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分項(xiàng)系數(shù)的提高對(duì)配筋到底有多大影響?新一波突擊報(bào)審即將來(lái)臨

更新時(shí)間:2018-12-25 15:14:49 來(lái)源:環(huán)球網(wǎng)校 瀏覽644收藏64

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摘要 近日,國(guó)家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化信息網(wǎng)站對(duì)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部263公告進(jìn)行了通知,該公告中有明確了《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018從2019年4月1日開(kāi)始實(shí)施。

《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》于2017年7月19日已經(jīng)在建研院通過(guò)了規(guī)范送審稿的審查會(huì)。

修訂后的《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在作用分項(xiàng)系數(shù)方面的取值與美國(guó)及歐洲規(guī)范相當(dāng),可操作性強(qiáng),與國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范相協(xié)調(diào),符合我國(guó)國(guó)情和政策導(dǎo)向,建筑結(jié)構(gòu)安全度水平有了提高。

最終標(biāo)準(zhǔn)目前在網(wǎng)站上沒(méi)有公布,但從送審稿中可以看到標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的更新內(nèi)容及與當(dāng)前規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001的差異,其中引起設(shè)計(jì)師比較關(guān)注的較大變化如下↓↓↓

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018送審稿中的變化,恒荷載分項(xiàng)系數(shù)由1.2調(diào)整到1.3,活荷載分項(xiàng)系數(shù)由1.4調(diào)整到1.5。如此重要的調(diào)整,自然一石激起千層浪。很多同行從不同的角度,對(duì)這一問(wèn)題表達(dá)了自己的觀點(diǎn)↓↓↓

網(wǎng)上討論比較熱烈,各種觀點(diǎn)都有,但對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)師來(lái)講,更加關(guān)心的是這個(gè)變動(dòng)對(duì)于配筋有多大影響?這個(gè)計(jì)算在軟件中能否實(shí)現(xiàn)?2019年4月1日開(kāi)始執(zhí)行,系數(shù)修改,安全度提升,配筋增加,大量項(xiàng)目施工圖要趕在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)前完成,是否這個(gè)年又過(guò)不好了?是否會(huì)引起新一波突擊報(bào)審?

新標(biāo)準(zhǔn)于明年4月1日?qǐng)?zhí)行,但是很多設(shè)計(jì)師擔(dān)心有些項(xiàng)目進(jìn)展程度不一,如果存在4月1日前無(wú)法報(bào)審結(jié)束,此時(shí)在設(shè)計(jì)中留出一定的安全儲(chǔ)備,以備使用新標(biāo)準(zhǔn)下也同樣滿(mǎn)足要求,這樣不再修改已出圖紙。設(shè)計(jì)師希望在當(dāng)下設(shè)計(jì)中可以指定恒活分項(xiàng)系數(shù)分別為1.3,1.5,實(shí)現(xiàn)用新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),并對(duì)比查看按照新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)用鋼量能有多大幅度的增加。

PKPM軟件V4.3版本已經(jīng)可以完全實(shí)現(xiàn)按照新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行恒活分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)置,并進(jìn)行構(gòu)件配筋設(shè)計(jì),同時(shí)也可以對(duì)按照新標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)的計(jì)算結(jié)果與按照當(dāng)前可靠度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)果比對(duì)及包絡(luò)設(shè)計(jì)。

上部結(jié)構(gòu)

1、首先在SATWE工況信息下設(shè)置恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)(不利非主控)為1.3,設(shè)置活荷載的分項(xiàng)系數(shù)為1.5,當(dāng)然風(fēng)荷載也屬于可變荷載,同樣修改其分項(xiàng)系數(shù)為1.5,如下圖所示↓↓↓

2、查看定義了新的分項(xiàng)系數(shù)下的內(nèi)力組合,組合如下圖所示↓↓↓

通過(guò)上述的組合可以看到,如果恒活及風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)修改為1.3及1.5之后,不僅僅對(duì)于非地震控制下的構(gòu)件內(nèi)力有影響,對(duì)于地震控制組合下的構(gòu)件內(nèi)力也有影響,因此,該分項(xiàng)系數(shù)的修改,對(duì)計(jì)算配筋控制的高烈度區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋及低烈度區(qū)非抗震控制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋均有影響,低烈度區(qū)構(gòu)件配筋原來(lái)可能由構(gòu)造控制,現(xiàn)在可能變?yōu)橛?jì)算配筋控制。

