设计基准期
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建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001中华人民共和国国家标准建筑结构可靠度设计统一标准Unified standard for reliability design of building structuresGB 50068-2001主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2002年3月1日关于发布国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》的通知建标[2001]230 号根据我部“关于印发《一九九七年工程建设标准制订、修订计划的通知》”(建标[1997]108号)的要求,由建设部会同有关部门共同修订的《建筑结构可靠度设计统一标准》,经有关部门会审,批准为国家标准,编号为GB 50068-2001 ,自2002年3月1日起施行。
其中1.0.5,1.0.8为强制性条文,必须严格执行,原《建筑结构设计统一标准》GBJ 68-84 于2002年12月31日废止。
本标准由建设部负责管理,中国建筑科学研究院负责具体解释工作。
建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2001年11月13日前言本标准是根据建设部建标[1997]108 号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关单位对原《建筑结构设计统一标准》(GBJ 68-84)共同修订而成的。
本次修订的内容有:1.标准的适用范围:鉴于《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方法上有一定特殊性,从原标准要求的"应遵守"本标准,改为"宜遵守"本标准;2.根据《工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50153-92)的规定,增加了有关设计工作状况的规定,并明确了设计状况与极限状态的关系;3.借鉴最新版国际标准ISO 2394:1998 《结构可靠度总原则》,给出了不同类型建筑结构的设计使用年限;4.在承载能力极限状态的设计表达式中,对于荷载效应的基本组合,增加了永久荷载效应为主时起控制作用的组合式;5.对楼面活荷载、风荷载、雪荷载标准值的取值原则和结构构件的可靠指标以及结构重要性系数等作了调整;6.首次对结构构件正常使用的可靠度做出了规定,这将促进房屋使用性能的改善和可靠度设计方法的发展;7.取消了原标准的附件。
2 术语及符号2.1 术语2.1.1 永久荷载permanent load在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。
2.1.2 可变荷载variable load在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。
2.1.3 偶然荷载accidental load在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载。
2.1.4 荷载代表值representative values of a load设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值,例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。
2.1.5 设计基准期design reference period为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。
2.16 标准值characteristic value/nominal value荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。
2.1.7 组合值combination value对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值;或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。
2.1.8 频遇值frequent value对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
2.1.9 准永久值quasi-permanent value对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
2.1.10 荷载设计值design value of a load荷载代表值与荷载分项系数的乘积。
2.1.11 荷载效应load effect由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等。
2.1.12 荷载组合load combination按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。
建筑结构荷载规范GB50009-2001第1章总则第1.0.1条为了适应建筑结构设计的需要,以符合安全实用、经济合理的要求,特制订本规范。
第 1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的结构设计。
第1.0.3条本规范是根据《建筑结构设计统一标准》(GB50068-2001)规定的原则制订的。
