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荷载(办公楼、住宅棱楼面活荷载)的概率模型,给 用建筑结构荷载规范》)在设计重级工作制的吊车 出可可堂度分析结果的相对保守估。丁业建可堂庄 梁、上翼缘及其制动结构的强度和稳定性,以及连接 的研究,应在工业建筑特有的可变作用概率模型完 的强度时,首先取横向水平荷载为小车制动力的 善的基础上,考虑构件抗力和荷载效应的随机过程 守估计值,然后考虑卡轨力的影响,引入动力放 理论,对典型构件进行可靠度分析,确保工业建筑设 大系数。但从1988年修订凹9一74)以来,考虑此 计安全度,并对服役过程中的安全性、经济性、耐久 法在概会上不洁晰,决定不再使用.即当前GB 性以及科学管理提供优化理论,为既有工业建筑结 50009一2012中并未考虑卡轨力问 构诊治与性能提升提供理论依据,推进绿色工业建 2)计算排架考虑多台吊车荷载时,对参与组台 筑的发展进程, 的最大吊车台数予以规定,且荷载组合效应标准值 志文精工业建前口可恋作用的想盔横型、工业建 乘以折减系数。设计厂房的吊车梁和排架时,考虑 纳设计可靠府、旺右工业建锁鉴定评级可靠府、工业 参与组合的吊车台数是根据所计算的结构构件能同 建筑时变可靠度4个方面的研究进行综述,揭示当 生效应的吊车 台数确定,主要取决于柱距的 前工业建筑可靠度研究的不足 小和房跨间的数量,其次是各吊车同时聚集在同 一柱距范围内的可能性。老虑多台吊车悠向荷费 1工业建筑可变作用的概率模型 时,对单层品车的单跨厂房的每个排架,参与组合的 工业建筑的可变作用,与民用建筑有者明显的 吊车台数不宜多于2台:对单层吊车的多跨厂房 区别(主要指荷载标准值的计算原则、荷载概率花 每个排架,不宜多于4台:考虑多台吊车水平荷载 型及模型参数选取的区别,包括吊车荷载、工业建 时,对单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车 锁楼面活荷载和屋面积灰荷载。其中,品车荷载和 台数不成多干2台。实际T程中名台吊车组合村 层而积灰荷载是民用建筑不涉及的荷载,工业律筑 司时满大、小行车均位干荷载效应品不利位写 棱面活荷载也因厂房的特殊性(设备荷载、堆料荷 的极端情况不 可能出现),设计时的荷载组合 载、操作荷载)与民用建筑楼面活荷载大有不同 荷载组合效应标准值(最大荷载效应值)的折减值 1.1吊车荷我的设计规定及概率模型 折减系数的确定有以下两种方法:1)考虑排架柱 吊车荷载是可动可变的动态作用,其影响因素 两台吊车组合,折减系数取为两台吊车按一台满载 同时具有时间和空间上的随机性,变化过程在设计 台空载计算和按两台同时满载计算 使用年限内是 随机过程 GB 5000 载效应的比值 :2)考虑吊车荷载单独作用效应 《建筑结构荷载规范》基于实测调研给出了吊车 多台吊车荷载组合效应的概率模型,取为设计基准 荷载设计的保守规定,部分学者根据统计资料,初步 期内多台吊车荷载组合效应概率分布的平均值,与 律立了吊车的概密横型 各台吊车载效应均取设计基准期讲行组合的极 国内技术标准的相关设计规定 分布的平均值的比值。 CBJ 9- 87《健筑结构荷 吊车荷载包括吊车竖向荷载和水平荷截(横向 载规范》 和B68 84《建筑结构设计统 水平荷载和纵向水平荷载),其中纵向水平荷载因 准》8分别采用了上术两种方法.GB50009一2012 大车制动引起,由柱间支撑承担,竖向荷载和横向水 沿用了GBJ68一84的相关期定,采用第一种方法 平荷载由横向排架体系(吊车梁和 排架柱)承担 在吊车竖向荷载组合效应分析结果的基础上,给出 GB5000 2012对参与设计的吊车荷载(包 守取值,横向水平荷载组合效应计算时直接 括吊车竖向荷载和水平荷载),及涉及多台吊车组 用可。相关技术标准和文献对多台吊车荷载组合 合的荷载效应的相关却定,是想据北言、上海、汁阳 时折减系数的规定值列于表1。经对比,GB 鞍山、大连等地的厂房吊车实测数据及调查统计资 50009一2012的取值最为保守,这可能会带来不必 料制定的。因 测统计资料并不完善 规定是保 要的经济浪费 的但也是租略的,主要表现如下 1.1.2国外技术标准的相关设计规定 )品车横向水平荷线取小车制动力的保守估 相比于我国技术标准对吊车荷载的设计规定 计值。工程中的品车横向水平荷载包含小车制动力 欧洲标准EN1991-30作了更为详细的说明,其 和卡轨力,其中卡轨力指吊车运行时,由于轨道不 考虑的吊车荷载作用种类与我国基本相同,但对各 直、吊车行驶时的歪斜,及生产、使用中难以控制的 类吊车的荷载取值规定更为细化·其中桥式起重花 各种因素产生的横向水平力。T们9一74《工业与民 的竖向荷载由小车在吊车桥架上的位置决定,并要 148 工业建筑2018年第48基第8别 19China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne148 工业建筑 2018 年第 48 卷第 8 期 荷载( 办公楼、住宅楼楼面活荷载) 的概率模型,给 出可靠度分析结果的相对保守值。