浅谈建筑结构设计中荷载分项系数的取值

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1、浅啖建筑结狗I殳计中伺载分项系数旳取值许瑞萍，邢双军（河北工程学院建工系，河北邯郸056038）摘要：目前我国建筑结构设计方法采用的是以概率理论为基础的极限状态设计法，结构的可靠性用概率来度量，而可靠度的计算非常复杂，不便于设计人员使用,因此把可靠指标乘示的极限状态设计方法转化为以基本变量和相应分项系数表达的极限状态实用设计表达式，空构的可靠度通过荷载分项系数来体现，由此可见荷载分项系数的取值非常重要。论文介绍了几种特殊情况下荷载分项系数的取值,以引起设计人员的重视。尖键词：结构设计；可靠度；分项系数中图分类号：T

2、O214文献标识码：B文章编号：1671-0959（2004）03-0057-03S=YgSgk+岛Sq,K目前我国规范采用的结构设计方法是以概率理论为基础的极限状态的设计法，根据《建筑结构可靠度设计统一标准》CB50068・2001（以下简称《统一标准》），结构构件的承载力设计应根据荷载效应的基本组合和偶然组合值进行,—般表达式为Y'S"式中Y。一^构的重要性系数；s一力组合设计值；R一构构件的承载力设计值。考虑到设计人员长期以来习惯于采用设计变量（如荷载、材料强度等）和各种系数来进行结构诈计，而在可靠度理论的发

3、展过程中也找到了分项矛数的方法，因此《统一标准》规定了在设计验算点处，把可靠指标P表示的极限状态设计方法转件为以基本变量和相应分项系数表达的极限状态实用设计表达式，其中承载能力极限状态表达式中，吏于基本组合，荷载效应组合的设计值s应从下歹!组合值中取最不利值确定。1）由可变荷载效应控制的组合S=光Sgk+血Sqik+Qi屮CiSQiK2）由永久荷载效应控制的组合对于一般排架、框架结构、基本组合可采用简化规则，并按下列组合值中取最不利值确定：1）由可变荷载效应控制的组合S二YgSgk+YQISqiknS二YgSgk+

4、019”QiSQiK式中Yg—永久荷载分项系数；Yqi——第1个和第i个可变荷载分项系数；S°k—^久競标）隹值计帥韓澈画直；SqiK'Sq’k第1个、第i个可变荷载标准值计算的荷载效应值；%—第，个可变荷载的组合系数。2）由永久荷载控制的组合和上述的相同。《统一标准滋定的荷载分项系数YGyQ是根据下列原则经优选确定的：在各分项标准值给定的亩提下•要选取一组分项系数使极限状态设计表达云设计的各种结构构件所具有的可靠指标与规定的可靠指标之间在总体上误差最小。在极限状态的表达式中通过引入分项系数来反映不同情况下的可靠度

5、要求、由此可见，分项系数数值的大小与结构的可靠度紧密相关，也就是说，结构的可靠度是通过分项茅数来体现的，因此在结构设计中分项系数不能用错。2荷载分项系数的确定在《统一标准》编制过程中，选择了14种有代表性的结构构件，若干种常遇的荷载效应比值，针对Sg+SL（办公楼）、Sg+SL（住宅）、Sg+Sw等三种简单组合情况进行了分析，规定在一般情况下，荷载分项系数统一取:Yg=112,Yq=114o但也有特殊情况，下面介绍规范规定的几种特殊情况下的取值。1）为保证永久荷载起控制作用的结构的可靠度符合规定值，以承受永久荷载为

6、主的结构构件,永久荷载分项系数Y0=1135,可变荷载分项系数Yq=114。2）当永久荷载效应与可变荷载效应异号时,如仍采用一般分项系数数值，则结构可靠度将严重降低，因此，《统一标准》规定，当永久荷载起有利作用时Yg910,Yq=114。3）对于工业楼面，当活荷载的标准值大于4kNRn2时，可变荷载分项系数Yq=113。4）在《砌体结构设计规范》中，考虑到砌体倾覆时出现脆性破坏，所以永久荷载的分项系数降低了。如在验算挑梁的抗倾覆时公式为Mr＞仏Mr=018Gr（/2-A-0）式中Mr―朝匕梁的抗倾覆力矩设计值；G―

7、扌兆梁的抗倾覆荷载,在此处永久荷载分项系数/b=018。例1:某两跨连续梁胯度厶=6m,人二2m,截面尺寸bxh=250mmx500mm,承受永久荷载标准值gK=20kNnn，可变荷载标准值c/k=lOkMIn，求:①KB跨中的最大弯矩；（2B支座截面的最大弯矩。解:①跨中的最大弯矩应按图1所示的荷载布置方法求得•此时BC跨内的永久荷载对结构是有利的，所以BC跨内永久荷载分项系数应取110;②求B支座截面的最大弯矩，可变荷载应满布，如图2所示,永久荷载分项系数取112，可变荷载分项系数取114。12&+1・他・38

8、0/111—―I1~—~―

9、IQgk=20kN7ni-ABC图1例2:截面尺寸为370mmx490mm砖柱，柱底承受轴向力的标准值山=160kN（其中永久荷载130kN,包括自重），求柱底截面的组合设计值N。1.2gk+1.4qk»31kN/»i图2解：①由可变荷载控制的组合N=112Ngk+114Nqk=112xl30+114x30=198kN②由永久荷载