第1.0.4条建筑结构设计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。
本规范仅对荷载作出规定。
第1.0.5条本规范采用的设计基准期为50年.第1.0.6条建设结构设计中涉及的作用或荷载,除按本规范执行外,尚应符合现行的其他国家标准的规定.第2章建筑结构荷载规范2.1 术语第2.1.1条永久荷载permanent load在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载.第2.1.2条可变荷载vaiable load在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比在可以忽略不计的荷载.第2.1.3条偶然荷载accidental load在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载.第2.1.4条荷载代表值reprsentative values of a load设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值,例如标准值.组合值.频遇值和准永久值.第2.1.5条设计基准期design reference period为确定可变荷载代表值而选用的时间参数.第2.1.6条标准值characteristic value/nominal value荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值.众值.中值或某个分位值).第2.1.7条组合值combination value对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率,能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值;或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值.第2.1.8条频遇值frequent value对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为这规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值.第2.1.9条准永久值quasi-permanet value对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值.第条荷载设计值design value of a load荷载代表值与荷载分项系数的乘积.第条荷载效应load effect由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力,变形和裂缝等.第条荷载组合load combination按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定.第条基本组合fundamental combination承载能力极限状态计算时,永久作用和可变作用的组合.第条偶然组合accidental combination承载能力极限状态计算时,永久作用,可变作用和一个偶然作用的组合.第条标准组合characteristic/nominal combination正常使用极限状态计算时,采用标准值或组合值为荷载代表值的组合.第条频遇组合frequnt combinations正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用频遇值或永久值为荷载代表值的组合.第条准永久组合quasi-permanent combinations正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合.第条等效均布荷载equivalent uniform live load结构设计时,楼面上下连续分布的实际荷载,一般采用均布荷载代替;等效均布荷载系指其要结构上所得的荷载效应能与实际的荷载效应保持一致的均布的均布荷载.第条从属面积tributary area从属面积是在计算梁柱构件时采用,它是指所计算构件负荷的楼面面积,它应由楼板的零线划分,在实际应用中可作适当简化.第条动力系数dynamic coeffcient承受动力荷载的结构或构件,当按静力设计时采用的系数,其值为结构或构件的最大动力效应与相应静力效应的比值.第条基本雪压reference snow pressure雪荷载的基准压力,一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据,经概率统计得出50年一遇最大值确定.第条基本风压reference wind pressure第条地面粗糙度terrain roughness风在到达结构以前吹越过2km范围内的地面时,描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级.2.2 符号第2.2.0条 G k---永久荷载的标准值;Q k---可变荷载的标准值;G Gk---永久荷载效应的标准值;S Qk---可变荷载效应的标准值;S---荷载效应组合设计值;R---结构构件抗力的设计值;S A---顺风向风荷载效应;S C---横风向风荷载效应;T---结构自振周期;H---结构顶部高度;B---结构迎风面宽度;R e---雷诺数;S t---斯脱罗哈数;s k---雪荷载标准值;s0---基本雪压;w k---风荷载标准值;w0---基本风压;νcr---横风向共振的临界风速;α---坡度角;βz---高度z处的阵风系数;βgz---高度z处的阵风系数;γ0---结构重要性系数;γG---永久荷载的分项系数;γQ---可变荷载的分项系数;ψc---可变荷载的组合值系数;ψf---可变荷载的频遇值系数;ψq---可变荷载的准永久值系数;μr---屋面积雪分布系数;μz---风压高度变化系数;μs---风荷载体型系数;η---风荷载地形,地貌修正系数;ξ---风荷载脉动增大系数;ν---风荷载脉动影响系数;φz---结构振型系数;ζ---结构阻尼比.第3章建筑结构荷载规范3.1 荷载分类和荷载代表值第3.1.1条结构上的荷载,可分为下列三类:1.永久荷载,例如结构自重、土压力,预应力等。
