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二級(jí)建筑師輔導(dǎo)之建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與荷載(4)

更新時(shí)間:2009-11-17 16:49:40 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  三、荷載的代表值

  設(shè)計(jì)中用來驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值,例如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。

  1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值

  荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),在正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值,例如在《荷載規(guī)范》中,住宅樓面的均布活荷載規(guī)定為2.0kN/┫。

  對(duì)于永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,是按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸(如梁、柱的斷面)與構(gòu)件采用材料的重度的標(biāo)準(zhǔn)值(如梁、柱材料為鋼筋混凝土,則其重度的標(biāo)準(zhǔn)值一般取25kN/m3)來確定的數(shù)值。對(duì)常用材料重度,可按《荷載規(guī)范》附錄A采用。

  對(duì)于可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,則由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位數(shù)來確定,一般取具有95%保證率的上分位值,但對(duì)許多還缺少研究的可變荷載,通常還是沿用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。對(duì)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,可按《荷載規(guī)范》的規(guī)定采用。

  2.荷載組合值

  當(dāng)結(jié)構(gòu)上作用兩種或兩種以上的可變荷載時(shí),考慮到其同時(shí)達(dá)到最大值的可能性較少,因此,在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)或按正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用荷載的組合值作為可變荷載的代表值。

  可變荷載的組合值,為可變荷載乘以荷載組合值系數(shù)。組合值系數(shù)見《荷載規(guī)范》表4.1.1。

  3.荷載頻遇值

  對(duì)變荷載,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。

  可變荷載頻遇值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載頻遇值系數(shù)。荷載頻遇值系數(shù)見《荷載規(guī)范》表4.1.1。

  4.荷載準(zhǔn)永久值環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

  對(duì)可變荷載,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的荷載值。

  作用在建筑物上的可變荷載(如住宅樓面上的均布活荷載為2.0kN/┫),其中有部分是長期作用在—上面的(可以理解為在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年內(nèi),不少于25年),而另一部分則是不出現(xiàn)的。因此,我們也可以把長期作用在結(jié)構(gòu)物上面的那部分可變荷載看作是永久活載來對(duì)待??勺兒奢d的準(zhǔn)永久值,為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)φq也就是說,準(zhǔn)永久值系數(shù)φq,為荷載準(zhǔn)永久值與荷載標(biāo)準(zhǔn)值的比值,其值恒小于1.0。

  在荷載規(guī)范中,規(guī)定了各種不同建筑樓面上均布活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)φq,如對(duì)住宅樓面的均布活荷載,其準(zhǔn)永久值系數(shù)φq=0.4,而對(duì)書庫、檔案庫則φq=0.8,這表示了對(duì)不同用途的建筑物,其準(zhǔn)永久值系數(shù)φq是不同的。φq的大小表示了均布活荷載數(shù)值變動(dòng)的大小,φq大表示變動(dòng)較小,φq小則表示變動(dòng)大。如住宅樓面的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/┫,準(zhǔn)永久值系數(shù)φq=0.4,因此,荷載準(zhǔn)永久值為2.0×0.4=0.8kN/┫;而對(duì)一般書庫、檔案庫樓面均布活荷載為5.0kN/┫,準(zhǔn)永久值系數(shù)φq=0.8,因此荷載準(zhǔn)永久值為5.0×0.8=4.0kN/┫。

  四、荷載分項(xiàng)系數(shù)與荷載設(shè)計(jì)值

  1.荷載分項(xiàng)系數(shù)環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

  荷載分項(xiàng)系數(shù)是在設(shè)計(jì)計(jì)算中,反映了荷載的不確定性并與結(jié)構(gòu)可靠度概念相關(guān)聯(lián)的一個(gè)數(shù)值。對(duì)永久荷載和可變荷載,規(guī)定了不同的分項(xiàng)系數(shù)。

  (1)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG:當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí),對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合取γG=1.2;對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合,取γG=1.35。當(dāng)產(chǎn)生的效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí),—般情況下取γG=1.0;當(dāng)驗(yàn)算傾覆、滑移或漂浮時(shí),取γG=0.9;對(duì)其余某些特殊情況,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范采用。

  (2)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ:—般情況下取γQ=1.4;但對(duì)工業(yè)房屋的樓面結(jié)構(gòu),當(dāng)其活荷載標(biāo)準(zhǔn)值>4kN/┫時(shí),考慮到活荷載數(shù)值已較大,則取γQ=1.3。

  2.荷載設(shè)計(jì)值

  荷載設(shè)計(jì)值等于荷載代表值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)。按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算荷載效應(yīng)時(shí),需考慮荷載分項(xiàng)系數(shù);按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算荷載效應(yīng)時(shí)(不管是考慮荷載的短期效應(yīng)組合還是長期效應(yīng)組合),由于對(duì)正常使用極限狀態(tài)的可靠度比對(duì)承載能力極限狀態(tài)的可靠度要求可以適當(dāng)放松,因此可以不考慮分項(xiàng)系數(shù),即分項(xiàng)系數(shù):1.0。

  五、材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值

  1.強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

  材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料性能的基本代表值,具有95%的保證率。

  2.材料分項(xiàng)系數(shù)

  材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)是在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),按可靠度指標(biāo)[β]在計(jì)算中所采用的系數(shù)值。在我國規(guī)范中,通過[β]值及材料、幾何參數(shù)、荷載基本參量,求出各種結(jié)構(gòu)用的材料分項(xiàng)系數(shù)。對(duì)混凝土,材料分項(xiàng)系數(shù)取γC=4;對(duì)HRB335、HR400、

  RRB400級(jí)鋼筋,取γC=10。

  3.材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

  指材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)值后的值。

  在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中,采用材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

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