6.1.4 材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。
材料强度的标准值可按其概率分布的0.05分位值确定。材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位值确定。
当试验数据不充分时,材料性能的标准值可采用有关标准的规定值,也可根据工程经验,经分析判断确定。
6.1.5 岩土性能的标准值宜根据原位测试和室内试验的结果,按有关标准的规定确定。
当有条件时,岩土性能的标准值可按其概率分布的某个分位值确定。
6.2 几何参数
6.2.1 结构或结构构件的几何参数宜采用随机变量概率模型描述。几何参数的各种统计参数和概率分布类型,应以正常生产情况下对结构或结构构件几何尺寸的测试数据为基础,运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。
当测试数据不充分时,几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差,经分析判断确定。
当几何参数的变异性对结构抗力及其他性能的影响很小时,几何参数可作为确定性变量。
6.2.2 几何参数的标准值可采用设计规定的公称值,或根据几何参数概率分布的某个分位值确定。
7 结构分析和试验辅助设计
7.1 一般规定
7.1.1 结构分析可采用计算、模型试验或原型试验等方法。
7.1.2 结构分析的精度,应能满足结构设计要求,必要时宜进行试验验证。
7.1.3 在结构分析中,宜考虑环境对材料、构件和结构性能的影响。
7.2 结构模型
7.2.1 结构分析采用的基本假定和计算模型应能合理描述所考虑的极限状态下的结构反应。
7.2.2 根据结构的具体情况,可采用一维、二维或三维的计算模型进行结构分析。
7.2.3 结构分析所采用的各种简化或近似假定,应具有理论或试验依据,或经工程验证可行。
7.2.4 当结构的变形可能使作用的影响显著增大时,应在结构分析中考虑结构变形的影响。
7.2.5 结构计算模型的不定性应在极限状态方程中采用一个或几个附加基本变量来考虑。附加基本变量的概率分布类型和统计参数,可通过按计算模型的计算结果与按精确方法的计算结果或实际的观测结果相比较,经统计分析确定,或根据工程经验判断确定。
7.3 作用模型
7.3.1 对与时间无关的或不计累积效应的静力分析,可只考虑发生在设计基准期内作用的最大值和最小值;当动力性能起控制作用时,应有比较详细的过程描述。
7.3.2 在不能准确确定作用参数时,应对作用参数给出上下限范围,并进行比较以确定不利的作用效应。
7.3.3 当结构承受自由作用时,应根据每一自由作用可能出现的空间位置、大小和方向,分析确定对结构最不利的作用布置。
7.3.4 当考虑地基与结构相互作用时,土工作用可采用适当的等效弹簧或阻尼器来模拟。
7.3.5 当动力作用可被认为是拟静力作用时,可通过把动力作用分析结果包括在静力作用中或对静力作用乘以等效动力放大系数等方法,来考虑动力作用效应。
7.3.6 当动力作用引起的振幅、速度、加速度使结构有可能超过正常使用极限状态的限值时,应根据实际情况对结构进行正常使用极限状态验算。
7.4 分析方法
7.4.1 结构分析应根据结构类型、材料性能和受力特点等因素,采用线性、非线性或试验分析方法;当结构性能始终处于弹性状态时,可采用弹性理论进行结构分析,否则宜采用弹塑性理论进行结构分析。
7.4.2 当结构在达到极限状态前能够产生足够的塑性变形,且所承受的不是多次重复的作用时,可采用塑性理论进行结构分析;当结构的承载力由脆性破坏或稳定控制时,不应采用塑性理论进行分析。
7.4.3 当动力作用使结构产生较大加速度时,应对结构进行动力响应分析。
7.5 试验辅助设计
7.5.1对某些没有适当分析模型的特殊情况,可进行试验辅助设计,其具体方法可按附录C的规定。
7.5.2 采用试验辅助设计的结构,应达到相关设计状况采用的可靠度水平,并应考虑试验结果的数量对统计不定性的影响。
8 分项系数设计方法
8.1 一般规定
8.1.1结构构件极限状态设计表达式中所包含的各种分项系数,宜根据有关基本变量的概率分布类型和统计参数及规定的可靠指标,通过计算分析,并结合工程经验,经优化确定。
当缺乏统计数据时,可根据传统的或经验的设计方法,由有关标准规定各种分项系数。