第一章绪论1 什么叫砌体结构? 如何分类?1)采用砂浆将砖、石或砌块等块体砌筑而成的整体称为砌体.由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构筑物主要受力构件的结构称为砌体结构;2)砌体结构包括砖结构、石结构和其他材料的砌块结构.砌体结构常分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。
2 砌体结构有哪些主要优点和缺点? 其主要应用范围是哪些?1)砌体结构的主要优点有:取材方便、性能良好、节省材料及工程造价低;2)砌体结构的主要缺点有:强度低、自重大、延性差、砌体结构砌筑工作量繁重、黏土砖生产占地多;3)主要应用范围是:在办公、住宅等民用建筑中大量采用砖墙承重;中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑;砖石结构还用于建造各种构筑物;砌体结构在交通运输和水利工程中也得到了广泛应用。
3 砌体结构在国内外的应用有哪些主要特点?1)砌体结构在国内的应用主要特点:砌体结构应用范围不断扩大;砌体新材料、新技术和新结构不断研制和使用;砌体结构分析理论和计算方法逐步完善。
2)砌体结构在国外的应用主要特点:砌体结构砌体材料研究、砌体结构计算理论、设计方法到工程应用都得到了一定的进展。
4 砌体结构的主要发展方向有哪些?砌体结构的主要发展方向有:积极发展砌体新材料,使砌体结构适应可持续性发展的要求;积极推广应用配筋砌体结构,发展中高层砌体建筑;加强砌体结构的理论和试验研究;提高砌体结构的建造技术和建筑质量。
5 砌体结构材料的发展方向是什么?答:高强、轻质、大块、节能、利废、经济。
第2章砌体结构的设计方法一、名词解释:1、结构设计的目的:安全性、适用性、耐久性、经济性。
2、设计基准期:为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。
我国的建筑结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50a。
3、设计使用年限:是指房屋建筑只需进行正常维护而不需进行大修就能按预期目的使用、完成预定功能的时期。
是对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。
土木工程常用英语术语第一节普通术语1. 工程结构building and civil engineering structures2. 工程结构设计design of building and civil engineering structures3. 房屋建造工程building engineering5. 马路工程highway engineering6. 铁路工程railway engineering10. 建造物(构筑物)construction works11. 结构structure12. 基础foundation13. 地基foundation soil; subgrade; subbase; ground14. 木结构timber structure15. 砌体结构masonry structure16. 钢结构steel structure17.混凝土(砼)结构concrete structure以混凝土为主制作的结构。
它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
18. 特种工程结构special engineering structure20.工业建造industrial building21. 民用建造civil building; civil architecture22. 马路highway24. 高速马路freeway32. 铁路车站railway station33. 港口port; harbour39. 水库reservoir40. 水工建造物hydraulic structure; marine structure; maritime construction50. 安全设施safety device第二节房屋建造结构术语第 1 页/共23 页1. 混合结构mixed structure2. 板柱结构slab-colume system3. 框架结构frame structure6. 壳体结构shell structure8. 悬索结构cable-suspended structure21.9. 充气结构pneumatic structure10. 剪力墙(结构墙)结构shear wall structure在高层和多层建造中,竖向和水平作用均由钢筋混凝土或预应力混凝土墙体承受的结构。
2.32009年7月1日起实施修订的《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153-2008),提出3.3.2条,房屋建筑结构、铁路桥涵结构、公路桥涵结构和港口工程结构的设计使用年限应符合附录A的规定。
其中规定公路桥涵结构的设计使用年限,应按表3公路桥涵结构的设计使用年限采用。
注:对有殊要求结构的设计使用年限,可在上述规定基础上经技术经济论证后予以调整。
