楼盖楼⾯活荷载标准值⼤于4kN/m 2)⑤材料选⽤混凝⼟:C25钢筋:梁中受⼒纵筋采⽤HRB335级钢筋;板内及梁内的其它钢筋可以采⽤HPB235级。
2 单向板结构设计2.1 板的设计本节内容是根据已知的荷载条件对板进⾏配筋设计,按塑性理论进⾏计算。
2.1.1 荷载板的永久荷载标准值80mm 现浇钢筋混凝⼟板 0.08×25=2 kN/m 220mm 厚⽔泥砂浆抹⾯ 0.02×20=0.4 kN/m 2 20mm 厚混合砂浆天棚抹底 0.02×17=0.34 kN/m 2 ⼩计 2.74 kN/m 2楼⾯均布活荷载标准值 7 kN/m 2永久荷载分项系数取1.2,因⼯业⼚房楼盖楼⾯活荷载标准值⼤于4kN/m 2,所以活荷载分项系数取1.3。
于是板的荷载总计算值:①q=G γk g +?Q γk q =1.2×2.74+0.7×1.3×7=9.658kN/m 2②q=G γk g +Q γk q =1.2×2.74+1.3×7=12.388kN/m 2由于②>①,所以取②q=12.388kN/m 2,近似取q=12kN/m 22.1.2 计算简图次梁截⾯为200mm ×500mm ,现浇板在墙上的⽀承长度不⼩于100mm ,取板在墙上的⽀承长度为120mm 。
确定使用楼板的楼面允许活荷载设计值
第一题确定使用楼板的楼面允许活荷载设计值假定某工程现场抽取简支空心楼板,在试验室测定其极限承载力为qkN/m2, 试确定使用该楼板的楼面允许活荷载设计值。
对于本题目的理解:由于本题目中的楼板是简支空心楼板,所以其自重可以不考虑,意思即为仅仅可以不考虑其自重产生的永久荷载,但是其地面水泥砂浆厚度,板底抹灰重量等等都得计算入永久荷载的范畴。
又作用在其上的荷载应该是其荷载效应组合,包括楼板永久荷载与活荷载。
现在知道其极限承载力,要确定其允许活荷载的设计值,就可以用允许活荷载与永久荷载的效应组合,不超过其极限承载力乘以相应的安全系数α得到的值,来确定。
对于安全系数,个人理解应该与该建筑的使用功能以及周围环境还有楼板本身的材料属性等多方面的因素来确定。
我国《民用建筑设计通则》JGJ37-87规定,重要建筑和高层建筑以主体结构确定的耐久年限为100年,一般性建筑为50~100年。
国家颁布的《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001也规定,纪念性建筑和特别重要的建筑结构设计使用年限为100年,普通房屋和构筑物设计使用年限为50年。
因此使用年限应该也依然对安全系数有着重要影响。
下面就极限状态设计法进行一些探讨:结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。
即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。
《建筑结构可靠度设计统一标准》对可靠度的定义是:“结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
”故结构可靠度是可靠性的概率度量。
前面所说的“预定功能”,一般是以结构是否达到“极限状态”来标志的,并以此作为结构设计的准则。
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态为该功能的极限状态。
极限状态实质上是结构可靠(有效)或不可靠(失效)的界限,故也称为界限状态。
这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适用于继续承载的变形。
当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载能力极限状态:(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如阳台、雨篷的倾覆)等;(2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等);(5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。
基于ABAQUS的某地下综合管廊主体结构受力性能分析
基于ABAQUS的某地下综合管廊主体结构受力性能分析王灵仙;崔锡虎;王新玲【摘要】This study focuses on a practical utility tunnel which is built under the road and includes beam and column construction in Zhengzhou city,in which the mechanical property of the whole structure and related members have been analyzed using finite element software ABAQUS,and various load combinations have been considered.The results show that the whole structural deformation and deflection of related members are small,which can satisfy serviceability requirements.The maximum tensile stress of several concrete exceeds the standard value of axial tensile strength,which indicates cracking of concrete.The connection of the top slab and frame column is in the most unfavorable loading state under the load case 1-1 and 2.The compressive stress of the frame column concrete is greater than the design strength,which implies that original connection cannot satisfy design requirements.The maximum stress of steel is less than the design value.According to the analysis results,this study suggested enlarging the haunched plate size at the connection of top slab and frame column to ensure the safety of the utility tunnel,which will provide references to the design and construction of such utility tunnels.%针对郑州市某地下与下沉道路一体化构建且含梁柱结构的综合管廊实际工程,考虑各种工况的荷载组合,采用有限元软件ABAQUS对所设计的综合管廊主体结构整体及相关构件进行受力性能分析.结果表明:结构整体变形及构件挠度较小,满足正常使用要求;结构多处混凝土的最大拉应力超过了轴心抗拉强度标准值;荷载工况1-1和工况2作用下结构顶板和框架柱节点处于最不利受力状态,该处框架柱混凝土压应力大于设计强度,说明原设计该节点不满足设计要求;钢筋的最大应力均小于设计强度.根据分析结果,建议增大顶板和框架柱节点处腋板的尺寸,以保证管廊的安全性,为此类综合管廊的设计和施工提供参考.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2017(033)005【总页数】8页(P28-35)【关键词】地下综合管廊;主体结构;受力性能;ABAQUS【作者】王灵仙;崔锡虎;王新玲【作者单位】河南省勘察设计协会,郑州450002;上海宝冶集团有限公司,上海200941;郑州大学土木工程学院,郑州450001【正文语种】中文随着社会经济的快速发展、城市规模的扩大以及城市化程度的不断加深,导致城市空间拥挤、交通堵塞、环境污染、生态失调、基础设施不足等城市综合问题的突出,影响着城市化的进展和社会经济的正常运行[1]。
荷载规范
