结构设计安全的温馨提示
lcom
lcom Lv.5
2009年11月12日 16:10:22
只看楼主

以下给出的提示多数是辛辛苦苦、认认真真做了设计,到头来还是不能满足规范的安全要求的各种情况。欢迎设计人员、专业总工、单位法人及施工图审查、政府管理、责任保险、软件开发、规范制定、质量管理、质量(事故)鉴定、法律、房地产等相关部门讨论。提示依据的规范如下:《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》

以下给出的提示多数是辛辛苦苦 、认认真真做了设计,到头来还是不能满足规范的安全要求的各种情况。
欢迎设计人员 、专业总工、单位法人及施工图审查、政府管理、责任保险、软件开发、规范制定、质量管理、质量(事故)鉴定、法律、房地产等相关部门讨论。
提示依据的规范如下:
《工程结构可靠性设计统一标准》
GB 50153-2008

《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB 50068-2001

《建筑结构荷载规范》
GB 50009-2006

《建筑抗震设计规范》
GB 50011-2001(2008年版)

《混凝土结构设计规范》
GB 50010-2002

《钢结构设计规范》
GB 50017-2003

《建筑地基基础设计规范》
GB 50007-2002



提示一:
《工程结构可靠性设计统一标准》 GB 50153-2008 4.3.4 条要求:
“对每一种作用组合,工程结构的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。”
《工程结构可靠性设计统一标准》 GB 50153-2008 4.3.6 条还要求:
结构按极限状态设计应符合下列要求:
g (X1,X2,…,Xn)
0
当采用结构的作用效应和结构的抗力作为综和基本变量时,结构按极限状态设计应符合下列要求
:
R-S
0 (4.3.5-2)
式中
R
—结构的抗力;
S
—结构的作用效应。
这样,结构的作用效应 S 和结构的抗力 R 对于结构设计安全是非常重要的。本文仅讨论结构的作用效应设计值计算不当所造成的结构设计安全缺陷。

提示二:
现行设计中,作用与作用效应是非线性关系时也在使用作用与作用效应按线性关系考虑的相关组合的效应设计值表达式,这样会造成结构设计可靠度不能满足规范要求;如混凝土结构偏心受压构件承载力计算,钢结构压弯构件稳定性计算等。

提示三:
现行设计中,荷载组合时,一般以单项内力极值法( Nmax Nmin Mmax Mmin…… )计算最不利荷载(直接作用)组合,以该方法求其最不利荷载组合可找到最不利荷载组合工况的概率很低,一般是找不到最不利荷载组合工况的,也会造成结构设计可靠度不能满足规范要求。如混凝土结构及钢结构柱等复合受力构件承载力计算一般都有该问题,而单项内力的梁构件没有该问题。

提示四:
现行设计中,抗震设计时,《建筑抗震设计规范》要求钢筋混凝土结构调整构件的组合内力设计值,但多数设计没有按规范的公式计算,使结构“强柱弱梁”得不到保证。规范 6.2.2 条要求:“一 三级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于 0.15 者及框支梁与框支柱节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:
∑Mc=ηc∑Mb
……
当反弯点不在柱的层高范围内, 柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。”实际设计中,未区分 Mc ,一律将 柱端截面组合的弯矩设计值直接乘以上述柱端弯矩增大系数,一般使 ∑Mc偏小,给 “强柱弱梁”打了折扣,汶川地震已有了惨痛的教训。

提示五:
现行桥梁设计影响线动态规划法对于复合受力构件承载力计算只能计算 Nmax Nmin Mmax Mmin…… 等,多数情况计算不出最不利工况。

提示六:
仅梁考虑柱未考虑荷载不利布置,由于对软件了解不透造成的。

提示七:
当前的地震力最不利方向计算,由于提示三的原因,结果也是强梁弱柱。
另外,梁的振型组合结果是安全的,柱的振型组合结果是不安全的。

提示八:
由于提示四的原因,尽管梁建模时考虑部分楼板的刚度及钢筋,实质上又作了一次强梁。因为现行方法 ∑Mc与∑Mb无关。

在我国持续大规模基本建设时期,加之我国强地震区域分布范围又比较广阔,尤其当前是汶川地震震后重建时期,希望上面提示能对广大设计者及相关人员有所帮助。
仅供参考。
待续。
(针对后续内容的位置偶有变更,为方便同行审阅指导,本人将及时把新位置更正如下)
细说提示四 详见34F
细说提示三 详见48F
回复16# 详见54F
细说提示五详见65F
“工程结构可靠性设计统一标准 GB 50153——2008”有关新条文 详见73F
关注各结构软件新规范版是否执行了“GB 50153——2008”新标准 详见82F
回复83# 具体非线性问题 详见85#
核对时间:2010-09-22


