浅谈建筑结构荷载分项系数的应用

根据现行《建筑结构荷载规范》中关于荷载分项系数的规定,对其实际应用进行简要分析,并提出了计算由永久荷载效应控制的组合值时应注意的问题,以供参考。     

谈荷载分项系数提高对于结构成本的影响

GB 50068—2018建筑结构可靠性设计统一标准发布,恒荷载分项系数由1. 2调整到1. 3;活荷载分项系数由1. 4调整到1. 5,综合分项系数提高10%左右,此次提高涉及到结构成本的增加及增加幅度问题,引起广泛关注和激烈讨论。就这一热点问题进行系列对比分析,从而得出相对准确可靠的数据结果,用于指导地产成本、利润测算工作和设计院结构成本整体把控工作。     

既有砌体结构安全性评估的分项系数研究

既有结构安全性评估是基于已知的结构信息,对结构是否能够承受预期荷载做出判断的过程;基于既有砌体结构抗力的材料性能、几何特征以及永久作用为确定量的基本假设,给出了适用于既有砌体结构安全性评估的极限状态表达式及其分项系数和安全性分级原则。结果表明,A类、B类和C类既有砌体结构安全性评估的分项系数可取值为：抗力分项系数γ_R取1.6(对应的材料分项系数γ_f为1.2);永久作用分项系数γ_G取1.0;对于可变作用分项系数γ_Q,A类构件取1.3,B类构件取1.4,C类构件取1.5。对于重要性系数γ₀,可与《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153—2008)保持一致;对于安全性分级标准,可与《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292—2015)保持一致。     

工程设计中永久荷载分项系数的正确取用

本文着重介绍了在工程设计中或编程序过程中永久性荷载的分项系数在取值方面容易忽略的问题,提出一种简单易行的解决办法。     

荷载分项系数调整对钢筋混凝土梁可靠性的影响分析

为明确新版《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068-2018)中的荷载分项系数调整对钢筋混凝土梁设计安全性的影响,参考已有统计参数模型,采用蒙特卡罗法对钢筋混凝土梁进行可靠指标计算。考虑抗弯和抗剪两种破坏模式、四种常用荷载组合等情形,分别计算了荷载分项系数调整后钢筋混凝土梁可靠指标的变化。结果表明：荷载分项系数调整后,对于办公楼活荷载、风荷载、雪荷载分别与恒载组合以及办公楼活荷载和风荷载与恒载联合组合的四种情况,钢筋混凝土梁的抗弯可靠指标提高了约9.7%～16.9%,基本满足目标可靠指标3.2的要求;当抗力分项系数在1.5～2.2范围变化时,钢筋混凝土梁的抗剪可靠指标增加较小,增幅仅约为0.05～0.20;当抗力分项系数取2.2时,钢筋混凝土梁的抗剪可靠指标基本满足目标可靠指标3.7的要求。     

既有建筑结构安全性鉴定中分项系数的调整研究

在既有建筑结构鉴定中直接采用设计公式简单通用,但基于可靠指标调整分项系数的鉴定方法更为合理,既能充分利用既有建筑的实际现状,又能避免潜在的不定性风险。为此,基于可靠指标对构件承载力分项系数分解算法进行比较,阐述抗力分项系数、材料强度分项系数的调整方法,并通过工程算例验证其用于既有建筑结构鉴定的可行性。通过研究比较可知：直接分解法简单明了,当构件承载力变异系数在0.11～0.15,可靠指标在3.5～5之间取值时,直接分解法和间接分解法等效;对于既有建筑结构,按调整抗力分项系数、材料强度分项系数的方法进行鉴定具有可行性,尤其是采用调整材料强度分项系数的鉴定方法,在检测批合理划分、检测数据可靠的情况下,既可以充分利用既有建筑的实测材料强度或材料强度分项系数的可靠指标裕度,又能满足标准规定的目标可靠指标要求。     

对建筑结构设计中荷载分项系数的理解与应用

针对荷载分项系数在建筑结构设计中的重要性，介绍了一般情况下和特殊情况下荷载分项系数的具体取值，并结合具体算例，阐述了荷载分项系数的实际运用，通过对荷载分项系数取值问题的探讨，旨在提高结构的可靠度。     

关于提高恒载＋风载的荷载分项系数的建议

根据概率极限状态计算原则,计算了综合考虑3种不同荷载效应组合与单独考虑各荷载效应组合下的最优荷载分项系数,比较得出应提高恒载＋风载组合下荷载的分项系数的结构。     

层次分析法在既有建筑结构体系可靠性评定中的应用

用层次分析法确定构件的权重系数,提出了一种考虑构件权重的既有结构体系可靠性评定方法。以框架结构体系为例进行了结构体系可靠性等级的评定,并和《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)的评价结果进行了比较分析。结果表明,所提方法能反映不同构件对结构体系可靠性的影响,评定结果和实际吻合较好。但对于高层建筑,该方法还需要进一步完善。     