《建筑结构荷载规范》局部修订(doc格式全文下载)中华人民共和国建设部公告第458号建设部关于发布国家标准《建筑结构荷载规范》局部修订的公告现批准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001局部修订的条文,自2006年11月1日起实施。
其中,第3.2.3、3.2.5、4.1.1、7.1.1条为强制性条文,必须严格执行。
经此次修改的原条文同时废止。
中华人民共和国建设部2006年7月25日3.2.3 对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定:1)由可变荷载效应控制的组合:式中----永久荷载的分项系数,就按第3.2.5条采用;----第i个可变荷载的分项系数,其中为何荷载的分项系数,应按第3.2.5条采用。
----按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值;——按可变荷载标准值计算的荷载效应值,其中为诸可变荷载效应中起控制作用者;——可变荷载的组合值系数,应分别按各章的规定采用;——参与组合的可变荷载值。
2)由永久荷载效应控制的组合:(3.2.3-2)注:1 基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。
2 当对无法明显判断时,轮次以各可变荷载效应为,选其中最不利的荷载效应组合。
3 (取消此注)。
3.2.5 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:1)当其效应对结构不利时—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)当其效应对结构有利时的组合,应取1.0。
2 可变荷载的分项系数:-- 一般情况下取1.4;—对标准值大于4KN/m2 的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3。
3 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用。
4.1民用建筑楼面均布活荷载4.1.1 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,应按表4.1.1的规定采用。
表4.1.1 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项次类别标准值(4KN/m2)组合值系数频遇值系数 f 准永久值系数 q1 (1) 住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院、病房、托儿所、幼儿园(2) 教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室 2.0 0.7 0.50.6 0.40.52 食堂、舞厅、一般资料档案室 2.5 0.7 0.6 0.53 (1) 礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台(2) 公共洗衣房 3.03.0 0.70.7 0.50.6 0.30.5 4 (1) 商店、展览厅、车站、港口、机场、大厅及其旅客等候室(2) 无固定座位的看台 3.53.5 0.70.7 0.60.5 0.50.35 (1) 健身房、演出舞台(2) 舞厅 4.04.0 0.70.7 0.60.6 0.50.36 (1) 书库、档案库、贮藏室(2) 密集柜书库 5.012.0 0.9 0.9 0.87 通风机房、电梯机房 7.0 0.9 0.9 0.8 项次类别标准值(4KN/m2)组合值系数频遇值系数 f 准永久值系数 q8 汽车通道停车库:(1)单向板楼盖(板跨不小于2m)客车消防车(2)双向板楼盖(板跨不小于6m×6m)和无梁楼盖(柱网尺寸不小于6m×6m)客车消防车 4.035.02.520.0 0.70.70.70.7 0.70.70.70.70.60.60.60.69 厨房(1)一般的(2)餐厅的 2.04.0 0.70.7 0.60.7 0.50.7 10 浴室、厕所:(1)第1项中的民用建筑(2)其他民用建筑 2.02.5 0.70.7 0.50.6 0.40.5 11 走廊、门厅、楼梯:(1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅(2)办公楼、教学楼、餐厅、医院门诊部(3)当人流可能密集时 2.02.53.5 0.70.70.7 0.50.60.5 0.40.50.312 阳台:(1)一般情况(2)当人群有可能密集时 2.53.5 0.7 0.6 0.5注:1 本表所给各英活荷载适用于一般使用条件,当使用荷载较大或情况特殊时,应按实际情况采用。
永久荷载分项系数和可变荷载分项系数
永久荷载(也称为恒载)和可变荷载(包括活荷载和准永久荷载)在结构设计中均需要考虑其对结构作用效应的不确定性,因此引入了荷载分项系数来确保结构具有足够的安全性和可靠性。
- 永久荷载分项系数:
永久荷载是长期作用于结构上且其量值基本不变或变化缓慢的荷载,如结构自重、固定设备重量、土压力等。
根据不同的设计规范和不同场景下的要求,当永久荷载效应不利时,通常取分项系数为1.2至1.35之间;当其效应有利时,则可能取1.0。
- 可变荷载分项系数:
可变荷载是指随时间变化且可能频繁改变或短时间内变动较大的荷载,如楼面活荷载(人和物体的荷载)、风荷载、雪荷载等。
一般情况下,可变荷载的分项系数取值较高,通常为1.4,以考虑这些荷载的随机性和不确定性。
设计时,实际计算荷载效应时,会将荷载的标准值乘以相应的分项系数后使用,这样可以确保即使在概率上不太可能发生但有可能发生的荷载组合下,结构也
能保持稳定和安全。
同时,这种做法符合可靠度设计的基本原则,即通过合理确定荷载与抗力的分布模型,并据此选取适当的荷载和抗力分项系数来达到预期的设计可靠指标。
说说荷载及分项系数的调整
说说“荷载及分项系数调整”住房和城乡建设部2018第263号公告:《建筑结构可靠性统一标准》(GB50068-2018),自2019年4月1日起实施.新版可靠性标准最大的变化,主要是对荷载(作用)分项系数的调整.取消了以永久作用起控制作用时分项系数1.35的规定;永久作用分项系数由1.2调整到1.3;可变作用分项系数由1.4调整到1.5;不少同行疑惑,《可靠性标准》改了,其他规范要不要跟着一起改?第1.0.5条,给出了指引性的规定:制定建筑结构荷载规范和各种材料的结构设计规范以及其他相关标准应遵守本标准规定的基本原则,并应制定相应的具体规定.但第1.0.6条又规定:建筑结构设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定.这其实就有点矛盾了,《高规》和《抗规》没有同步调整的当下,我们该如何执行呢?至今尚无统一的说法.我们就从逻辑上捋一捋这个事儿.首先,《建筑结构可靠性统一标准》属于通用标准,是其他标准制定的依据,必然是牵一发而动全身.如果《抗规》和《高规》与《统一标准》出现矛盾,是应该按更新的通用标准来执行的.对上面这点,绝大多数工程师是没有疑义的.大家争执的点是在操作层面.有些人把永久作用理解为恒载,把可变作用理解为活载,认为只在极限承载力设计时,才考虑1.3和1.5的分项系数调整,其他统统不管.这就有点狭隘了.结合与多个专家的沟通,目前个人观点倾向如下:计算刚重比采用的重力荷载设计值,分项系数调整为1.3和1.5;计算轴压比采用的重力荷载代表值,分项系数应由1.2调整为1.3;风荷载分项系数由1.4调整为1.5;地震作用分项系数仍为1.3;上述观点主要基于如下逻辑:尽量保持分项系数的系统性和一致性;把风荷载当做可变作用;有人会说,地震作用也是可变作用.严格来说,确实如此.在《统一标准》名词解释中可以看到:可变作用是指,在设计使用年限内其量值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略不计的作用.所以说,风荷载和地震作用都属于可变作用.但是,在名词解释中,规范先说了可变作用,紧接着又讲了地震作用.这种做法可以理解为,地震作用是独立于规范规定的可变作用的.按照这个观点,“以前规范的通用做法,风荷载和活载分项系数一致,而地震作用分项系数和活载不同”,在逻辑上就统一了.我看到不少人分析分项系数调整对高层建筑造价的影响.其实,不用细算,都知道影响不大.