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5.2 承载能力极限状态计算规定


5.2.1  对结构构件作强度计算时,应采用下列极限状态计算表达式:

γ0S≤R          (5.2.1)

式中  γ0——结构重要性系数,对安全等级为一、二、三级的结构构件,应分别取1.1、1.0、0.9;

      S——作用效应的基本组合设计值;

      R——结构构件抗力的设计值,应按《混凝土结构设计规范》GB 50010、《砌体结构设计规范》GB 50003、《钢结构设计规范》GB 50017的规定确定。

5.2.2  作用效应的基本组合设计值,应按下列规定确定:

    1  对于贮水池、水处理构筑物、地下构筑物等可不计算风荷载效应,其作用效应的基本组合设计值,应按下式计算:

    2  对水塔等构筑物,应计入风荷载效应,当进行整体分析时,其作用效应的基本组合设计值,应按下列计算:

5.2.3  构筑物在基本组合作用下的设计稳定性抗力系数Ks不应小于表5.2.3的规定。验算时,抵抗力应只计入永久作用,可变作用和侧壁上的摩擦力不应计入;抵抗力和滑动、倾覆力应均采用标准值。

表5.2.3 构筑物的设计稳定性抗力系数Ks

5.2.4  对挡土(水)墙、水塔等构筑物基底的地基反力,可按直线分布计算。基底边缘的最小压力,不宜出现负值(拉力)。

条文说明

5.2.1、5.2.2  条文按我国现行规范《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001、《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153的规定,给出了设计表达式。其中有关结构构件抗力的设计值,明确应按相应的专业结构设计规范规定的值采用。

    1  对于作用分项系数的拟定,这次修订中尚缺乏足够的实测统计数据,因此主要还以工程校核法确定,即以原规范GBJ 69-84行之有效的作用效应为基础,使修订后的作用效应能与之相接轨。

    对于结构自重的分项系数,均按原规范的单一安全系数,通过工程校核,维持原水准确定,即取1.20采用。

    考虑到在给水排水工程中,不少构筑物的受力条件,均以永久作用为主,因此对构筑物内的盛水压力和外部土压力的作用分项系数,均规定采用1.27,以使与原规范的作用效应衔接。

    按原规范GBJ 69-84,盛水压力取齐顶计算时,安全系数可乘以附加安全系数0.9。当以受弯构件为例时,安全系数K=0.9×1.4=1.26。此时可得。


    如果盛水压力取设计水位,相应单一安全系数K=1.4时,上表(5.2.2)内ρ=0.2%时的γG=1.27。此值不仅对受弯构件,对轴拉、偏心受力、受剪等构件均可适用。

    当构件同时承受永久作用和可变作用时,仍以受弯构件为例,此时按原规范:

    以工程校核前提来看,式(5.2.2-8)是符合式(5.2.2-5)的。γG值是随配筋率ρ而变的,对给水排水工程中的板、壳结构,ρ值很少超过1%,因此取γQ=1.27与原规范相比,不会带来很大的出入,一般都在3%以内,稍偏于安全。但考虑与《工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50153)相协调,条文对γQ仍取1.40,并与组合系数配套使用。

    2  对于地下水或地表水压力的作用分项系数,考虑到很多情况是与土压力并存的,并且对构筑物壁板的作用效应是主要的,一般应为第一可变作用,因此可与土压力计算相协调,取该项系数γQ=1.27,方便设计应用(可由受水位变动引起土、水压力同时变动)。

    3  关于组合系数ψC的取值,同样根据工程校核的原则,为此取γQ=1.4,ψC=0.9,最终结果符合上述式(5.2.2-8),与原规划协调一致。仅当可变作用只有一项温、湿度变化时,相应的可变作用效应比原规范提高了1.10倍,这是考虑到温、湿度变化在实践中往往难以精确计算,也是结构出现裂缝的主要因素,为此适当地提高应该认为需要的。同样,对水塔设计中的风荷载,保持了原规范中的考虑,适当提高了要求。

    4  关于满足可靠度指标的要求,上述换算系通过原规范依据的《钢筋混凝土结构设计规范》TJ 10-74与其修编的《混凝土结构设计规范》GBJ 10-89对此获得,基于后者是满足要求的,因此也可确认换算后的各项系数,同样可满足应具备的可靠度指标。

5.2.3  关于构筑物设计稳定抗力系数的规定

    构筑物的稳定性验算,包括抗浮、抗滑动和抗倾覆,除抗浮与地下水有关外,后两者均与地基土的物理力学性参数直接相关。目前在稳定设计方法方面,尚很不统一,尽管在《建筑结构设计统一标准》GB 50068、《工程结构设计统一标准》GB 50153-92及《建筑结构荷载规范》GB 50009中,规定了稳定性验算同样按多系数极限状态进行,但现行的《建筑地基基础设计规范》GB 50007,仍采用单一抗力系数的极限状态设计方法。对此考虑到原规范GBJ 69-84给出的验算方法,亦以GBJ 7为基础,并且地基土的物理力学性参数的统计资料尚不完善,因此在这次修订时仍保持原规范GBJ 69-84的规定,待今后条件成熟后再行局部修订,以策安全。

5.2.4  本条规定保持了原规范的要求。

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给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002
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