(针对会员提出规范版本应更新问题,版主做了相应调整,其他提示尊重作者愿意,未做修改)
提示三细说详见68F)
(提示四细说详见43F)
(建议关注81F)
(建议关注并讨论87F、88F 概念设计问题)
(建议关注并讨论90F、91F “严格按照规范要求,是绝对不会出问题的”观点)

[ 本帖最后由 lcom 于 2010-9-22 11:48 编辑 ]
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lcom
2010年05月16日 10:33:26
72楼
新一轮的规范修改正在进行当中,“工程结构可靠性设计统一标准 GB 50153——2008”已于2009-07-01实施,拟学习讨论的关于结构设计安全的部分新条文如下:

8.2 承载能力极限状态
8.2.2
1
Sd--作用组合的效应(如轴力,弯矩或表示几个轴力,弯矩的向量)设计值。
8.2.4......应采用作用的基本组合。
1 基本组合的效应设计值可按下式确定:

2 当作用与作用效应按线性关系考虑时,基本组合的效应设计值可按下式计算:


关于8.2.2条,首次提出 向量 内力,即我们常说的复合受力。当前柱一类的向量内力构件基本都用标量内力进行荷载最不利组合(如Nmax,Nmin,Mmax,Mmin......)多数情况计算不出荷载最不利组合。
关于8.2.4,8.2.5,8.2.6等条,对于各种设计状况,除了给出 当作用与作用效应按线性关系考虑时,相应设计状况组合的效应设计值计算公式外,还给出另外情况的计算公式,本人理解,主要处理当作用与作用效应是非线性关系情况。目前已注意到,混凝土柱的 作用组合是非线性 (尽管按弹性体分析的结构内力)。
对于以上两点,期待更多的说明解释,它们对结构设计安全实在太重要了。
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设计小兵
2010年06月10日 15:42:29
73楼
受教了,老专家帖子够理论,够深度,也点醒了我们实际上早已存在的工程设计上的问题
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abmaam
2010年07月01日 14:18:28
74楼
楼主分析的很透彻,但是实施起来并不是那么容易吧...
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lyt1225
2010年07月01日 14:21:54
75楼
谢谢楼主。。努力学习中。。
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qqqtttmmm
2010年07月04日 23:57:17
76楼
很有道理,听说今年许多规范都要调整嘛!
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石头79
2010年07月12日 16:35:48
77楼
楼主是在设计中倾向了研究,上述观点很有道理。
但实际中规范里还是有安全储备的,我们在计算中多数情况是无法做得精确计算的,
最不利的取值也是在经验范围之内,也可以说是在已知的知识条件下,
土力学就可以看出,目前还没完善的计算方法,这些还是一两百年前前人的东西,
这也是为什么现在强调概念设计的原因。
但现实的情况下工期短,设计费用底,设计人员都变成了电脑绘图员,
一切都变味了。
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画图匠1
2010年07月18日 22:19:54
78楼
楼主 很专业呀
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xjl542842304
2010年08月02日 08:50:05
79楼
学习了
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kmlllwen
2010年08月06日 08:19:14
80楼
这样的提示很好,加强对概念的确理解,在实际工作中明白那些地方应留有余地.
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lcom
2010年08月19日 10:44:17
81楼
“工程结构可靠性设计统一标准 GB 50153——2008”已正式实施一年多,该标准对我国土木工程各领域(建筑、铁路、公路、港口、水利)共性问题:工程结构设计的基本原则、基本要求和基本方法等作出了统一规定,现提醒同行关注各结构软件新规范版是否执行了该标准,以使自己设计出可靠度满足国家标准的安全设计。
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