粗略估算,对计算控制的部位(比如梁、楼板支座等),配筋增加8%,对构造控制的部位(比如一级抗震的墙、柱等),配筋可能不增加或增加幅度小于8%.我们知道,当D大于2.8倍L时,1.35D+1.2L起控制作用;将这个荷载组合替换为1.3D+1.5L,其放大作用小于8%.另外,竖向构件的轴压比增加幅度为8%,比如,按旧标准,计算轴压比为0.70,采用新标准后,轴压比约为0.758;但轴压比超限小于0.1,很容易通过规范措施处理.大家对新标准调整的普遍解读是,国家经济实力增强了,相应的结构安全度也跟着提高,所以荷载分项系数调大了.这听起来很有道理,但事实是这样吗?我们就说说之前事故频发的地下室楼盖(《无梁楼盖事故频发启示录》),楼板等效厚度按0.45m,覆土1.5m,活载3.5kpa;按1.35D+0.98L的组合,其荷载效应为59.73kPa;按1.3D+1.5L的组合,其荷载效应为59.46kPa.你看,在这个案例中,按照新的统一标准,安全度与先前相当或者略有降低.再看新版统一标准条文说明.根据这个说明,荷载分项系数由1.2+1.4调整为1.3+1.5,材料分项系数由1.2调整为1.1,安全度维持不变.但是,采用1.3+1.5+1.1的系数,与国际标准靠近,所以推荐采用这套系数.有人可能看出来了,现行规范中,我们钢筋的材料分项系数不是1.2啊,本来就是1.1呀.是的.所以,上述调整相当于只调大了荷载分项系数,并未调小材料分项系数,安全度应该提高了.按照这个逻辑,结构构件的可靠指标应该随之变大.事实是,新版统一标准仍维持了旧版标准的可靠指标.对普通结构工程师来说,实际工作中,对可靠指标这个参数接触得比较少,我们就不细究了.总结一下,新版可靠性标准调整荷载分项系数后,结构安全度提高了吗?大部分情况下确实是提高了一点点,但最主要的目的还是为了和国际标准接轨.对常见的恒载、活载,其随机性较小,按照目前的规范,假如设计过程中考虑到位(不漏项),根本不差这么点安全度.如果设计考虑不到位,或者施工不规范,这点安全度多半是鸡肋.个人认为,如果真要提高结构安全度,应该在地震作用方面着手.尤其是中国的一线城市,人口密集,产业聚集,如果出现较大震害,损失非常严重.另外,国家经济水平提高,结构的(振动、风振)舒适度倒是应该仔细考虑,目前,我们在这一方面的规范和标准相对粗糙.。
《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨
《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨载效应控制的组合、地下室抗浮、地下室外墙和底板的荷载组合以及消防车等效均布荷载的确定等内容。
一、荷载效应控制的组合:在《建筑结构荷载规范》(以下简称荷载规范)GB50007-2002中,增加了由永久荷载效应控制的设计组合值,其目的是使结构可靠度达到目标值。
对于结构整体由电脑软件计算而言,是由可变荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值还是由永久荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值作为设计荷载,该项选择易如反掌。
然而,对于一些需要人工计算的构件,如楼梯、悬挑板、简支楼板等,就要计算两种组合值来比较大小,取其大者作为设计值。
在设计中发现,如果构件的计算中只有一个活荷载,就可以通过简单的方法判定由何种荷载效应的组合值作为设计值。
由于只有一个活荷载,所以,荷载规范的公式(3.2.3-1)可以写成:S=GSGK+Q1SQ1K.(1)上式是由可变荷载效应控制的组合,其中:G=1.2,Q1=1.4。
SGK---按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值。
SQ1K---按可变荷载标准值Q1K计算的荷载效应值。
同时,由永久荷载效应控制的组合值的表达式(3.2.3-2)可以写为:S=GSGK+Q1C1SQ1K(2)其中:G=1.35,Q1=1.4,C1=0.7。
为寻求(1)和(2)式的关系,可设(1)(2),各系数代入后,得到:1.2SGK+1.4SQ1K1.35SGK+0.98SQ1K.(3)化简,得:SQ1K/SGK0.36(4)式(4)的意义在于只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于0.36,设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
反之亦然。
为了方便记忆,0.36可以近似取为1/3,误差小于设计值的1%。
因此,只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于1/3,设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
以下是两个例外:1.活荷载标准值大于4KN/m2的工业厂房楼面结构此时(2)式的Q1=1.3,重复以上步骤,可得:SQ1K/SGK0.3(5)公式(5)的意义由读者自行体会。
永久荷载标准值的计算
永久荷载标准值的计算永久荷载是指建筑结构在整个使用寿命内始终存在的荷载,其大小是由建筑结构自重、设备、装修、人员、家具等因素共同确定的。
在建筑设计中,对于永久荷载的计算是非常重要的,因为它直接影响着建筑结构的安全性和稳定性。
本文将介绍永久荷载标准值的计算方法,希望能对相关领域的专业人士有所帮助。
首先,永久荷载标准值的计算需要考虑建筑结构的自重。
建筑结构的自重是指建筑本身的重量,包括墙体、楼板、梁柱等构件的重量。
在计算时,需要准确测算每个构件的重量,并考虑到不同材料的密度和强度,以确定其对整个建筑结构的影响。
其次,永久荷载还包括建筑中的设备、装修和家具等附加荷载。
这些附加荷载的计算需要考虑到建筑结构的设计用途和功能,以确定其对结构安全的影响。
例如,对于工业厂房来说,设备的重量和位置会对结构产生较大影响;对于住宅建筑来说,家具和装修的重量也需要被纳入考虑范围。
最后,人员荷载也是永久荷载中的重要部分。
建筑结构在使用过程中会承受不同数量和分布的人员荷载,因此需要根据建筑的设计用途和功能来确定人员荷载的标准值。
例如,公共建筑和商业建筑的人员密度较大,需要考虑到人员荷载对结构的影响。
在计算永久荷载标准值时,需要综合考虑以上各个方面的因素,并按照相关的规范和标准进行计算。
在实际工程中,还需要考虑到不同构件的叠加效应和结构的整体稳定性,以确保建筑结构在使用过程中能够安全可靠地承载永久荷载。
总之,永久荷载标准值的计算是建筑设计中的重要环节,它直接关系到建筑结构的安全性和稳定性。
只有对永久荷载进行准确的计算和评估,才能确保建筑结构在使用寿命内能够安全可靠地运行。
希望本文所介绍的计算方法能够为相关领域的专业人士提供一定的参考和帮助。
分清荷载代表值、标准值、组合值、频遇值、准永久值、及设计值
分清荷载代表值、标准值、组合值、频遇值、准永久值、及设计值荷载代表值:设计中用以验算极限状态所用的荷载量值,例如标准值、组合值、频遇值、准永久值。
组合值:对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值。
频遇值:对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
准永久值:对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值设计值:荷载代表值与荷载分项系数的乘积。
标准值:荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值、或某个分位值)。
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,即荷载代表值,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。
荷载规范中给出4种代表值:标准值、组合值、频遇值、准永久值。
对永久荷载应该用标准值作为代表值,对可变荷载应根据设计要求用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值。
荷载标准值是荷载的基本代表值,其他代表值都可以在标准值的基础上乘以相应的系数后得出。
