发布于:2013-07-14 16:10:14
来自:建筑设计/公共建筑设计
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问:设计使用年限50年,应该采用多少年的设计基准期?
答:荷载规范采用统计年限是50年【建筑结构荷载规范GB 50009--2001 1.0.5】,因为设计使用年限是50年,采用设计基准期必须大于等于设计使用年限,基于规范和经济考虑,现在通行的是设计使用年限是多少,采用设计基准期就是多少。所以使用年限是50年,设计基准期就是50年。但是荷载规范只有50年的设计基准期,对于设计使用年限是15年、20年、30年,100年的建筑,现在没有对应的设计基准期怎么办?高规等规范对设计使用年限100年的建筑的荷载取值有明确规定,下面会详细讲到,对于计使用年限是15年、20年、30年,本人认为直接采用50年的设计基准期就行了。
又问:真真意义的100年设计基准期因为统计年限只有50年规范没办法出台,那为什么我们统计了五十年的荷载数据,应该50年以内的设计基准期理论上规范都可以列求出来,为什么没有15年、20年、30年的设计基准期呢?
答:你的问题问得很好,没有一点错误,对此我只能说,结构设计并不是一个精确的东西,它只是要求做到安全保障满足建筑功能需要。试问如果每个设计使用年限我们都订一个设计基准期,从1到50,甚至15.5年20.5年30.5年到小数位都出台一个设计基准期,那荷载规范将会多么庞大啊!这是本人的理解。
风荷载和其他荷载在不同设计使用年限的情况下怎么取值?
如果你要做个房子(不管是多层还是高层)设计使用年限是100年,那就:1.1*50年荷载设计基准期(除风荷载外的其他荷载)【高规JGJ 3—2010 5.6.1】;风荷载:按《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的100年重现期的风压值取值【高规JGJ 3—2010 5.6.1 条文说明】。
如果你要做个设计使用年限是50年对风荷载敏感的高层建筑(注意是高层),那就1.1*50年重现期风压(基本风压,仅限风荷载)【高规JGJ 3—2010 4.2.2】。
如果你要做个对风荷载还敏感的且设计使用年限是100年高层建筑(注意是高层),风荷载取值就是1.1*100年重现期风压(仅限风荷载。其他荷载1.1*50年荷载设计基准期)【高规JGJ 3—2010 4.2.2】。
这里我要单独分析下对风荷载还敏感的且设计使用年限是100年高层建筑的风荷载取值。
首先明确下基本风压概念,据《建筑结构荷载规范GB 50009--2001 (2006 年版)》2.1.22 条,基本风压就是50年重现期的风压,10年100年的那不叫基本风压。
条件一:100年设计使用年限。按【高规JGJ 3—2010 5.6.1 条文说明】,风荷载要按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的100年重现期的风压值计算,即取100年重现期的风压值。
条件二:对风荷载敏感的高层建筑。【高规JGJ 3—2010 4.2.2】规定基本风压应按基本风压的1.1倍采用。注意这里它说的是基本风压,即50年重现期的风压值。
当一个建筑同时具备条件一和条件二时,那就产生了矛盾,到底是取100年重现期的风压值还是取50年重现期的风压值(即基本风压)。
这是个矛盾。按照基本风压的定义,【高规JGJ 3—2010 4.2.2】基本风压说法是有问题的,难道只许基本风压下才能有对风荷载敏感的建筑,100年重现期风压的风荷载下就没有对风荷载敏感的建筑?
本人觉得【高规JGJ 3—2010 4.2.2】“基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。”在措辞上应该不当,应该说“对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按设计使用年限重现期风压值的1.1倍采用”,比如100年的设计使用年限就按100年重现期风压值,这样就不会和【高规JGJ 3—2010 5.6.1 条文说明】的规定相互抵触了。
所以对于对风荷载还敏感的且设计使用年限是100年高层建筑的风荷载取值,我的结论是1.1*100年重现期风压值。
那什么叫对风荷载敏感高层建筑呢,【高规JGJ 3—2010 4.2.2条文说明】说“主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关,目前尚无实用的划分标准。一般情况下,对于房屋高度大于60m的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用;对于房屋高度不超过60m的高层建筑,风荷载取值是否提高,可由设计人员根据实际情况确定。” 简单点,60米的建筑是个分界线,大于60就敏感,小于60米那随你便了。
当然你设计一个50年设计使用年限的房子当然可以用100年设计基准期的荷载,通俗点就是甲方人家要求这个房子50年有98%保证率结构不破坏能正常使用,你却给人家设计了个100年有98%保证率结构不破坏能正常使用的房子,那就是是提高了标准,安全度虽然上去了,但明显配筋混凝土用量会大大增加,是不经济的,估计甲方不会傻到这个地步。当然给自己造房子要安全感不考虑经济问题那是另外一回事了,你也不必说要设计个50年设计使用年限的房子而用100年设计基准期的荷载,你直接说要设计个100年设计使用年限的房子说法上也不会那么别扭。其实完全没必要,50年有98%保证率已经很不错了,那%2的超越概率是相当小的了。
有人会问50年设计使用年限的房子只能用50年吗,过了50年房子就不能用吗?其实50年设计使用年限的房子是这样的:就是说50年有98%保证率结构不破坏能正常使用。过了50年后房子还是能能使用的,只是说50年后房子的这个98%保证率没保证了(规范说达到50年的设计使用年限之后,还能否再继续安全使用,这跟建筑的设计、施工及材料使用等多方面有关,需要进行相应检测、鉴定之后才能确定。其实这里说的“安全使用”,就是指这98%保证率,检测之后有95%保证率就可以给这个建筑打个标签“安全使用”),就是说50年过后不保证有98%保证率结构不破坏能正常使用,也许有98%也许没有98%。总之从结构设计概念来讲房子用得越久就越不安全越不可靠,当然设计都是基于概率统计啊,所以会有98%保证率这样的说法,凡是不能那么绝对嘛,毕竟这还是房子,它的可靠度受多方面影响,设计、施工、管理、环境、用途……。
最后总结:
50年设计使用年限对应50年设计基准期,100年设计使用年限对应100年设计基准期(现在并没有真真意义的100年设计基准期,而是在50年设计基准期乘以1.1得到的,如果荷载数据能统计100年,就会有有真真意义的100年设计基准期,到时候直接查就可以了,不用再乘以1.1了)。
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