工業與民用建築的設計要求和荷載取值

2021-07-31 18:48:48 字數 2078 閱讀 4238

結構使用年限分類

工程建築一般分上部結構和下部結構,上部結構是指地面以上的部分,下部是指地面以下的部分。對地基基礎,在《建築結構可靠度設計統一標準》(gb50068—2001)中特別強制規定了對地基基礎等級的要求:「地基基礎設計安全等級及按抗震要求設計時建築結構的安全等級,尚應符合國家現行有關規範的規定。

」同時「基礎設計安全等級、結構設計使用年限、結構重要性係數應按有關規範的規定採用,但結構重要性係數不應小於1.0。」

與工程建築可靠度指標緊密關係的另外乙個名詞就是建築所將會承受的各種荷載作用,這裡按照荷載隨時間的變異分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。

永久荷載應根據其建築結構的構造確定。例如,鋼筋混凝土現澆樓面,通常有現澆樓面板自重、班上找平層自重和板底抹灰層自重三個部分組成,若該建築物需要吊頂,則應包括吊頂自重。在我國《建築結構荷載規範》(gb50009—2001)給出了常用材料和構建自重以供查用,其中代表性的:

鋼筋混凝土重力密度25kn/㎡﹒m,水泥砂漿重力密度20 kn/㎡﹒m以及混合砂漿重力密度17 kn/㎡﹒m。

可變荷載分為樓面和屋面活荷載、雪荷載、風荷載這三大工程中常見到的荷載型別。對於不同使用功能的建築,可變荷載的取值是不同的,我國《建築結構荷載規範》(gb50009—2001)中給出了樓面和屋面活荷載的取值。雪荷載因我國地域遼闊,各地個季節氣候因素影響不一,所以取之不盡相同。

在荷載規範中給出了全國各城市重現期n為10年、50年和100年。在建築結構設計時,基本雪壓s0應按50年一遇來計算。其中雪荷載標準值的計算可以按下列公式進行:

sk=μrs0

其中μr為雪荷載標準值(`kn/m^2`);

對於風荷載,其基本計算公式為

wk=βzμsμzw0

wk——風荷載標準值 kpa(kn/㎡)

μs ——體型係數;

《建築結構荷載規範》(gb50009—2001)給出了全國各城市的重現期為10年、50年和100年的風壓值,建築結構設計時基本風壓按50年一遇的風壓值採用,但不得小於0.3kn/㎡。同時風壓高度變化係數應根據地面粗糙度和離地面或海平面的高度確定,其中荷載規範中對於地面粗糙度的分類有a類:

近海海面及海島、海岸、湖岸、及沙漠地區;b類:田野、鄉村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉鎮和城市郊區;c類:有密集建築群的城市市區;d類:

有密集建築群且房屋較高的城市市區這四大類。風載體型係數由建築物外形決定。對不考慮風壓脈動對結構的影響時βz可取1.

0。在進行結構設計時,必須要考慮到的還有乙個因素就是偶然荷載作用,具體指在結構設計基準期內不一定出現,而一旦出現其量值很大且持續時間較短的荷載,例如**、**和海嘯等。我國是乙個**多發國家,地處亞歐**帶和環太平洋**帶邊緣,每年因**給我國帶來的經濟損失和人員死亡不計其數,嚴重印象了我國社會主義建設。2023年5月12日在我國四川汶川發生8級特大**。

據統計,**共計造成67183人遇難,361822人受傷,失蹤20790人。緊急轉移安置1500.6341萬人,累計受災人數4561.

2765萬人。僅就工業而言,四川全省有22428家企業受到不同程度災害,經濟損失超過2000億元,企業職工遇難4414人,受傷12545人。災後,國家和人民捐款數以百億計以供災後重建。

因此做好建築的防災減災工作,尤其是我國**多發地帶的建築抗震,有著重大的社會意義和戰略意義。在實際工程實踐中,對各類建築的抗震計算應分別採用以下方法:

1. 高度不超過40m,以剪下變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似於單質點體系的結構,可採用底部剪力法等簡化法。

2. 除一款外的結構建築,宜採用振型分解反應譜法。

3. 特別不規則的建築,甲類建築和規定範圍高度的高層建築,應採用時程分析法進行多遇**的補充計算;可取多條時程曲線計算結果平均值與振型分解反應譜法計算結果較大值。

同時,建築結構的**影響係數應該根據烈度、場地類別、設計**分組,以及結構的自振週期和阻尼比來確定,**的影響係數曲線如下圖所示,分四個階段:

上述四個公式分別對應四個階段:

(1) 直線上公升階段,週期小於0.1s的區段;

(2) 水平段,自0.1s至特定週期段;

(3) 曲線下降段,自特徵週期至五倍特徵週期段;

(4) 直線下降段,自五倍週期段至6s區段。

另外還應根據可變荷載的特徵取值組合係數以及阻尼調整係數和阻尼衰減係數。

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