由于荷载本身的随机性,因而使用期间的最大荷载亦是随机变量,可以用其统计分布来描述,按照《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)的规定,标准值由设计基准期内最大荷载概率分布的某个分位值来确定(但未具体规定分位值,此为数理统计概念,可以简单理解为符合正态分布),设计基准期统一为50年。
当对荷载有足够的资料而有可能对其统计分布作出合理的估计时,取分位值作为荷载的代表值,原则上可取分布的特征值。
目前并非所有的荷载都能取得充分的的资料,根据工程实践协议一个公称值(Nominal value)作为代表值,以上两种方式确定的代表值统称为荷载标准值。
砼结构设计规范中主要谈谈材料方面的问题。
首先,砼强度等级的确定原则为:砼强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差(保证率为95%,实际就是符合正态分布)。
永久荷载与活荷载效应组合
效应组合作用效应组合总体原则:可能与最不利!!!可能1-1:无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且:ψQ=1.0;ψW=0.6/γL=1.0(γG=1.2,γQ=1.4,γW=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(1.0;0.6)S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK =1.2SGK+1.0×1.4×SQK+0.6×1.4×SWK可能1-2:无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且:ψQ=0.7;ψW=1.0/γL=1.0(γG=1.2,γQ=1.4,γW=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(0.7;1.0)S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK=1.2×SGK+0.7×1.4×SQK+1.0×1.4×SWK可能2:无地震时,由永久荷载效应控制的组合,且:γG=1.35;ψQ=0.7/γL=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合)(γG=1.35,γQ=1.4)永久荷载+楼面可变荷载S=γGSGK+γLψQγQSQK=1.35×SGK+0.7×1.4×SQK可能3:有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合(γG=1.2,γEh=1.3)重力荷载+水平地震作用S=γGSGE+γEhSEhk=1.2×SGE+1.3×SEhk可能4:有地震时,即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑,且ψW=0.2)(γG=1.2,γEh=1.3,γW=1.4)重力荷载+水平地震作用+风荷载S=γGSGE+γEhSEhk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk+0.2×1.4×SWK可能5:有地震时,即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑,大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)(γG=1.2,γEv=1.3)重力荷载+竖向地震作用S=γGSGE+γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEvk可能6:有地震时,即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑)(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能7:有地震时,即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑,9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑,且ψW=0.2)(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5,γW=1.4)重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK可能6:新高规5.6.4(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能6:新抗规5.4.1(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvkS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk可能7:新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWKS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK可能7:新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK特别的:水平长悬臂结构和大跨度结构,7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合!S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK注:(1)进行承载力计算时,各分项系数按上述说明取值;但当重力荷载效应对结构构件有利时,γG≤1.0。
YJK执行《建筑结构可靠性设计统一标准》分项系数说明-1932版本
YJK执行《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018分项系数说明YJK1.9.3.2版本在YJK1.9.3.1的基础上增加了执行《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018的功能。
针对即将在4月1日起开始实施的《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018,我们对其分项系数的要求进行了简单的梳理。
YJK软件中,在建模、上部结构计算、砌体设计、基础设计、施工图设计模块中均有涉及分项系数的设置问题,除了建模中荷载定义外,其他模块下对于新标准的要求可以自动便捷的实现。
一、YJK1.9.3.2版本中关于新标准的自动实现1.1 前处理中关于荷载分项系数的设置前处理计算参数中的“荷载组合”下的“组合系数”页中增加“执行《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018”的选项,程序默认勾选,勾选后程序自动按照新标准中的要求形成对应的分项系数与组合,且不再考虑永久荷载为主时的分项系数1.35。
恒载分项系数取1.3,活载分项系数取1.5,风荷载分项系数取1.5(按照活荷载考虑)。
由于规范中未提及刚重比计算时的要求,所以程序提供一个选项“刚重比按1.3恒+1.5活计算”由用户决定是否按照新规范调整,程序默认不勾选,即刚重比仍然按照1.2恒+1.4活来计算。
对于地震设计状况,新标准明确要求采用地震作用的地震组合,地震组合的效应设计值应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。
按照该规范,重力荷载分项系数的默认取值为1.2。
图1 前处理参数设置注意:在这里设置的可靠度新标准相关参数将可作为后续的基础设计、施工图设计等模块第一次执行时的默认值。
执行新标准后形成的对应组合分项系数的变化:(1)恒+活图2 普通恒活组合下的荷载分项系数变化(2)风荷载图3 考虑风荷载时对应分项系数的变化(3)地震荷载图4 地震作用组合下不修改重力荷载分项系数时的变化(新旧标准一致)图5 修改重力荷载分项系数后地震组合分项系数的变化(4)人防荷载图6 人防组合下恒载分项系数的变化(5)吊车、温度荷载吊车、温度荷载的分项系数取值同活荷载。
永久荷载与活荷载效应组合
