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3 結構設計3.1、極限狀態(tài)的分項系數(shù)設計方法3.1 1、3，1、2 這兩條是對極限狀態(tài)的規(guī)定 承載能力極限狀態(tài)可理解為結構或結構構件發(fā)揮允許的最大承載能力的狀態(tài)。結構構件由于塑性變形而使其幾何形狀發(fā)生顯著改變,雖未達到最大承載能力，但已徹底不能使用,也屬于達到這種極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài)可理解為結構或結構構件達到使用功能上允許的某個限值的狀態(tài),例如.某些構件必須控制變形,裂縫才能滿足使用要求,因過大的變形會造成如房屋內(nèi)粉刷層剝落,填充墻和隔斷墻開裂及屋面積水等后果、過大的裂縫會影響結構的耐久性 過大的變形,裂縫也會造成用戶心理上的不安全感、這兩種極限狀態(tài)有顯著的差異,超過了結構的承載能力極限狀態(tài),導致的結果是結構失效,需要拆除或大修.而超過了正常使用極限狀態(tài) 通常不會導致結構的破壞、在消除外部不利因素之后，結構一般還能繼續(xù)正常使用，需要區(qū)分可逆和不可逆的正常使用狀態(tài)、3 1，3.結構設計時，應針對各種設計狀況和相關的承載能力極限狀態(tài),正常使用極限狀態(tài)進行分析.其目的是要驗證在各種內(nèi)外部因素的條件下。作用,材料特性,幾何形狀、結構不會超過極限狀態(tài).當有充分依據(jù)表明、結構滿足其中一種極限狀態(tài).另一種極限狀態(tài)自然滿足時?？梢灾或炈闫鹂刂谱饔玫臉O限狀態(tài),如果不能確定、則必須對兩種狀態(tài)分別進行計算和驗算。3.1、4。結構的作用、環(huán)境影響以及自身特性都是隨時間變化的.設計狀況代表了在一定時間段內(nèi)結構的內(nèi)外環(huán)境狀態(tài),需要根據(jù)結構的實際情況，使用條件,環(huán)境條件等.選擇與此相對應的設計狀況 包括持久設計狀況.短暫設計狀況、偶然設計狀況 對處于地震設防區(qū)的結構尚應考慮地震設計狀況。地震設計狀況需要和偶然設計狀況區(qū)別開來.主要是因為地震作用具有與火災 爆炸。撞擊或局部破壞等偶然作用不同的特點.首先、地震設防區(qū)需要進行抗震設計、而且很多結構是由抗震設計控制的.其二.地震作用是能夠統(tǒng)計并有統(tǒng)計資料的，可以根據(jù)地震的重現(xiàn)期確定地震作用、3,1、5,為了保證結構的安全性和適用性.結構設計時選定的設計狀況 應當涵蓋所能夠合理預見到的各種可能性.承載能力涉及結構安全和人身安全、因此各種設計狀況下均應加以驗算,而持久設計狀況適用于結構正常使用時的情況 因此還應當進行正常使用極限狀態(tài)設計、其他設計狀況是否進行正常使用極限狀態(tài)設計不做強制要求,可根據(jù)實際情況確定、3,1,6，結構按極限狀態(tài)設計時。對不同的設計狀況應采用相應的作用組合,在每一種作用組合中還必須選取其中的最不利組合進行有關的極限狀態(tài)設計，3.1、7、本條規(guī)定了承載能力極限狀態(tài)作用組合的具體操作要求。3,1.8,所謂可逆的正常使用極限狀態(tài) 是指在導致超出極限狀態(tài)的因素移除之后。結構可以恢復正常的極限狀態(tài)、比如超出極限狀態(tài)要求的振動或臨時性的位移等，而不可逆的正常使用極限狀態(tài) 則是指一旦超出極限狀態(tài).結構不能再恢復正常的極限狀態(tài),比如永久性的局部損壞。或永久變形.不可逆的正常使用極限狀態(tài)所采用的設計準則.與承載能力極限狀態(tài)類似、而可逆的正常使用極限狀態(tài) 其設計準則可根據(jù)實際情況確定 3,1,9。本條規(guī)定了各種基本變量設計的確定方法.作用的設計值Fd一般可表示為作用的代表值Fr與作用的分項系數(shù)γF的乘積 對可變作用,其代表值包括標準值,組合值、頻遇值和準永久值、組合值。頻遇值和準永久值可通過對可變作用標準值的折減來表示,即分別對可變作用的標準值乘以不大于1的組合值系數(shù)ψc，頻遇值系數(shù)ψf和準永久值系數(shù)ψq.3。1 10、本條規(guī)定了承載能力極限狀態(tài)的設計要求,作用組合效應設計值、包括了各種與采用的作用組合相對應的效應設計值.如軸力.