另外,針對(duì)荷載規(guī)范3.2.4-1條,永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí),永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35,此系數(shù)是否會(huì)隨新標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整尚不明確,但設(shè)計(jì)師仍然可以方便地在程序中直接根據(jù)規(guī)范修改值進(jìn)行修改。目前仍然按現(xiàn)行規(guī)范取值為1.35。

3、計(jì)算完畢之后,可以通過(guò)軟件中的工程對(duì)比工程,直接對(duì)比結(jié)果。可以直接對(duì)上述系數(shù)修改后計(jì)算完畢的工程結(jié)果中,通過(guò)工程對(duì)比中添加按照恒活1.2及1.4系數(shù)計(jì)算的模型,進(jìn)行比對(duì),如下圖所示↓↓↓

某框架工程通過(guò)修改恒活荷載系數(shù)為1.3,1.5之后,對(duì)于梁配筋柱結(jié)果進(jìn)行比對(duì),對(duì)比結(jié)果如下圖所示↓↓↓

通過(guò)上述兩個(gè)工程的比對(duì),可以看到如果采用《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018,相比當(dāng)前的可靠度規(guī)范,對(duì)于該工程中的梁柱墻構(gòu)件的配筋,或者配筋不變,或者配筋增大,從增大的結(jié)果來(lái)看,有的梁的跨中配筋可以從31增大到34,增大幅度可達(dá)到9%,有的支座配筋從不28到29,增大幅度也就3.5%,有的柱單邊配筋面積從44增加到46,增加幅度4.5%;有的梁跨中配筋從6增加到7,增加幅度為16%,實(shí)際查看構(gòu)件的計(jì)算配筋分別為598與646,實(shí)際增加幅度為8%。因此,直接評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)中用總鋼量增加多少不好確定,還需要具體結(jié)合工程案例做詳細(xì)的對(duì)比分析。

4、可以直接對(duì)按照新標(biāo)準(zhǔn)修改分項(xiàng)系數(shù)的構(gòu)件配筋結(jié)果與按當(dāng)前規(guī)范設(shè)計(jì)的構(gòu)件配筋結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。(由于新標(biāo)準(zhǔn)尚未正式公布,不能確定是否還有其他對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響的條文,如前文所述荷載規(guī)范3.2.4-1條的1.35的系數(shù)影響等,因此尚不能斷言新標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)結(jié)果一定嚴(yán)于舊標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)采用包絡(luò)設(shè)計(jì)不失為一個(gè)穩(wěn)妥途徑。)

如果要進(jìn)行兩個(gè)模型的包絡(luò)設(shè)計(jì),可以直接通過(guò)SATWE參數(shù)中“多模型定義”,對(duì)于多模型控制信息中,設(shè)置“添加子模型”,添加了用戶(hù)自定義的模型,這兩個(gè)模型分別為系數(shù)不同的兩模型,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型的包絡(luò)設(shè)計(jì)。

計(jì)算完畢之后,對(duì)于計(jì)算結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。主模型中顯示兩個(gè)模型包絡(luò)設(shè)計(jì)以后的結(jié)果。如下圖以角部某柱的結(jié)果展示包絡(luò)的結(jié)果↓↓↓

樓板設(shè)計(jì)

樓板設(shè)計(jì)中可以在混凝土施工圖中及SLABCAD中設(shè)置分項(xiàng)系數(shù)實(shí)現(xiàn)按照新標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。如下圖為混凝土施工圖中板計(jì)算的恒活荷載分項(xiàng)系數(shù)的修改菜單,修改恒活荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.3及1.5。

下圖為按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.2及1.4計(jì)算的某工程的樓板的配筋結(jié)果↓↓↓

下圖為按照新標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.3及1.5計(jì)算的樓板配筋結(jié)果↓↓↓

通過(guò)上述配筋對(duì)比可以看到,有些樓板的跨中配筋由原來(lái)的307,增大到326,增大幅度為5.8%,有些樓板跨中配筋結(jié)果由451變?yōu)?88,板配筋增加幅度為8%,有些樓板的支座配筋結(jié)果由909增大到989,增大幅度為8.8%,有些樓板支座配筋結(jié)果由635變?yōu)?89,增大幅度為8.5%,通過(guò)上述的該算例的對(duì)比分析可以看到,樓板的配筋基本上不論跨中還是支座,配筋的增大幅度為8%左右。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中也是同樣的處理方式,直接修改恒活荷載分項(xiàng)系數(shù),如下圖所示↓↓↓