效应组合作用效应组合总体原则:可能与最不利!!!可能1-1 :无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且: 2 Q=1.0 ; 2 W=0.6/ Y L=1.0 (Y G=1.2 , 丫Q=1.4 , 丫W=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(1.0; 0.6) S= Y GSGK+ 丫L2 Q Y QSQK+ 2 W 丫WSWK =1.2SGK+1.0 X 1.4X SQK+0.6 X 1.4X SWK可能1-2:无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且: 2 Q=0.7 ;2 W=1.0/ Y L=1.0 (Y G=1.2 , Y Q=1.4 , Y W=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(0.7; 1.0)S= Y GSGK+ Y L 2 Q Y QSQK+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGK+0.7 X 1.4 X SQK+1.0 X 1.4 X SWK可能2:无地震时,由永久荷载效应控制的组合,且:丫G=1.35 ; 2 Q=0.7/ Y L=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合)(Y G=1.35 , Y Q=1.4)永久荷载+楼面可变荷载S= Y GSGK+ Y L 2 Q Y QSQK=1.35 X SGK+0.7 X 1.4X SQK可能3:有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合(Y G=1.2 , Y Eh=1.3)重力荷载+水平地震作用S= Y GSGE+ Y EhSEhk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk可能4:有地震时,即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑,且2 W=0.2)(Y G=1.2 , Y Eh=1.3, Y W=1.4)重力荷载+水平地震作用+风荷载S= Y GSGE+ Y EhSEhk+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk+0.2 X 1.4X SWK可能5:有地震时,即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑,大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)(Y G=1.2 , Y Ev=1.3)重力荷载+竖向地震作用S= Y GSGE+ Y EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEvk可能6:有地震时,即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、& 9度抗震设计时考虑)(丫G=1.2 , 丫Eh=1.3, 丫Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk可能7 :有地震时,即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑,9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑,且2 W=0.2)(丫G=1.2 , 丫Eh=1.3 , 丫Ev=0.5 , 丫W=1.4)重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWK可能6:新高规5.6.4(丫G=1.2 , 丫Eh=1.3, 丫Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk可能6:新抗规5.4.1(Y G=1.2 , Y Eh=1.3, Y Ev=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvkS= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk可能7:新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWKS= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk+0.2 X 1.4SWK可能7:新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 2 W 丫WSWK=1.2 X SGE+1.3 X SEhk +0.5 X SEvk+0.2 X 1.4SWK特别的:水平长悬臂结构和大跨度结构,7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合!S= 丫GSGE+ 丫EhSEhk + 丫EvSEvk+ 0 W 丫WSWK=1.2 X SGE+0.5 X SEhk +1.3 X SEvk+0.2 X 1.4SWK注:(1)进行承载力计算时,各分项系数按上述说明取值;但当重力荷载效应对结构构件有利时,丫G w1.0o(2 )进行位移计算时,各分项系数均取 1.0o(3)实际组合时,风荷载应考虑左右,水平地震作用应考虑左右,竖向地震作用应考虑上下;因此,取值存在正负之分。
建筑结构设计中的荷载分析
建筑结构设计中的荷载分析摘要:建筑结构在施工和使用期间要承受各种作用。
结构上的作用系指施加在结构上的集中荷载或分布荷载,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。
文章阐述了作用在建筑物上的荷载及作用的特点和表达方式,着重说明了各类荷载与作用之间存在的对应关系。
关键词:建筑结构设计;荷载效应;永久荷载引言:建筑结构在使用期间和在施工过程中要承受各种作用。
施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,也称荷载;引起结构外加变形或约束变形的原因(如温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等)称为间接作用。
作用在建筑物上的实际荷载到底有多大,很难精确计算。
事实上,即使有最完整的资料,还是很难确切估计荷载的大小。
但是为了能开始着手设计,通常作出一些不致造成严重误差的合理假设。
在各种外力和荷载作用下,结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。
结构计算时,需根据不同的设计要求采用不同的荷裁数值,这称为荷载代表值;荷载的代表值有荷载的标准值、准永久值和组合值之分。
一、荷载(一)荷载作用荷载与作用是土木工程中常常涉及的名词术语,在我国的国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》中对“作用”是这样定义的:施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外形变形或约束变形的原因,统称为结构上的作用。
施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用。
例如,各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重,房屋建筑中的楼面上人群和家具等的重量,路面和桥梁上的车辆重量等,桥梁、水工结构、港口及海洋工程结构中的流水压力、波浪荷载、水中漂浮物对结构的撞击力等,都是以外加力的形式直接施加在结构上,它们与结构本身性能无关,称为直接作用。
引起结构外加变形或约束变形的原因称为问接作用。
例如地基变形、混凝土收缩绘变、温度变化、焊接变形、地震作用等,它们不是以外加力的形式直接施加在结构上,故称为间接作用。
(二)建筑结构荷载建筑结构在使用和施工过程中所受到的各种直接作用称为荷载。
荷载组合详解
还有就是荷载分项系数的取值问题
新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取?什么时候取1.35什么时候取1.2?
