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【抗规】承载力抗震调整系数的理解

2013-06-28 14:03阅读:
帖子1 1.《抗规》第5.4.2条给出了结构构件的抗震承载力表达式:S ≤R/γRE,其中γRE为承载力抗震调整系数,除特殊情况外其值按《抗规》表5.4.2采用; 2.由于建筑结构使用的重要性已经在抗震设防类别中体现,故上述结构构件的抗震承载力表达式中不出现重要性系数;但是为了突出抗震设计时对结构构件承载力的调整,引入了小于1.0的承载力抗震调整系数γRE; 3.由于承载力抗震调整系数γRE≤1.0,这说明构件的设计内力的最不利组合不一定就是地震基本组合,在设防烈度较低时尤其如此;这表明,当设防烈度较低时,如果构件的设计内力的最不利组合不是地震基本组合时,这些构件的抗震设计,只需满足有关的细部抗震构造要求即可;例如,对于沿海地区的高层建筑,当其设防烈度较低而风荷载较大时,其设计内力的最不利组合就不一定是地震基本组合而有可能是水平风荷载控制的基本组合; 4.承载力抗震调整系数γRE≤1.0表明,地震作用属于偶然的短期作用,它在建筑的设计使用寿命内可能发生也可能不发生,因此,当地震发生时,结构的安全度可以低于非抗震时结构构件承载能力极限状态时的安全度; 5.从《抗规》表5.4.2可以看出,结构构件的受力状态不同,其承载力抗震调整系数γRE的大小也是不同的,延性较好的受力状态(如混凝土梁的受弯及混凝土柱的大偏压)的γRE值较小---从另一方面来理解类似于结构构件的安全储备较高,而延性较差的受力状态(如混凝土梁的受剪及砌体抗震墙的受剪)的γRE值较大---从另一方面来理解类似于结构构件的安全储备较低; 6.根据《抗规》第5.4.3条,当仅计算竖向地震作用时,均取γRE=1.0,当然仅由竖向地震作用组合控制的情况是非常少的; 帖子2 旧《建筑抗震设计规范》(QBJ 11—89)中第4.4.2条以及新《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)中第5.4.2条中规定,结构构件的截面抗震验算应采用表达式S≤R/γRE,式中:S为地震作用效应和其他荷载作用效应的基本组合,R为结构构件的承载力设计值。   《混凝土结构设计规范》(
QBJ 10—89)第8.1.3条、《钢筋混凝土高层建筑结构与施工规程》(GBJ 13—91)第5.5.1条进一步对钢筋混凝土结构具体规定为:考虑地震作用组合的钢筋混凝土结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE。而偏心受压、受拉构件的正截面承载力在抗震与非抗震两种情况下取值相同。 很多初学者认为,γRE<</span>1,在S相等情况下,求R大小也就是求配筋的多少时,从公式看抗震时求出的配筋明显比非抗震时要小,我们都知道抗震时配筋肯定比非抗震时要加强,这明显与事实不对吗!到底怎么理解呢? 实际上在这个问题里,之所以会得出这个结论原因在于假定S相等是不对的,举个例子,如果我们用相同的梁,混凝土强度和钢筋等级都是一样的,荷载受力情况也是一样的,求它抗震时与非抗震时的配筋情况!很明显抗震时配筋肯定大,原因在于抗震计算得到的S要远远大于非抗震时计算得到的那个S,在这种情况下,尽管 承载力抗震调整系数γRE 小于1,γRES也要大于非抗震时计算得到的那个S,所以在抗震时配筋明显比非抗震时多!弄明白了这点我们在来看看为什么要乘以这个小于的承载力抗震调整系数,而不是直接采用我们通过抗震计算的得到的那个基本组合S呢? 原因在于: 1.动力荷载下材料的强度比静力荷载下要高 2.地震作用是持续时间很短的间接作用,是偶然的,结构抗震设计时可靠度是可以低于非抗震设计时可靠度的! 基于以上的原因我们要将考虑抗震时计算得到的那个基本组合S折减,但是一定要明白即使折减后与非抗震计算得到的组合S相比也是大的!故抗震时配筋必然比非抗震时加大! 帖子3  目前的结构设计是采用分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法。在各种作用、材料性能和几何参数等基本变量确定后,结构的可靠度决定于各分项系数的取值,既定的结构构件的可靠指标需要一定的分项系数来保证。   地震作用属于可变作用或偶然作用,其目标可靠指标的取值应低于静力作用下的目标可靠指标。因此,从理论上说,抗震设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的材料强度设计值。但设计规范为了使用方便,便于将地震作用效应直接比较,在抗震设计中仍采用静力设计时的材料强度设计值。但通过引入承载力调整系数来提高其承载力。   结构构件的抗力分项系数是按构件在荷载效应组合下,对规定的可靠指标为最优的原则来确定其表达式中:γR为构件的抗力分项系数;Si为第j种荷载效应;Rkj为结构构件在第j种荷载效应比值下根据规定的可靠指标确定的结构构件抗力。因此,荷载作用效应对结构构件抗力的影响因素反映在构件的抗力分项系数γR中,也就是说荷载作用效应对结构构件抗力的影响因素反映在材料强度设计值上。地震作用效应对结构构件抗力的影响进一步用承载力抗震调整系数γRE来反映,而地震作用效应本身,即有地震作用组合时的构件内力则不受γRE的任何影响。   γRE是对截面抗震承载力的调整,而不是对荷载作用或构件内力的调整。只有当构件内力对截面承载力有影响时,γRE才会对构件内力直接产生作用。否则,γRE与构件内力只会在形式上相关,而不是对内力的调整。   因此在应用中,最好直接采用S≤R/γRE的形式。首先根据构件内力和几何尺寸确定γRE,然后根据构件内力和几何尺寸分别计算S、R,最后再代人S≤R/γRE中对所求问题进行求解。   不宜采用γRES≤R的形式进行求解,特别不应采用的求解方法是先对内力用γRE进行调整,然后再进行随后的计算。原因在于,一是容易将γRE当作内力调整系数,引起概念上的错觉;二是容易将经过γRE调整后的内力代人随后对S、R的计算,引起γRE的不正确应用。

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