结构的设计使用年限与结构重要性系数.doc

结构设计使用年限与结构重要性系数第16卷第6期 2000年12月[文章编号]1002-8528(2000)06-0032-, (中国建筑科学研究院结构所,北京100013)[摘要]根据极值I型概率分布性质,本文以楼面活荷载标准值在设计基准期内超越概率为基准,计算了在不同设计使用年限楼面活荷载分布上具有相同超越概率荷载值,讨论了其与结构重要性系数关系。[关键词]设计使用年限;极值I型概率分布;永久荷载;可变荷载(活荷载)[中图分类号]TU31112[文献标识码]AOnStructuralDesignWorkingLifeandtheImportanceFactorofStructureSHIZhi2hua(ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China)[Abstract]AccordingtothepropertiesofextremevaluetypeIprobability,onthedifferentdistribu2tionsofvariableload,whichhavethesameprobabilityofexceedance,were,,therela2tionbetweenthecalculatedvaluesandtheimportanceis[Keywords]Designworkinglife;extremetypeI;permanentload;variableload(liveload)国标个十分重要概念,见表1。表1类别1234下关系:σμσσL=μL+lnrTπ, Lr=L设计使用年限(年)152550100及以上示例易于替换结构构件普通房屋与构筑物纪念性建筑与特别重要建筑结构μσ式中——在时期T内荷载LT分布平均值与标L、L—TT准差;μσ——任意时点荷载L分布平均值与标准L、L—差; r———在时期T内荷载平均变动次数。按照建筑结构荷载规范规定,楼面活荷载标准值相当于设计基准期(T=50年)最大活荷载LT概率分布上某一分位值。任意时点最大楼面活荷载分布与设计基准期最大楼面活荷载分布及荷载标准值Lk之间关系如图1所示。在实际设计工作中,显然应区别对待不同设计使用年限结构构件。一般可从可变荷载与材料强度等随时间变化而变化指标来考虑:荷载值随设计使用年限增加而提高;材料强度则由于难以避免不利环境因素影响,一般随设计使用年限增加而降低。本文主要从可变荷载取值角度,对不同设计使用年限与结构重要性系数关系作一简要论述。1 关于楼面活荷载标准值我国在20世纪70年代末至80年代初,曾对楼面活荷载进行了调查统计与剖析,楼面活荷载服从极值I型分布。根据极值I型概率分布性质,某一时期内荷载分布平均值与标准差与任意时点荷载分布平均值与标准差具有如图1 任意时点最大楼面活荷载分布与设计基准期最大楼面活荷载分布及荷载标准值Lk关系楼面活荷载一般包括持久性楼面活荷载Li与临时性楼[收稿日期]2000-09-06?1994-://cnki第6期史志华:结构设计工作寿命与结构重要性系数33面活荷载Lrs。表2列出了我国对楼面活荷载调查统计与剖析结果。表2 楼面活荷载调查统计剖析结果(kN/m2)办公楼μσ01386011780160911047011780130221031169910r件楼面活荷载标准值,即取25年最大楼面活荷载L25概率分布上相同分位值。经过计算,对于办公楼,应取Lk25=1187kN/m2;对于住宅,应取Lk25=1186kN/m2;对于商店,LiLiTLTLk5住宅μσ0150401162011620130021021379714r5商店μσ0158001351013510155431511198815应取Lk25=3127kN/m2,即Lk25比Lk应降低约7%,见表4。r50—01707——11288—11650——21840表4 设计使用年限为T=25年结构构件楼面活荷载标准值(kN/m2)办公楼μLiLrsLi25Lr25L25住宅r商店rσμσμσ01351014280135101428015541**********rα保证率(%)013860135501513015290191501178215015040