8.1.2 基本变量的设计值可按下列规定确定:
1 作用的设计值可按下式确定:
= (8.1.2-1)
式中 ——作用的代表值;
——作用的分项系数。
2 材料性能的设计值可按下式确定:
= (8.1.2-2)
式中 ——材料性能的标准值;
——材料性能的分项系数,其值按有关的结构设计标准的规定采用。
3 几何参数的设计值可采用几何参数的标准值。当几何参数的变异性对结构性能有明显影响时,几何参数的设计值可按下式确定:
=± (8.1.2-3)
式中 ——几何参数的附加量。
4 结构抗力的设计值可按下式确定:
(8.1.2-4)
8.2 承载能力极限状态
8.2.1 结构或结构构件按承载能力极限状态设计时,应考虑下列状态:
1 结构或结构构件的破环或过度变形,结构的材料强度起控制作用;
2 整个结构或其一部分作为刚体失去静力平衡,结构材料或地基的强度不起控制作用;
3 地基的破坏或过度变形,岩土的强度起控制作用;
4 结构或结构构件的疲劳破坏,结构的材料疲劳强度起控制作用。
8.2.2结构或结构构件按承载能力极限状态设计时,应符合下列要求:
1 结构或结构构件的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计,应符合下式要求:
≤ (8.2.2-1)
式中 —— 结构重要性系数,其值按8.2.9的有关规定采用;
—— 作用组合的效应设计值,如轴力、弯矩设计值或表示几个轴力、弯矩向量的设计值;
——结构或结构构件的抗力设计值。
2 整个结构或其一部分作为刚体失去静力平衡的承载能力极限状态设计,应符合下式要求:
≤ (8.2.2-2)
式中 —— 不平衡作用效应的设计值;
—— 平衡作用效应的设计值。
3 地基的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计,可采用分项系数法进行,但其分项系数的取值与式(8.2.2-1)中所包含的分项系数的取值可有区别;地基的破坏或过度变形的承载力设计,也可采用容许应力法等进行。
4 结构或结构构件的疲劳破坏的承载能力极限状态设计,可按有关规范规定的方法进行。
8.2.3 承载能力极限状态设计表达式中的作用组合,应符合下列规定:
1 作用组合应为可能同时出现的作用的组合;
2 每个作用组合中应包括一个主导可变作用或一个偶然作用或一个地震作用;
3 当结构中永久作用位置的变异,对静力平衡或类似的极限状态设计结果很敏感时,该永久作用的有利部分和不利部分应分别作为单个作用;
4 当一种作用产生的几种效应非全相关时,对产生有利效应的作用,其分项系数的取值应予降低;
5 对不同的设计状况应采用不同的作用组合。
8.2.4 对持久设计状况和短暂设计状况,应采用作用的基本组合。
1 基本组合的效应设计值应按式(8.2.4-1)中最不利值确定:
(8.2.4-1)
式中 (·)——作用组合的效应函数;
——第个永久作用的标准值;
——预应力作用的有关代表值;
——第1个可变作用的标准值;
——第个可变作用的标准值;
—— 第个永久作用的分项系数,应按8.2.10的有关规定采用;
—— 预应力作用的分项系数,应按8.2.10的有关规定采用;
——第1个可变作用的分项系数,应按8.2.10的有关规定采用;
——第个可变作用的分项系数,应按8.2.10的有关规定采用;
、——第1个和第个考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,应按8.2.11的有关规定采用;
——第个可变作用的组合值系数,应按有关规范的规定采用。
注:在作用组合的效应函数中,符号“Σ”和“+”均表示组合,即同时考虑所有作用对结构的共同影响,而不表示代数相加。
2 当作用与作用效应按线性关系考虑时,基本组合的效应设计值应按式(8.2.4-2)中最不利值计算:
(8.2.4-2)
式中 ——第个永久作用标准值的效应;
——预应力作用有关代表值的效应;
——第1个可变作用标准值的效应;
——第个可变作用标准值的效应。
8.2.5 对偶然设计状况,应采用作用的偶然组合。
1 偶然组合的效应设计值可按下式确定:
(8.2.5-1)
式中 ——偶然作用的设计值;
——第1个可变作用的频遇值系数,应按有关规范的规定采用;
、——第1个和第个可变作用的准永久值系数,应按有关规范的规定采用。
2 当作用与作用效应按线性关系考虑时,偶然组合的效应设计值可按下式计算:
(8.2.5-2)
式中——偶然作用设计值的效应。
8.2.6 对地震设计状况,应采用作用的地震组合。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》GB 50011的规定。
8.2.7 建筑结构抗震设计,应根据不同地震烈度符合下列结构性能基本设防目标要求:
1 对多遇地震烈度,结构主体不受损坏或不需修复即可继续使用;
2 对设防地震烈度,可能发生损坏,但经一般修复仍可继续使用;
3 对罕遇地震烈度,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
8.2.8 当永久作用效应或预应力作用效应对结构构件承载力起有利作用时,式(8.2.4)中永久作用分项系数和预应力作用分项系数的取值不应大于1.0。
8.2.9 结构重要性系数,不应小于表8.2.9的规定。
表8.2.9 结构重要性系数
结构重要性系数
|
对持久设计状况和短暂设计状况
|
对偶然设计状况和地震设计状况
|
安全等级
|
一级
|
二级
|
三级
|
|
1.1
|
1.0
|
0.9
|
1.0
|
8.2.10 建筑结构的作用分项系数,应按表8.2.10采用。
表8.2.10 建筑结构的作用分项系数
适用情况
作用
分项系数
|
当作用效应对承载力不利时
|
当作用效应对承载力有利时
|
|
1.3
|
≤1.0
|
|
1.3
|
1.0
|
|
1.5
|
0
|
8.2.11 建筑结构考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,应按表8.2.11采用。
表8.2.11 建筑结构考虑结构设计使用年限的荷载调整系数
结构的设计
使用年限(年)
|
|
5
|
0.9
|
50
|
1.0
|
100
|
1.1
|
注:对设计使用年限为25年的结构构件,应按各种材料结构设计规范的规定采用。
8.3 正常使用极限状态
8.3.1 结构或结构构件按正常使用极限状态设计时,应符合下式要求:
≤ (8.3.1)
式中 —— 作用组合的效应设计值,如变形、裂缝等的设计值;
—— 设计对变形、裂缝等规定的相应限值,应按有关的结构设计规范的规定采用。
8.3.2 按正常使用极限状态设计时,可根据不同情况采用作用的标准组合、频遇组合或准永久组合。
1 标准组合
1)标准组合的效应设计值可按下式确定:
(8.3.2-1)
2)当作用与作用效应按线性关系考虑时,标准组合的效应设计值可按下式计算:
(8.3.2-2)
2 频遇组合
1)频遇组合的效应设计值可按下式确定:
(8.3.2-3)
2)当作用与作用效应按线性关系考虑时,频遇组合的效应设计值可按下式计算:
(8.3.2-4)
3 准永久组合
1)准永久组合的效应设计值可按下式确定:
(8.3.2-5)
2)当作用与作用效应按线性关系考虑时,准永久组合的效应设计值可按下式计算:
(8.3.2-6)
8.3.3 对正常使用极限状态,材料性能的分项系数,除各种材料的结构设计规范有专门规定外,应取为1.0。
附录A 质量管理
A.1 质量控制要求
A.1.1 材料和构件的质量可采用一个或多个质量特征表达。在各类材料的结构设计与施工规范中,应对材料和构件的力学性能、几何参数等质量特征提出明确的要求。
材料和构件的合格质量水平,应根据各类建筑结构有关规范规定的结构构件可靠指标确定。
A.1.2 材料宜根据统计资料,按不同质量水平划分等级。等级划分不宜过密。对不同等级的材料,设计时应采用不同的材料性能的标准值。
A.1.3 对建筑结构应实施为保证结构可靠性所必需的质量控制。建筑结构的各项质量控制要求应由有关标准作出规定。建筑结构的质量控制应包括下列内容:
1 勘察与设计的质量控制;
2 材料和制品的质量控制;
3 施工的质量控制;
4 使用和维护的质量控制。
A.1.4 勘察与设计的质量控制应达到下列要求:
1 勘察资料应符合工程要求,数据准确,结论可靠;
2 设计方案、基本假定和计算模型合理,数据运用正确;
3 图纸和其他设计文件符合有关规定。
A.1.5 为进行施工质量控制,在各工序内应实行质量自检,在各工序间应实行交接质量检查。对工序操作和中间产品的质量,应采用统计方法进行抽查;在结构的关键部位应进行系统检查。
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