1.2恒+1.4活
1.35恒+0.7*1.4活
抗浮验算时取0.9
砌体抗浮取0.8
1.35G+0.7*1.4Q>1.2G+1.4Q
G/Q>2.8
所以当恒载与活载的比值大于2.8时,取1.35G+0.7*1.4Q
荷载组合详解2008-10-10 20:20荷载组合详解
荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么?分别用在什么情况下?
1)基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合,它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合,荷载效应设计值取两者的大者。两者中的分项系数取值不同,这是新规范不同老规范的地方,它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。
否则,取1.2G+1.4Q
对一般结构来说,1.楼板可取1.2G+1.4Q
2.屋面楼板可取1.35G+0.7*1.4Q
3.梁柱(有墙)可取1.35G+0.7*1.4Q
4.梁柱(无墙)可取1.2G+1.4Q
5.基础可取1.35G+0.7*1.4Q
荷载标准值和设计值的关系:
荷载代表值乘以荷载分项系数后的值,称为荷载设计值。
在设计中,只是在按承载力极限状态计算荷载效应组合设计值的公式中引用了荷载分项系数。因此,只有在按承载力极限状态设计时才需要考虑荷载分项系数和设计值。 在按正常使用极限状态设计中,当考虑荷载标准组合时,恒载和活荷载都用标准值;当考虑荷载频遇组合和准永久组合时,恒载用标准值,活荷载用频遇值和准永久值或只用准永久值。
分项系数
一、荷载分项系数 (1)二、为什么要设荷载分项系数和材料分项系数? (1)三、什么叫可变荷载分项系数,为什么一般取大于1呢,而恒载对结构有利时取1? (2)四、建筑结构可靠度设计中的分项系数是如何计算出来的 (2)(一)荷载分项系数 (2)1、<<统一标准>>中荷载分项系数的确定 (2)2.分别在3种荷载效应组合下的荷载分项系数的确定 (4)3、两个方法比较一下可以得到 (6)(二)、材料分项系数 (6)1、标准值取值 (6)2、材料分项系数的计算 (7)(三)、钢管混凝土材料分项系数 (7)一、荷载分项系数荷载分项系数是在设计计算中,反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值。
对永久荷载和可变荷载,规定了不同的分项系数。
(1)永久荷载分项系数γG:当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合取γG=1.2;对由永久荷载效应控制的组合,取γG=1.35。
当产生的效应对结构有利时,—般情况下取γG=1.0;当验算倾覆、滑移或漂浮时,取γG=0.9;对其余某些特殊情况,应按有关规范采用。
(2)可变荷载分项系数γQ:—般情况下取γQ=1.4;但对工业房屋的楼面结构,当其活荷载标准值>4kN/㎡时,考虑到活荷载数值已较大,则取γQ=1.3。
二、为什么要设荷载分项系数和材料分项系数?荷载分项系数是考虑到永久荷载标准值与可变荷载标准值的保证率(保证率是指直接采用标准值进行荷载设计不能保证达到目标可靠性指标要求)不同,故他们采用了不同的分项系数。
材料分项系数,混凝土结构所使用的主要材料是混凝土和钢筋,考虑到两种材料强度值的离散性不同故采用了材料分项系数。
三、什么叫可变荷载分项系数,为什么一般取大于1呢,而恒载对结构有利时取1?分项系数(还有一个组合值系数)都是在荷载效应组合也就是我们求取结构构件最不利内力时才用到的,考虑到荷载可能会大于其标准值,所以一般乘以一个大于1的系数;对于可变荷载,还要考虑其出现的可能性(概率),所以一般乘以一个小于1的数,当几种可变荷载组合时某些组合值可能取0;对于恒载取1的情况我举个例子你就知道了。
标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨
标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨熊义泳(南昌水利水电专科学校南昌330029 )摘要当永久作用效应对某些建筑结构既有有利情况,又有不利情况时,将不利永久作用分解为有利永久作用、不利与有利两种作用之差等方法来计算,可简便地算出精确的作用效应设计值。
1问题的提出永久作用,例如结构物自重,固定设备重……等,由于制作尺寸和材料重力密度的变异,仍是一个随机变量。
永久作用的效应不应是一个定值。
在现行SDJ20 - 78规范中,均按作用(荷载)标准值计算作用的效应,荷载变异对结构的不利影响,在计算公式中的安全系数中计及。
新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿),采用先进的近似概率极限状态设计法,在承载能力极限状态设计中,考虑永久作用为不定值,其作用效应的计算式为: S=}YcsCoiGx=+p}Yo}Co}Qk,+GYQiCQiKki(1)式中S—作用(荷载)效应组合设计值,Gk—永久作用(荷载)的标准值;4Cki-第一个可变作用(荷载)的标准值,该可变作用(荷载)标准值的效应大于其他任意第‘个可变作用(荷载)标准值的效应;}ki—其他第,个可变作用(荷载)的标准值,C—作用效应系数。
例如承受集中荷载尸的简支梁,跨中弯矩M一丰Plo,其中P是集中荷载,M是作用效应,而l0/4则为作用效应系数。
Ca为永久作用效应系数,C。
为可变作用效应系Pi—可变作用标准值换算系数。
?。
、,。
—分别表示永久作用和可变作的分项系数。
当永久作用(荷载)的效应对结构不利时,取,c=1.05;有利时,取Y。
二0.950这样,在计算作用(荷载)效应时,如何选用永久作用(荷载)分项系数,就成了我们学习和使用新编水工混凝土结构设计规范的一个实际间题。
笔者提出了一种切实可行的解决办法,现介绍如下。