下圖為按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.2及1.4計(jì)算的某工程中某柱下獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算的配筋結(jié)果↓↓↓

下圖為按照新標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.3及1.5計(jì)算的該工程中該柱獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋結(jié)果↓↓↓

該獨(dú)立基礎(chǔ)由地震作用控制,因此按照新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,配筋結(jié)果較按照現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算配筋增加幅度不大,X方向獨(dú)基配筋從3985.8增加到4002.3,增大幅度很小0.4%,Y方向配筋增加幅度也很小,增加幅度不足1%。對(duì)于該工程中獨(dú)立基礎(chǔ)的對(duì)比發(fā)現(xiàn),配筋變化很小。

對(duì)該構(gòu)造控制的獨(dú)基,修改恒活荷載值,同時(shí)讀取荷載時(shí)不讀取地震作用,計(jì)算完畢查看按照不同的系數(shù)生成的獨(dú)基的計(jì)算結(jié)果。

按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.2及1.4計(jì)算的獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算配筋結(jié)果,如下圖所示↓↓↓

按照新標(biāo)準(zhǔn),恒活分項(xiàng)系數(shù)為1.3及1.5計(jì)算的該工程中該柱獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋結(jié)果如下圖所示↓↓↓

通過(guò)對(duì)比可以看到,當(dāng)獨(dú)基由恒活荷載計(jì)算控制配筋時(shí),對(duì)該獨(dú)基,配筋結(jié)果增加幅度也不算很大,但是相對(duì)地震組合下的配筋結(jié)果,這個(gè)變化幅度是比較大。X方向獨(dú)基配筋從5353.2增加到5519.4,增大幅度3.1%,Y方向配筋由5141.4增加到5314.6,增大幅度為3.4%,可以看到對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋增加幅度也比較小,均小于5%。

鋼結(jié)構(gòu)二維設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)二維設(shè)計(jì)中也可以通過(guò)直接修改分項(xiàng)系數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。二維中直接修改恒載、活載及風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)為1.3和1.5。

二維鋼結(jié)構(gòu)程序中自動(dòng)形成的組合情況如下↓↓↓

結(jié)論

綜上,通過(guò)對(duì)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例的梁、柱、墻、樓板及獨(dú)基等的配筋結(jié)果比對(duì),按照新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的配筋結(jié)果較按照現(xiàn)行可靠度標(biāo)準(zhǔn)有不同程度的增大。對(duì)于板的配筋結(jié)果增加幅度大概8%左右,對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋結(jié)果增加幅度很小,大概不超過(guò)5%,對(duì)于梁柱配筋結(jié)果增大幅度不一,有的構(gòu)件配筋結(jié)果基本保持不變,個(gè)別構(gòu)件配筋有變大,增大的幅度不超過(guò)10%??傮w來(lái)講,對(duì)該框架模型的上部及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)比,新標(biāo)準(zhǔn)恒活荷載分項(xiàng)系數(shù)修改1.3及1.5以后,對(duì)于構(gòu)件配筋的增加幅度不超過(guò)10%。梁、板的撓度和裂縫選筋中,程序已經(jīng)自動(dòng)讀取了定義的恒、活荷載的分項(xiàng)系數(shù),對(duì)于后續(xù)的撓度及裂縫可以實(shí)現(xiàn)正確的計(jì)算。

新標(biāo)準(zhǔn)希望通過(guò)提高分項(xiàng)系數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全度的增加,從本算例來(lái)看,實(shí)際鋼筋的增加幅度可能并沒(méi)有想象的那么大,當(dāng)然,本算例并不具備完全的代表性,具體的影響仍需待新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后在實(shí)際工程中進(jìn)行檢驗(yàn),設(shè)計(jì)師需要提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。由于低烈度區(qū)非抗震控制可能對(duì)柱墻配筋影響較大,高烈度區(qū)抗震控制構(gòu)件配筋,可能僅僅恒載1.3分項(xiàng)系數(shù)的修改影響并不會(huì)很大,具體不同烈度區(qū)下的配筋比較后續(xù)會(huì)有相關(guān)的文章做詳細(xì)的探討。

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