工业建筑可靠度 的研究,应在工业建筑特有的可变作用概率模型完 善的基础上,考虑构件抗力和荷载效应的随机过程 理论,对典型构件进行可靠度分析,确保工业建筑设 计安全度,并对服役过程中的安全性、经济性、耐久 性以及科学管理提供优化理论,为既有工业建筑结 构诊治与性能提升提供理论依据,推进绿色工业建 筑的发展进程。 本文对工业建筑可变作用的概率模型、工业建 筑设计可靠度、既有工业建筑鉴定评级可靠度、工业 建筑时变可靠度 4 个方面的研究进行综述,揭示当 前工业建筑可靠度研究的不足。 1 工业建筑可变作用的概率模型 工业建筑的可变作用,与民用建筑有着明显的 区别( 主要指荷载标准值的计算原则、荷载概率模 型及模型参数选取的区别) ,包括吊车荷载、工业建 筑楼面活荷载和屋面积灰荷载。其中,吊车荷载和 屋面积灰荷载是民用建筑不涉及的荷载,工业建筑 楼面活荷载也因厂房的特殊性( 设备荷载、堆料荷 载、操作荷载) 与民用建筑楼面活荷载大有不同。 1. 1 吊车荷载的设计规定及概率模型 吊车荷载是可动可变的动态作用,其影响因素 同时具有时间和空间上的随机性,变化过程在设计 使用年限内是一个随机过程[1]。GB 50009—2012 《建筑结构荷载规范》[2]基于实测调研给出了吊车 荷载设计的保守规定,部分学者根据统计资料,初步 建立了吊车荷载的概率模型。 1. 1. 1 国内技术标准的相关设计规定 吊车荷载包括吊车竖向荷载和水平荷载( 横向 水平荷载和纵向水平荷载) ,其中纵向水平荷载因 大车制动引起,由柱间支撑承担,竖向荷载和横向水 平荷载由横向排架体系( 吊车梁和排架柱) 承担。 GB 50009—2012[2]对参与设计的吊车荷载( 包 括吊车竖向荷载和水平荷载) ,及涉及多台吊车组 合的荷载效应的相关规定,是根据北京、上海、沈阳、 鞍山、大连等地的厂房吊车实测数据及调查统计资 料制定的。因实测统计资料并不完善,规定是保守 的但也是粗略的,主要表现如下: 1) 吊车横向水平荷载取小车制动力的保守估 计值。工程中的吊车横向水平荷载包含小车制动力 和卡轨力,其中卡轨力指吊车运行时,由于轨道不 直、吊车行驶时的歪斜,及生产、使用中难以控制的 各种因素产生的横向水平力。TJ 9—74《工业与民 用建筑结构荷载规范》[3]在设计重级工作制的吊车 梁、上翼缘及其制动结构的强度和稳定性,以及连接 的强度时,首先取横向水平荷载为小车制动力的保 守估计值[4],然后考虑卡轨力的影响,引入动力放 大系数。但从 1988 年修订 TJ 9—74[3]以来,考虑此 法在 概 念 上 不 清 晰,决 定 不 再 使 用,即 当 前 GB 50009—2012 中并未考虑卡轨力[2]。 2) 计算排架考虑多台吊车荷载时,对参与组合 的最大吊车台数予以规定,且荷载组合效应标准值 乘以折减系数。设计厂房的吊车梁和排架时,考虑 参与组合的吊车台数是根据所计算的结构构件能同 时产生效应的吊车台数确定,主要取决于柱距的大 小和厂房跨间的数量,其次是各吊车同时聚集在同 一柱距范围内的可能性。考虑多台吊车竖向荷载 时,对单层吊车的单跨厂房的每个排架,参与组合的 吊车台数不宜多于 2 台; 对单层吊车的多跨厂房的 每个排架,不宜多于 4 台; 考虑多台吊车水平荷载 时,对单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车 台数不应多于 2 台。实际工程中多台吊车组合时, 同时满载且大、小行车均位于荷载效应最不利位置 的极端情况不可能出现[5],设计时的荷载组合值取 荷载组合效应标准值( 最大荷载效应值) 的折减值。 折减系数的确定有以下两种方法: 1) 考虑排架柱上 两台吊车组合,折减系数取为两台吊车按一台满载, 一台空载计算和按两台同时满载计算的柱上最大荷 载效应的比值[5]; 2) 考虑吊车荷载单独作用效应和 多台吊车荷载组合效应的概率模型,取为设计基准 期内多台吊车荷载组合效应概率分布的平均值,与 各台吊车荷载效应均取设计基准期进行组合的极值 分布的平均值的比值[6]。GBJ 9—87《建筑结构荷 载规范》[7] 和 GBJ 68—84《建筑结构设计统一标 准》[8]分别采用了上述两种方法,GB 50009—2012 沿用了 GBJ 68—84 的相关规定,采用第二种方法, 在吊车竖向荷载组合效应分析结果的基础上,给出 保守取值,横向水平荷载组合效应计算时直接引 用[9]。相关技术标准和文献对多台吊车荷载组合 时折 减 系 数 的 规 定 值 列 于 表 1。经 对 比,GB 50009—2012 的取值最为保守,这可能会带来不必 要的经济浪费。 1. 1. 2 国外技术标准的相关设计规定 相比于我国技术标准对吊车荷载的设计规定, 欧洲标准 EN 1991 - 3[10]作了更为详细的说明,其 考虑的吊车荷载作用种类与我国基本相同,但对各 类吊车的荷载取值规定更为细化。其中桥式起重机 的竖向荷载由小车在吊车桥架上的位置决定,并要
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