彎矩設計值或表示幾個軸力，彎矩向量的設計值,3，1 11、作用組合效應設計值,包括了各種與采用的作用組合相對應的效應設計值,如變形 裂縫等的設計值，3.1，12、結構重要性系數(shù)γO是考慮結構破壞后果的嚴重性而引入的系數(shù)。對于安全等級為一級和三級的結構構件分別取1。1和0。9，可靠度分析表明.采用這些系數(shù)后,結構構件可靠指標值較安全等級為二級的結構構件分別增減0，5左右,考慮不同投資主體對建筑結構可靠度的要求可能不同.故本條僅規(guī)定重要性系數(shù)的下限值。另外應注意,結構重要性和結構的抗震類別并不一定完全對應,3、1 13。3，1,15.在，以概率理論為基礎 以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計方法,中，將對結構可靠度的要求分解到各種分項系數(shù)設計取值中，作用,包括永久作用、可變作用等。分項系數(shù)取值越高 相應的結構可靠度設置水平也就越高 但從概率的觀點看,一個結構可靠與否是隨機事件,無論其可靠度水平有多高，都不能做到100,安全可靠、總會有一定的失效概率存在，因此不可避免地存在著由于結構失效帶來的風險,危及人的生命，造成經(jīng)濟損失,對社會或環(huán)境產(chǎn)生不利影響等.人們只能做到把風險控制在可接受的范圍內(nèi)。一般來說 可靠度設置水平越高風險水平就越低，相應的一次投資的經(jīng)濟代價也越高.相反,可靠度設置水平越低風險水平就越高。而相應的一次投資的經(jīng)濟代價則越低 在經(jīng)濟發(fā)展水平較低的時候。對結構可靠度的投入受到經(jīng)濟水平的制約。在保證、基本安全、的前提下、人們不得不承受較高的風險 而在經(jīng)濟發(fā)展水平較高的條件下 人們更多會選擇較高的結構可靠度從而降低所承擔的風險。荷載效應組合的設計值中.荷載分項系數(shù)應根據(jù)荷載不同的變異系數(shù)和荷載的具體組合情況.包括不同荷載的效應比 以及與抗力有關的分項系數(shù)的取值水平等因素確定、以使在不同設計情況下的結構可靠度能趨于一致,由于歷史原因、國內(nèi)各行業(yè)領域采用的分項系數(shù)有所不同。本條根據(jù)不同行業(yè)領域給出了分項系數(shù)的取值要求。本規(guī)范第3.1,13條規(guī)定了房屋建筑結構的分項系數(shù)取值要求，對永久作用系數(shù)γG和可變荷載系數(shù)γQ的取值 分別根據(jù)對結構構件承載能力有利和不利兩種情況 作出了具體規(guī)定，考慮到標準值大于4kN，m2的工業(yè)樓面活荷載、變異系數(shù)通常比較小、其分項系數(shù)規(guī)定為1，4.在傾覆?；苹蚱〉扔嘘P結構整體穩(wěn)定性的驗算中，永久作用效應一般對結構是有利的，荷載分項系數(shù)應取小于1.0的值，雖然各結構標準已經(jīng)廣泛采用分項系數(shù)表達方式。但對永久作用分項系數(shù)的取值,如地下水荷載的分項系數(shù)，各地方有差異 目前還不可能采用統(tǒng)一的系數(shù),因此,本規(guī)范僅規(guī)定永久作用有利時。分項系數(shù)取不大于1。0的值，但不規(guī)定具體數(shù)值 3,1、16。本條規(guī)定了設計工作年限的調(diào)整系數(shù).確定γL可采用兩種方法 1、使結構在設計工作年限TL內(nèi)的可靠指標與在設計基準期T的可靠指標相同 2.使可變荷載按設計工作年限TL定義的標準值QkL與按設計基準期T 50年.定義的標準值Qk具有相同的概率分位值.按第二種方法進行分析比較簡單，當可變荷載服從極值 型分布時 可以得到γL的表達式、式中 kQ為可變荷載設計基準期內(nèi)最大值的平均值與標準值之比,δQ為可變荷載設計基準期最大值的變異系數(shù)，表1給出了部分可變荷載對應不同設計工作年限時的調(diào)整系數(shù)。比較可知規(guī)范的取值基本偏于保守.對于風、雪荷載,可通過選擇不同重現(xiàn)期的值來考慮設計工作年限的變化 對溫度作用.還沒有太多設計經(jīng)驗.考慮設計工作年限的調(diào)整尚不成熟 因此，可變荷載調(diào)整系數(shù)的具體數(shù)據(jù)，僅限于樓面和屋面活荷載,根據(jù)表1計算結果，對本規(guī)范表3、1。16中所列以外的其他設計工作年限對應的γL值，按線性內(nèi)插計算是可行的,對于荷載標準值不會隨時間明顯變化的荷載。如樓面均布活荷載中的書庫.儲藏室.機房。停車庫，以及工業(yè)樓面均布活荷載等 不需要考慮設計工作年限調(diào)整系數(shù)，