单块双向板等受弯构件,以及轴心受拉(压)件,作用(荷载)越大,作用(荷载)的效应值也越大,对结构的安全不利,因而取yc=1,05(不利)。
(2)对外伸梁(板),带悬臂与不带悬臂的单向连续梁(板),等跨连续双向板,单跨多层、多跨单层及多跨多层框架瓢其作用(荷载)对结构产生的有利与不利的影响,难以用简单的“有利”与“不利”来回答。
荷载分项系数最新规范
荷载分项系数最新规范
荷载和材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后,根据其概率分布,并结合工程经验,取其中的某一分位值(不一定是最大值)确定的。
设计值是在标准值的基础上乘以一个分项系数确定的(在国标《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001中有说明)。
2.如荷载的设计值等于荷载的标准值乘荷载分项系数。
这在荷载规范中已有明确规定,永久荷载的分项系数为1.2或1.35;可变荷载为1.4或1.3;材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘材料强度的分项系数。
在现行各结构设计规范中虽没有给出材料强度的分项系数,而是直接给出了材料强度的设计值,但你如果仔细研究是不难发现标准值和设计值之间的系数关系的。
材料强度的分项系数一般都小于1。
各种分项系数在某种意义上可以理解为是一种安全系数。
3.“为什么在承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值?而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值?”这个问题可以这样简单地理解:现行建筑结构设计规范编制所遵循遵的原则是:“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”。
在承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值,其安全系数大些,确保了安全;而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值,其安全系数虽然小些,但对使用要求也是能够满足的,它更可以体现经济合理。
建议你看一下《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001和《建筑结构荷载规范》GB50009-2001这两个规范及它们的条文说明。
可变荷载控制,永久荷载分项系数
可变荷载控制,永久荷载分项系数摘要:1.永久荷载分项系数的定义2.永久荷载分项系数的计算方法3.永久荷载分项系数在工程中的应用4.永久荷载分项系数的注意事项正文:永久荷载分项系数是建筑结构设计中的一个重要参数,对于保证结构的安全性和稳定性具有至关重要的作用。
本文将从永久荷载分项系数的定义、计算方法、应用以及注意事项等方面进行详细介绍。
一、永久荷载分项系数的定义永久荷载分项系数,又称永久荷载系数,是指在建筑结构设计中,为考虑永久荷载对结构产生的影响,将永久荷载的标准值按照一定比例放大的系数。
永久荷载包括结构自重、预应力、土压力等,这些荷载在整个使用过程中是固定不变的。
二、永久荷载分项系数的计算方法永久荷载分项系数的计算方法通常根据建筑结构的类型、永久荷载的种类以及永久荷载对结构的影响程度等因素综合考虑。
根据我国现行的建筑结构设计规范,永久荷载分项系数的计算公式为:永久荷载分项系数= 永久荷载标准值/ 永久荷载极限值其中,永久荷载标准值是指永久荷载的常规值,而永久荷载极限值是指永久荷载可能达到的最大值。
三、永久荷载分项系数在工程中的应用永久荷载分项系数在实际工程中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1.确保结构的安全性:通过设置合适的永久荷载分项系数,可以提高结构的安全性能,降低结构因永久荷载作用而产生的安全隐患。
2.优化结构设计:合理选取永久荷载分项系数,可以在满足安全要求的前提下,减小结构的截面尺寸,降低材料消耗和工程造价。
3.提高结构的稳定性:对于某些特殊结构的建筑,如悬索桥、薄壳结构等,合理选用永久荷载分项系数,有助于提高结构的稳定性。
四、永久荷载分项系数的注意事项在计算永久荷载分项系数时,应注意以下几点:1.永久荷载分项系数并非越大越好,过大的系数可能导致结构设计过于保守,浪费材料和资金。
2.应根据实际情况,综合考虑永久荷载的种类、数值以及结构的安全性能等因素,选取合适的永久荷载分项系数。
荷载分项系数
荷载分项系数在工程领域中,荷载分项系数是一个重要的概念,它用于考虑在设计和分析过程中荷载的不确定性和变化性。
荷载分项系数反映了设计荷载与实际荷载之间的关系,是一种安全系数的体现。
本文将介绍荷载分项系数的概念、计算方法以及在工程实践中的应用。
概述荷载分项系数是结构设计中的一个重要参数,用于确定在设计荷载的基础上,考虑荷载的不确定性和变化性,从而确保结构在安全范围内工作。
荷载分项系数通常包括几个方面,如永久荷载、活载、风荷载等。
这些系数反映了不同荷载在设计过程中的特性,以及荷载可能达到的最大值。
计算方法荷载分项系数的计算方法通常与规范和标准相关,根据不同的设计标准和要求,荷载分项系数的取值也会有所不同。
一般而言,荷载分项系数可以通过下列公式计算得出:$$ \\text{设计荷载} = \\text{标准荷载} \\times \\text{荷载分项系数} $$其中,设计荷载是结构在设计工况下所需承受的荷载,标准荷载是规范规定的荷载值,荷载分项系数则是根据设计要求和工况确定的系数值。
应用荷载分项系数在工程实践中具有重要的应用价值。
通过合理选择和考虑荷载分项系数,可以确保结构在设计和使用阶段具有足够的安全性和可靠性。
在实际设计中,工程师需要根据不同的工程要求和项目情况,合理确定荷载分项系数的取值,以保证结构在各种工况下均能正常运行。
结论荷载分项系数是结构设计中不可或缺的一个参数,它承载着设计荷载与实际荷载之间的联系和安全系数的作用。
合理选取和考虑荷载分项系数,是确保工程结构安全可靠的关键所在。