2.4“混凝土结构设计规范”(GB 50010-2010)自2011年7月1日实施,其中专门有节“3.5耐久性规定”,混凝土结构的耐久性应根据表3.5.2 混凝土结构环境类别和表3.5.3结构混凝土材料的耐久性基本要求进行设计。
2.5为保证混凝土结构的耐久性达到规定的设计使用年限,确保工程的合理使用寿命要求,2008年11月12日发布“混凝土耐久性设计规范”(GB/T 50476-2008),自2009年5月1日起实施。
其适用的工程对象除房屋建筑和一般构筑物外,还包括城市市政基础设施工程,如桥梁、涵洞、隧道、地铁、轻轨、管道等。
对于公路桥涵混凝土结构,可比照本规范的有关规定进行耐久性设计。
2.6“公路水泥混凝土路面设计规范”(JTG D40-2011)规定高速公路、一级公路设计基准期为30年,二级公路、三级公路的设计基准期为15年、四级公路为10年。
按此设计基准期设计的工程,与其相对应的设计使用年限相一致时,是符合要求的,如不一致,应另行按设计使用年限对应的设计基准期进行设计。
当水泥混凝土路面的设计基准期(设计使用年限)确定后,同样应有个耐久性设计的基本要求,目前来看,尚是个薄弱环节,因此有人认为设计基准期就是设计使用年限,就完事,这是不符合规范要求的。
2.7“公路沥青路面设计规范”(JTG D50-2006)规定各级公路的沥青路面设计年限,高速公路、一级公路为15年,二级公路为12年,三级公路为8年,四级公路为6年。
当设计年限确定后,根据公路等级、使用要求、交通等级相适应的面层类型,其进行路面设计的设计基准期也应与其相适应,以此来进行设计。
公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)条文说明公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015条文说明1总则1.0.1本次修订对公路桥涵设计原则进行了调整和修改。
近些年的桥梁安全事故,使桥梁工程设计者和管理者认识到结构物的安全、耐久是最基本的要求。
在保证安全和耐久的前提下,桥涵设计要优先考虑满足功能需求,即要满足“适用”的要求,再根据具体情况考虑环保、经济和美观的要求。
环保问题关系到社会的可持续发展,须给予高度重视。
1.0.3桥梁上的可变作用是随时间变化的,所以它的统计分析要用随机过程概率模型来描述。
随机过程所选择的时间域即为基准期。
根据《工程结构可靠性设计统一标准》(GB)的规定,公路桥涵结构的设计基准期取100年。
1.0.4设计使用年限是体现桥涵结构耐久性的重要指标,美国、英国、新西兰和日本等多国的桥梁设计规范对桥梁设计使用年限均有明确的规定。
现行《公路工程技术标准》(JTGB01)修订时综合考虑了国标的规定、公路功能、技术等级和桥涵重要性等因素,规定了桥涵主体结构和可更换部件设计使用年限的最低值。
本条规定与《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)保持一致。
1.0.5本条中的桥涵分类标准采用了两个指标:一个是单孔跨径LK,用以反映桥涵的技术复杂程度;另一个是多孔跨径总长L,用以反映扶植规模。
本条与《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)保持一致。
在肯定桥涵分类时,符合其中一个指标即可归类,存在差异时,可采取“就高不就低”的原则。
在计算桥梁长度时,曲线桥宜按弧长计,斜桥宜按斜长计。
1.0.7可持续开展已成为国内外工程界广泛关注的问题。
当前环境、资源对公路桥涵扶植的约束不竭强化,加快资源节约型、环境友好型行业扶植已成为行业转型开展的重要途径,为此,交通运输部合时地提出了“绿色交通”的开展战略,旨在将可持续开展的理念贯穿落实到交通运输开展的各个领域和各个环节。
增长本条规定一方面是贯彻国家和行业的宏观要求,另一方面将有助于提高设计人员对环境和资源的重视。
建筑结构荷载规范GB 50009— 2001条文说明主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2 0 0 2 年3 月1 日条文说明1 总则1.0.1~ 1.0.3 本规范的适用范围限于工业与民用建筑的结构设计,其中也包括附属于该类建筑的一般构筑物在内,例如烟囱、水塔等构筑物。
在设计其他土木工程结构或特殊的工业构筑物时,本规范中规定的风、雪荷载也应作为设计的依据。
此外,对建筑结构的地基设计,其上部传来的荷载也应以本规范为依据。
《建筑结构设计统一标准》GB50068-2001 第1.0.2 条的规定是制定各本建筑结构设计规范时应遵守的准则,并要求在各本建筑结构设计规范中为它制定相应的具体规定。
本规范第2 章各节的内容,基本上是陈述了GB50068—2001 第四和第七章中的有关规定,同时还给出具体的补充规定。
1.0.4 结构上的作用是指能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种原因的总称。
由于常见的能使结构产生效应的原因,多数可归结为直接作用在结构上的力集(包括集中力和分布力),因此习惯上都将结构上的各种作用统称为荷载(也有称为载荷或负荷)。
但“荷载”这个术语,对于另外一些也能使结构产生效应的原因并不恰当,例如温度变化、材料的收缩和徐变、地基变形、地面运动等现象,这类作用不是直接以力集的形式出现,而习惯上也以“荷载”一词来概括,称之为温度荷载、地震荷载等,这就混淆了两种不同性质的作用。
尽管在国际上, 目前仍有不少国家将“荷载”与“作用”等同采用,本规范还是根据《建筑结构设计统一标准》中的术语,将这两类作用分别称为直接作用和间接作用,而将荷载仅等同于直接作用,作为《建筑结构荷载规范》,目前仍限于对直接作用的规定。
尽管在本规范中没有给出各类间接作用的规定,但在设计中仍应根据实际可能出现的情况加以考虑。
