承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正確應(yīng)用

1、承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正確應(yīng)用一、有關(guān)規(guī)范對(duì)承載力抗震調(diào)整系數(shù) YRE的規(guī)定舊建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (QBJ 11 89) 中第4 4 2條以及新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50011 2001)中第 5 4 2條中規(guī)定，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震驗(yàn)算應(yīng)采用表達(dá)式S& R/ YRE,式中：S為地震作用效應(yīng)和其他荷載作用效應(yīng)的基本組合，R為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (QBJ 10 89)第 8 1 3條、鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)與施工規(guī)程(GBJ 13 91)第 5 5 1 條進(jìn)一步對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具體規(guī)定為：考慮地震作用組合的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其截面承載力應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)YR&

2、amp;而偏心受壓、受拉構(gòu)件的正截面承載力在抗震與非抗震兩種情況下取值相同。二、在YRE使用中的常見(jiàn)錯(cuò)誤應(yīng)該說(shuō)，上述規(guī)范的規(guī)定已經(jīng)明確規(guī)定了YRE的用法，即對(duì)非抗震的截面承載力，通過(guò)引入YRE,對(duì)截面承載力加以提高，用作抗震設(shè)計(jì)時(shí)的截面承載力。然而，在實(shí) 際應(yīng)用中，卻常因?yàn)閷?duì)YRE的理解不完全或不夠重視，出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤。最典 型的一個(gè)例子是 一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試應(yīng)試題解 中第 5 頁(yè)的 題 1 2 抗震 偏壓柱的配筋計(jì)算中與丫 RE,應(yīng)用有關(guān)的內(nèi)容有：(1)根據(jù)柱軸壓比為0. 12確定偏壓柱YRE為0. 75。利用YRE對(duì)柱內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整：M=yrM, N=y reNi,其中M, N

3、為有地震作用組 合的最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值。(3)求偏心距增大系數(shù)時(shí)，截面曲率的修正系數(shù)為七1=0. 5fcA/N。錯(cuò)誤就出在第(3)步中己1=0.5fcA/N。此處N取為經(jīng)過(guò)yre調(diào)整后的軸向力N=trEN1o如此用法，丫 reM軸向力的偏心距也產(chǎn)生了影響，進(jìn)而對(duì)構(gòu)件上的外荷載作用效 應(yīng)也產(chǎn)生了影響。這樣一來(lái)就超出了設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)丫 RE只是用于構(gòu)件抗震承載力調(diào)整的 范圍。其實(shí)，這個(gè)錯(cuò)誤出自上述第（2）步中對(duì)內(nèi)力的調(diào)整：N=yrENIo對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的表達(dá) 式S& R/ 丫 re進(jìn)行變換：Y rS< R于是，對(duì)地震作用下組合內(nèi)力設(shè)計(jì)信用 yr進(jìn)行 調(diào)整，然后再進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算，這是很多設(shè)計(jì)者的

4、習(xí)慣作法。從本質(zhì)上講，S< R/ T re 與YrSWR并無(wú)多大差別。但從形式上看，后者的Y re等效于一個(gè)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)。久 而久之，很多設(shè)計(jì)者習(xí)慣上也就將 Y re當(dāng)作了一個(gè)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)來(lái)用。同樣的錯(cuò)誤還 出現(xiàn)在此應(yīng)試題解第42頁(yè)的題1 15中。在應(yīng)用Yre時(shí)，與上述偏心受壓構(gòu)件正截面計(jì)算不同、但有聯(lián)系的是偏心受壓構(gòu) 件、偏心受拉構(gòu)件斜截面抗剪計(jì)算。如矩形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件，其斜截面 抗剪承載力計(jì)算公式為：I偏心受拉構(gòu)件斜截面抗剪承載力計(jì)算公式為：+ 1.5） +&A&A，S0,16N加式中軸向力設(shè)計(jì)值N同樣不能預(yù)先用丫 re進(jìn)行調(diào)整。但由于N對(duì)構(gòu)件的承載力有

5、影響，因此計(jì)算截面抗震承載力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)用 Y RE對(duì)N進(jìn)行調(diào)整的情況，但應(yīng)該理解 為是用yreM N產(chǎn)生的斜截面承載力部分進(jìn)行調(diào)整，與內(nèi)力的調(diào)整有著本質(zhì)的不同。三、對(duì)YRE的正確理解與應(yīng)用目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是采用分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。在各種作用、材料性能和幾何參數(shù)等基本變量確定后，結(jié)構(gòu)的可靠度決定于各分項(xiàng)系 數(shù)的取值，既定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)需要一定的分項(xiàng)系數(shù)來(lái)保證。地震作用屬于可變作用或偶然作用，其目標(biāo)可靠指標(biāo)的取值應(yīng)低于靜力作用下的 目標(biāo)可靠指標(biāo)。因此，從理論上說(shuō)，抗震設(shè)計(jì)中采用的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)高于靜力作 用時(shí)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。但設(shè)計(jì)規(guī)范為了使用方便，便于將地震作

6、用效應(yīng)直接比較， 在抗震設(shè)計(jì)中仍采用靜力設(shè)計(jì)時(shí)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。但通過(guò)引入承載力調(diào)整系數(shù)丁邢 來(lái)提高其承載力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù)是按構(gòu)件在荷載效應(yīng)組合下，對(duì)規(guī)定的可靠指標(biāo)為最優(yōu) 的原則來(lái)確定其表達(dá)式為：式中：丫 r為構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù)；S為第j種荷載效應(yīng)；Rj為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在第j 種荷載效應(yīng)比值下根據(jù)規(guī)定的可靠指標(biāo)確定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力。 因此，荷載作用效應(yīng)對(duì) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的影響因素反映在構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù) yr中，也就是說(shuō)荷載作用效應(yīng) 對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的影響因素反映在材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值上。地震作用效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力 的影響進(jìn)一步用承載力抗震調(diào)整系數(shù) YRE來(lái)反映，而地震作用效應(yīng)本身，即有地震作 用組合

7、時(shí)的構(gòu)件內(nèi)力則不受Y RE的任何影響。YRE是對(duì)截面抗震承載力的調(diào)整，而不是對(duì)荷載作用或構(gòu)件內(nèi)力的調(diào)整。只有當(dāng) 構(gòu)件內(nèi)力對(duì)截面承載力有影響時(shí)，T RE才會(huì)對(duì)構(gòu)件內(nèi)力直接產(chǎn)生作用。否則，Y RE與 構(gòu)件內(nèi)力只會(huì)在形式上相關(guān)，而不是對(duì)內(nèi)力的調(diào)整。因此在應(yīng)用中，最好直接采用S< R/ 丫 RE的形式。首先根據(jù)構(gòu)件內(nèi)力和幾何尺寸 確定yre,然后根據(jù)構(gòu)件內(nèi)力和幾何尺寸分別計(jì)算 S、R,最后再代人S< R/ y re中對(duì) 所求問(wèn)題進(jìn)行求解。不宜米用YrS<R的形式進(jìn)行求解，特別不應(yīng)采用的求解方法是先對(duì)內(nèi)力用 yrE!行調(diào)整，然后 再進(jìn)行隨后的計(jì)算。原因在于，一是容易將 YRE當(dāng)作內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，引起概念上的錯(cuò) 覺(jué)；二是容易將經(jīng)過(guò)YRE調(diào)整后的內(nèi)力代人隨后對(duì)S、R的計(jì)算，引起YRE的不正確 應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1GB 50011 2001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范2GB 10 89 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范3GBJ 13 91