工程师们应当充分理解荷载分项系数的概念和应用,以保证工程设计符合规范要求,达到期望的安全目标。
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标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨
熊义泳
(南昌水利水电专科学校南昌330029 )
摘要当永久作用效应对某些建筑结构既有有利情况,又有不利情况时,将不利永久作用分解为有利永久作用、不利与有利两种作用之差等方法来计算,可简便地算出精确的作用效应设计值。
1问题的提出
永久作用,例如结构物自重,固定设备重……等,由于制作尺寸和材料重力密度的变异,仍是一个随机变量。
永久作用的效应不应是一个定值。
在现行SDJ20 - 78规范中,均按作用(荷载)标准值计算作用的效应,荷载变异对结构的不利影响,在计算公式中的安全系数中计及。
新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿),采用先进的近似概率极限状态设计法,在承载能力极限状态设计中,考虑永久作用为不定值,其作用效应的计算式为: S=}YcsCoiGx=+p}Yo}Co}Qk,+GYQiCQiKki
(1)式中S—作用(荷载)效应组合设计值,
Gk—永久作用(荷载)的标准值;
4Cki-第一个可变作用(荷载)的标准值,该可变作用(荷载)标准值的效应大于其他任意第‘个可变作用(荷载)标准值的效应;
}ki—其他第,个可变作用(荷载)的标准值,C—作用效应系数。
例如承受集中荷载尸的简支梁,
跨中弯矩M一丰Plo,其中P是集中荷载,M是作用效应,而l0/4则为作用效应系数。
Ca为永久作用效应系数,C。
为可变作用效应系Pi—可变作用标准值换算系数。
?。
、,。
—分别表示永久作用和可变作的分项系数。
当永久作用(荷载)的效应对结构不利时,取,c=1.05;有利时,取Y。
二0.950这样,在计算作用(荷载)效应时,如何选用永久作用(荷载)分项系数,就成了我们学习和使用新编水工混凝土结构设计规范的一个实际间题。
笔者提出了一种切实可行的解决办法,现介绍如下。
单块双向板等受弯构件,以及轴心受拉(压)件,作用(荷载)越大,作用(荷载)的效应值也越大,对结构的安全不利,因而取yc=1,05(不利)。
(2)对外伸梁(板),带悬臂与不带悬臂的单向连续梁(板),等跨连续双向板,单跨多层、多跨单层及多跨多层框架瓢其作用(荷载)对结构产生的有利与不利的影响,难以用简单的“有利”与“不利”来回答。
内力计算时,通常是将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加,得出结构构件的最不利内力,并且用最不利内力进行配筋计算。
对这一类结构,在计算作用效应设计值时,可先将永久作用(荷载)分项系数一律取为YCi =}}95(有利),同时,在布置有最不利可变作用的跨(或计算段)追加〔Yor(不利)- Yci(有利)MGR,的作用,则在最不利位置,永久作用为:CYCi(不利)一,。
,(有利)}Gki+Yci(有利)Gkt=Yo i(不利)Gki 这样,在永久作用对结构不利时,Yc‘二1.05,在有利时,,。
‘二0.95,与新编水工混凝土结构设计规范的规定相符。
(3)对承受轴力N和弯矩M的偏心受压(拉)构件,由于轴力N的变化对受拉侧利弊影响与受压侧相反,要判别永久作用的效应是对结构有利还是不利,几乎是不可能的。
在设计时,宜用不利与有利两种不同的永久作用分项系数值算出效应设计值〔N(不利)、DT(不利);N(有利),M(有利)〕,并分别用他们进行承载力设计。
计算举例
2永久作用分项系数的选择
(1)对单跨梁(板),悬臂梁(板),已知:某承受分布荷载的三跨连续梁,恒荷载标准值9。
二1 kIV/m,活荷载标准值p = Yepk = 1 ki}1/m;可变作用标准值换算系数P} -1.Os弯矩计算跨度
lo=lOmo
求第一跨跨中最大弯矩设计值Mao计算简图如上图1所示。
由题给已知条
件:恒荷载标准值9。
二1 kN/m;活荷载设计值p=1 kN/mo由文献3附录9的公式可知:永久作用效应系数Ca = alto 可变作用效应系数Ce= a,Izo1lo=lOm
查附录9系数表得:
a=0.08y a,=0.1
根据本文方法代入式(1),作用效应设计值(此处即M,)为:
M:=aYc(}'}}!)9xloz+Ptac}YGhx+[Yo(不利)一Yo(有利))yt}loz=0.08x0.95 x1x10z+1x0.1x [1.05 x 1+(1.05一0,95) x 1)x lOz=7.6+11.5=19.1 k I}1 " m
4结束语
(1)永久作用及其效应是一种随机变量。
按新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿),在承载能力设计表达式中,永久作用的效应不是一个固定值。
(2)对单跨梁(板),单块双向板,轴心受拉(压)构件,永久作用分项系数一律取为Yar =1.05(不利)。
(3)对外伸梁(板)、连续梁(板)及框架内力计算时,可将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加。
永久作用分项系数取Yc: = 0.95(有利),同时在最不利位置(即布置有可变作用的跨或悬臂段等)布置即ar(不利)一Ycr(有利)}Gxio
(4)、对承受轴力N和弯矩M的偏心受压(拉)构件,欲求精确解,则应分别用Ycz(有利)、,。
‘(不利)算出两种系数取值的作用效应设计值,并分别用他们进行承载力设计。
(5)本文介绍的永久作用分项系数的选择方法,也适用于按GBJ10-89等规范的设计。
参考文献
i蒋大骤、张仁爱.钢筋混凝土沟件计算.上海:上海科技
出版社,1992; 6
2侯治国、杨锡琪.钢筋混凝土结构.北京:冶金工业出版
社,1989; 28
3华东水利学院、大连工学院、陕西机械学院、清华大
学.水工钢筋混凝土结构学.北京:水利电力出版社,
1987年第二版;325。