1.0.5 在确定各类可变荷载的标准值时,会涉及出现荷载最大值的时域问题,本规范统一采用一般结构的设计使用年限50 年作为规定荷载最大值的时域,在此也称之为设计基准期。
第二章混凝土结构的设计方法一、填空题1、结构的、、、统称为结构的可靠性。
2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。
3、当结构出现或或或状态时即认为其超过了正常使用极限状态。
4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。
5、可靠指标 = ,安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
6、结构功能的极限状态分为和两类。
7、我国规定的设计基准期是年。
8、结构完成预定功能的规定条件是、、。
9、可变荷载的准永久值是指。
10、工程设计时,一般先按极限状态设计结构构件,再按极限状态验算。
二、判断题1、结构的可靠度是指:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率值。
2、偶然作用发生的概率很小,持续的时间很短,但一旦发生,其量值可能很大。
3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。
HPB235级钢筋设计强度210N/mm2,意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。
4、可变荷载准永久值:是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。
5、结构设计的基准期一般为50年。
即在50年内,结构是可靠的,超过50年结构就失效。
6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《标准》规定的允许值,承载力计算就没问题。
7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载,属于正常使用极限状态的问题。
8、请判别以下两种说法的正误:(1)永久作用是一种固定作用;(2)固定作用是一种永久作用。
9、计算构件承载力时,荷载应取设计值。
10、结构使用年限超过设计基准期后,其可靠性减小。
11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比,失效概率要小一些。
12、没有绝对安全的结构,因为抗力和荷载效应都是随机的。
13、实用设计表达式中的结构重要性系数,在安全等级为二级时,取00.9γ=。
14、在进行正常使用极限状态的验算中,荷载采用标准值。
15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。
16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性,也要保证结构的经济性。
中文名称:设计基准期
英文名称:design reference period
定义:进行结构可靠性分析时,考虑各项基本变量与时间关系所取用的基准时间。
按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001总则的有关规定,我国的建筑
结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50年。同时,根据建
筑物的使用要求和重要性,设计使用年限分别采用5年、25年、50年和100年。
设计基准期
所谓设计基准期,是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,
它不等同于设计使用年限。建筑结构设计所考虑的荷载统计参数,都是按设计基准期为50
年确定的,如设计时所采用其他设计基准期,则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率
分布及相应的统计参数。
设计使用年限
所谓设计使用年限,是借鉴了国际标准ISO2394:1998提出的,又称为服役期、服务期
等。设计使用年限是设计时选定的一个时期,在这一给定的时期内,房屋建筑只需进行正常
的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程
质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用
年限”的具体化。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度,满足安全性、适用性
和耐久性的要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述,即结构在规定的时间(服务期)
内,在规定的条件下(正常设计,正常施工,正常使用,三者缺一不可),完成预定功能的
概率。
综述
可见,设计基准期是一个基准参数,它的确定不仅涉及可变作用(荷载),还涉及材料
性能,是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的,一般情况下不能随意更改。例如我
国规范所采用的设计地震动参数(包括反映谱和地震最大加速度)的基准期为50年,如果
要求采用基准期为100年的设计地震动参数,则不但要对地震动的概率分布进行专门研究,
还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。 对于普通房屋和构筑物,
在设计文件的总说明中应明确结构(含基础)的设计使用年限为50年;纪念性建筑和特别
重要的建筑结构应为100年。设计文件中,不需要给出设计基准期。