软土隧道荷载分项系数的探讨

鉴于概率极限状态设计方法的优点并已广为应用,将软土隧道荷载视为随机变量,研究了隧道荷载分项系数的确定方法并给出了其建议取值,内容包括软土隧道荷载的影响因素,隧道荷载与土性参数的数学关系、土性参数的概率特征与分项系数以及隧道荷载分项系数的计算结果与建议取值,以期对设计荷载的确定定量考虑各种不确定性的影响,提高设计的可靠性。     

地下构筑物永久荷载分项系数研究

本文用JC法对不同跨度、不同覆土厚度、不同配筋率钢筋混凝土简支板的弯曲抗力进行了研究 ,对现行规范永久荷载分项系数的适用性提出了质疑 ;认为现行规范新增加的“永久荷载控制的组合”不适用于以土压力为主要荷载的地下构筑物。得出了适用于给排水构筑物的计算建议值γG=1 1。本文还对北京部分地区土样天然容重实测数据进行了统计分析 ,并给出了土的天然容重统计参数     

HPB235钢筋强度标准值及其分项系数的校准

通过对HPB235钢筋强度的检验数据进行统计分析得到:该品种钢筋屈服强度的变异系数约为0.09,规范关于该品种钢筋强度标准值的取值可能比较合适;钢筋混凝土受拉构件的钢筋材料强度分项系数可能偏低,宜进行调整.     

可变荷载效应占高比重时荷载分项系数取值研究

针对现行可靠度设计统一标准给出的荷载分项系数值对应可变荷载效应比值取值范围较低,缺乏对该荷载分项系数值在可变荷载效应占高比重下适用性的充分考虑的情形,以钢拱架结构模型和RC框架柱模型为例,分析了可变荷载效应比值的取值范围,揭示了可变荷载效应比值将会较高的现象;基于可靠度理论并结合设计约束条件建立了荷载分项系数的计算方法;通过数值分析,求解得到了荷载分项系数值;最后分析了按多国规范用荷载分项系数进行结构设计的可靠指标随可变荷载效应比值的变化规律。结果表明：可变荷载效应占高比重时,按我国规范用荷载分项系数设计的混凝土和钢结构构件的可靠指标低于目标可靠指标较多;而美英两国规范用荷载分项系数的适用性要好于我国规范,但对应的钢结构构件的设计可靠指标仍偏低。从可靠性的角度为近年风、雪灾害中若干结构容易破坏的现象提供了补充解释,同时也为相关规范修订提供参考。     

铁路桥梁结构作用分项系数的研究

结合我国已有作用统计参数,考虑极限状态法和容许应力法安全度设置水平的一致性,利用设计值法对铁路桥梁结构恒载和列车荷载作用分项系数进行计算和分析。研究建议:铁路工程结构恒载分项系数取1.1,当永久荷载作用为有利情况时,恒载分项系数取1.0;列车荷载作用分项系数宜取1.4~1.5。研究成果已纳入《铁路工程结构可靠性设计统一标准(试行)》,并为其他铁路工程结构荷载分项系数的制定提供方法和参考。     

预制桩竖向承载力的分项系数研究

考虑荷载规范给定的分项系数约束条件下 ,对上海地区预制桩桩基竖向承载力 3种确定方法进行了可靠性分析 ,并推导出对应于各方法的抗力分项系数的理论公式。     

既有结构可靠性评定中变异系数统计推断

在既有结构的可靠性评定中,对作用、抗力变异系数的推断将成为一项必要的工作。目前已有的变异系数推断方法主要适用于对永久作用、材料强度等正态随机变量变异系数的推断,但其中的精确方法需采用查表计算,应用不便,而近似推断方法中又设定了较为严格的适用条件。通过变换变异系数的概率表达式和引入相关的近似分布,提出了永久作用、材料强度变异系数的近似推断方法。对比分析结果表明：该方法不仅应用简便,而且较目前的近似方法,包括GB/T 11791-89中的近似推断方法具有更高的精度,适用范围更广。同时针对服从对数正态分布的抗力,提出了变异系数推断方法,包括直接和间接两种推断方式,能够满足工程实际的需要。     

既有建筑结构体系可靠性评估实用方法

回顾和总结了结构可靠度理论的发展历史以及既有建筑结构评估的研究现状,指出现有结构体系可靠性评估方法的不足.针对存在的问题,提出了基于子结构的既有建筑结构体系可靠性评估的简化方法,建议将子结构取为自然层,先对子结构进行可靠性评估,再根据子结构评定结果,通过结构自然层间的相关关系对结构体系可靠性进行评估.根据层次分析法,提出了一种适合工程应用的子结构中构件权重系数实用计算方法.工程实例分析结果表明,所提方法得出的评定结果能更好地符合实际情况.     

注意永久荷载分项系数和活荷载折减系数的正确取值

本文对永久荷载分项系数和活荷载折减系数的正确取值进行讨论,文中列举的情况应引起设计人员的注意和重视,以保证建筑结构的可靠性。     

分项系数调整对剪力墙结构设计影响的分析

以高层剪力墙住宅为入口,通过6个不同抗震设防烈度和抗震等级的地震工况,从结构的整体指标和梁、板、剪力墙构件配筋等方面,对分项系数调整对剪力墙结构设计的影响进行了简要分析,对剪力墙结构设计具有一定的参考作用。