3期 蒋济网，等：不同设计使用年限下实用设计表达式系数的求解 123 在相同前提条件下，将新版《建筑结构荷载规范 0.0s 标准值及重现期调整前后的二级结构构件在设计基准 期为50a的数理统计参数带入程序计算（见图1,2） 0.06 0.04 Q.o2 11 图3调整前后，单构件在不同简单背载组合 图1调整前T-50,1与7，%的关系 作用下相对误差增量 Fig.1 Relationship of I.ye and ya before adjustment Fig.3 Inerease of relative error under different simple load combinations of single member before 3.5 and after adjustment =15 71.4 面可变荷载考虑设计使用年限的调整系数y,使得可 2. 靠度与后续使用年限建立联系。确定楼面可变荷载考 -1.3 虑设计使用年限的调整系数时，可通过可变荷载标 准值校准或通过概率分布函数的校准两种方法确定 本文按照通过概率分布函数的校准确定调整系数九 1.1 1.7 则有 图2调整后T-50.1与ye,y。的关系 Fig.2 Relationship ofIand oafter adjustment n-1+器1n(停)1+a797dln(停) (2 由图可，对干设计使用年限为50a安全等级头 式中：。为可变荷载Q设计基准期最大值的平均值气 二级的结构构件，标准值及重现期调整之前， 标准值的比值：。为可变荷载Q的变异系数。 12、Y。为14，%为1000；经过新版《建筑结构荷载规 根据大量的统计分析，一般假定以上3种可变荷 范》标准值及重现期调整后，即取新的目标可靠指标 载均服从极值1型分布，且设计基准期T内最大荷载 在抗力分项系数y:不变前提下，c为1.3、y。为1.4 分布函数为 %为Q959 Fo.T()-[Fo.(r)]" (3) 由两图中1值可计算出单个构件在每种简单荷载 式中：F。,r(x)为设计基准期可变荷载最大值概率分 组合及荷载效应比值作用情况下的相对误差值，调整 布函数：F,,x)为任意时点的概率分布函数， 前后单构件在不同荷载组合下相对误差分别约为 楼面活荷载可分为楼而持久性荷载和楼而临时性 563%,95%,对出调整前后单构件的相对提差的关 荷载两类，在办公楼楼面活荷载、住宅楼面活荷载保证 值（见图3），可以看出不同构件（依次为枫轴压、偏压 分别为990%和9 4% 设置水平（与现行规范相同 薄钢轴压、偏压，钢筋混凝士轴拉、轴压，大偏压、受弯 下，计算出不同设计使用年限下的楼面荷载取值标准。 受剪、砖石轴压、偏压、受剪、木结构轴压、受弯)在不同 荷载标准值与设计基准期T内的保证率可简化为： 的简单荷载组合下相对误差的增量不同，且调整后的 LkT=4r一0451x lnln(1/p2。(4) 相对误差总体呈现增长趋势，应考虑采用加权求解剑 1.2826 用设计表达式中分项系数和结构重要性系数，以使相 故楼面活荷载的均值和方差可按下列式求解： 对误差控制在允许误差界限内 (5) 不同设计使用年限实用设计表达式中结构 GLT dL (6) 重要性系数优化求解 (7) 《工程结构可靠性设计统一标准》增加了楼面和屋 1994-018 China Academic Joumal Electronic Publishing House.All rights http://www.cnki.net ３期 蒋济同，等：不同设计使用年限下实用设计表达式系数的求解 在相同前提 条 件 下，将 新 版《建 筑 结 构 荷 载 规 范》 标准值及重现期调整前后的二级结构构件在设计基准 期为５０ａ的数理统计参数带入程序计算（见图１、２）。 图１ 调整前 Ｔ＝５０，Ｉ与γＧ 、γＱ 的关系 Ｆｉｇ．１ ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆＩ，γＧ ａｎｄγＱ ｂｅｆｏｒｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ 图２ 调整后 Ｔ＝５０，Ｉ与γＧ 、γＱ 的关系 Ｆｉｇ．２ ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆＩ，γＧ ａｎｄγＱ ａｆｔｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ 由图可见，对于设计使用年限为５０ａ、安全等级为 二级 的 结 构 构 件，标 准 值 及 重 现 期 调 整 之 前，γＧ 为 １．２、γＱ 为１．４、γ０ 为１．０００；经过新版《建筑结构荷载规 范》标准值及 重 现 期 调 整 后，即取新的目标可靠指标， 在抗力分项系数γＲ 不变前提下，γＧ 为１．３、γＱ 为１．４、 γ０ 为０．９５９。 由两图中Ｉ值可计算出单个构件在每种简单荷载 组合及荷载效应比值ρ作用情况下的相对误差值，调整 前后单 构 件 在 不 同 荷 载 组 合 下相对误差分别约为 ５．６３％、９．４５％，对比调整前后单构件的相对误差的差 值（见图３），可以看出不同构件（依次为钢 轴 压、偏 压、 薄钢轴压、偏压、钢筋混凝土轴拉、轴压、大偏压、受弯、 受剪、砖石轴压、偏压、受剪、木结构轴压、受弯）在不同 的简单荷载组 合 下 相 对 误 差 的 增 量 不 同，且 调 整 后 的 相对误差总体 呈 现 增 长 趋 势，应 考 虑 采 用 加 权 求 解 实 用设计表达式 中 分 项 系 数 和 结 构 重 要 性 系 数，以 使 相 对误差控制在允许误差界限内。 ３ 不同设计使用年限实用设计表达式中结构 重要性系数优化求解 《工程结构可靠性设计统一标准》增加了楼面和屋 图３ 调整前后，单构件在不同简单荷载组合 作用下相对误差增量 Ｆｉｇ．３ Ｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｍｐｌｅ ｌｏａｄｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｓｉｎｇｌｅｍｅｍｂｅｒｂｅｆｏｒｅ ａｎｄａｆｔｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ 面可变荷载考虑设计使用年 限 的 调 整 系 数γＬ，使 得 可 靠度与后续使用年限建立联系。确定楼面可变荷载考 虑设计使用年限的调整系数γＬ 时，可通过可变荷载标 准值校准或通过概率分布函数的校准两种方法确定， 本文按照通过概率分布函数 的 校 准 确 定 调 整 系 数γＬ， 则有 γＬ ＝１＋槡６ π σＱＴ Ｑｋ ｌｎ ＴＬ （ ） Ｔ ＝１＋０．７７９７ｋＱδＱｌｎ ＴＬ （ ） Ｔ 。 （２） 式中：ｋＱ 为可变荷载 Ｑ 设计基准期最大值的平均值与 标准值的比值；δＱ 为可变荷载Ｑ 的变异系数。 根据大 量 的 统 计 分 析，一 般 假 定 以 上３种 可 变 荷 载均服从极值Ｉ型分布，且设计基准期 Ｔ 内 最 大 荷 载 分布函数为： ＦＱ，Ｔ （ ）ｘ ＝ ＦＱ，τ （ ）［ ］ ｘ ｍ 。 （３） 式中：ＦＱ，Ｔ （ ）ｘ 为设 计 基 准 期 可 变 荷 载 最 大 值 概 率 分 布函数；ＦＱ，τ （ ）ｘ 为任意时点的概率分布函数。 楼面活荷载可分为楼面持久性荷载和楼面临时性 荷载两类，在办公楼楼面活荷载、住宅楼面活荷载保证 率分别为９９．０％和９７．４％设置水平（与现行规范相同） 下，计算出不同设计使用年限下的楼面荷载取值标准。 荷载标准值与设计基准期Ｔ 内的保证率可简化为： ＬＫＴ ＝μＬＴ －０．４５σＬＴ －ｌｎ（ｌｎ（１／ｐｋ）） １．２８２６ σＬＴ 。 （４） 故楼面活荷载的均值和方差可按下列式求解： μＬＴ ＝μＬ ＋σＬ 槡６ π ｌｎｍ ， （５） σＬＴ ＝σＬ ， （６） δ＝σＬＴ μＬＴ 。 （７） ３２１