分項系數(shù)提高了，我們該如何執(zhí)行?

--由新標準引起的一點思考

作者聲明：以下觀點僅代表作者個人觀點，不代表任何單位和機構(gòu)。

一 問題由來：

近期業(yè)界正在熱議的《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》新標準，其中最引入注目的是荷載分項系數(shù)的調(diào)整。如標準8.2.10 所示：


問題1： 那么為什么要提高呢?

通俗點說就是: 國家經(jīng)濟水平高了，人們有權(quán)利選擇具有較高投入的結(jié)構(gòu)可靠度從而降低所承擔的風險。

請大家仔細閱讀以下解讀，也許就明白為何這次對荷載分項系數(shù)做了適當提高：

在“以概率理論為基礎(chǔ)、以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計方法”中，將對結(jié)構(gòu) 可靠度的要求分解到各種分項系數(shù)設(shè)計取值中，作用(包括永久作用、可變作用 等)分項系數(shù)取值越高，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)置水平也就越高，但從概率的觀點 看，一個結(jié)構(gòu)可靠與否是隨機事件，無論其可靠度水平有多高，都不能做到 100% 安全可靠，總會有一定的失效概率存在，因此不可避免地存在著由于結(jié)構(gòu)失效帶來的風險(危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、對社會或環(huán)境產(chǎn)生不利影響等)，人們只能做到把風險控制在可接受的范圍內(nèi)。一般來說，可靠度設(shè)置水平越高風險水平就越低，相應(yīng)的一次投資的經(jīng)濟代價也越高;相反，可靠度設(shè)置水平越低風險水平就越高，而相應(yīng)的一次投資的經(jīng)濟代價則越低。在經(jīng)濟發(fā)展水平較低的時候，對結(jié)構(gòu)可靠度的投入受到經(jīng)濟水平的制約，在保證“基本安全”的前提下，人們不得不承受較高的風險;而在經(jīng)濟發(fā)展水平較高的條件下，人們更多會選擇具有較高投入的結(jié)構(gòu)可靠度從而降低所承擔的風險。本次修訂將永久作用分項系數(shù)g G由1.2 調(diào)整為1.3、可變作用分項系數(shù)g Q 由1.4 調(diào)整為1.5，同時相應(yīng)調(diào)整預應(yīng)力作用的分項系數(shù)gP，由1.2 調(diào)整為1.3，為我國房屋建筑結(jié)構(gòu)與國際主流規(guī)范可靠度設(shè)置水平的一致性奠定了基礎(chǔ)。

問題2 我們國家標準調(diào)整前后的恒載、活載分項系數(shù)與國際上一些標準有何區(qū)別呢?

1 中國標準

1)原標準《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50068-2

注意：原標準要求以恒載起控制作用時恒載分項系數(shù)應(yīng)取1.35

2) 新標準《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》(GB50068-2018)

注意：本次新標準取消了以恒載起控制作用時恒載分項系數(shù)取1.35的規(guī)定

2 美國相關(guān)標準

ACI2002、AISC2003中的荷載組合

1 1.4D (恒載)

2 1.2D(恒載)+1.6L(活載)

。。。。。。。。。。。。。。

可見看出僅考慮恒載D時，其分項系數(shù)取1.4;當考慮恒載與活載組合時，恒載分項系數(shù)取1.2，活載分項系數(shù)取1.6。

注:美國各州的標準不完全一樣,但大的原則問題是一致的。

3 歐洲標準

歐標DD ENV 1992-1-1：1992 Eurocoe 2:基本荷載組合采用下式：

4 印度標準

IS 800:2007 用于強度極限狀態(tài)設(shè)計荷載組合

對于只有恒+活組合：

DL+LL

式中：DL-恒載;LL-活載。

對于恒載分項系數(shù)取1.5;對于活載分項系數(shù)，對于主活載取1.5，對于從活載取1.05。

以下列舉一些其它國家的相關(guān)分項系數(shù)，供各位參考一下：

以上資料部分內(nèi)容來源于《一帶一路土木人》及作者2009年出版發(fā)行的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常遇問題及對策》一書，說明：此數(shù)據(jù)是基于2009年以前的資料，也許各國后期是否有所調(diào)整;

二 、新標準執(zhí)行的時間節(jié)點如何確定的問題?

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

公 告

2018第263號

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國家標準《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》的公告

現(xiàn)批準《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》為國家標準，編號為GB50068-2018，自2019年4月1日起實施。其中，第3.2.1、3.3.2條為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。原《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》(GB50068-2001)同時廢止。

本標準在住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門戶網(wǎng)站(www.mohurd.gov.cn)公開，并由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部標準定額研究所組織中國建筑工業(yè)出版社出版發(fā)行。

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部

2018年11月1日

說明：據(jù)說目前在官方網(wǎng)站沒有看見這個公告，但在官網(wǎng)上看見2018年10~11月發(fā)布的標準目錄里有，不明覺厲哈

GB50068-2018建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準2018/11/12019/4/1

每次遇到規(guī)范修訂調(diào)整，大家都非常關(guān)注設(shè)計項目及施工圖審查是如何把握這個時間節(jié)點的問題,估計又會是一場亂象：

比如：第五代區(qū)劃圖《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)發(fā)布后，執(zhí)行日期是2016.6.1日;各地出現(xiàn)一片熱鬧景象;

(1 )有的地方(如山東、甘肅、江蘇、湖北、浙江等)是以送審施工圖為時間節(jié)點;

(2) 有的地方(如江西等)以拿施工許可證為時間節(jié)點;

(3)有的地方(如湖南等)以完成初步設(shè)計為時間節(jié)點;

(4)有的地方(如云南等)以項目規(guī)劃許可文件簽訂的勘察設(shè)計合同，或者依據(jù)項目備案、核準、審批文件簽訂的勘察設(shè)計合同時間為準)，

(5)有的地 方(河北等)以簽訂設(shè)計合同日期為時間節(jié)點;

(6)更多的地方是以審圖單位的理解執(zhí)行

建議各地應(yīng)該依據(jù)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部文件》

建質(zhì)【2013】111號規(guī)定執(zhí)行


截圖中的 13 審查機構(gòu)應(yīng)按照工程項目勘察設(shè)計合同簽訂時有效的工程建設(shè)強制標準進行施工圖設(shè)計文件審查，

特別說明：目前我們國家標準更新及廢棄速度那是相當?shù)目?，如有更新標準要求則應(yīng)以最新規(guī)定為準則;

三、荷載分析系數(shù)調(diào)整了，為何結(jié)構(gòu)可靠指標并沒有發(fā)生變化?

4.3.8 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件持久設(shè)計狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的可靠指標，不應(yīng)小于表4.3.8的規(guī)定。

說明：

1、表 4.3.8 中規(guī)定的房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件持久設(shè)計狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的可靠指標，是以建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級時延性破壞的b 值3.2 作為基準，其他情況下相應(yīng)增減0.5。可靠指標b 與失效概率運算值p f 的關(guān)系見下表：

表4.3.8 中延性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前有明顯的變形或其他預兆;脆性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前無明顯的變形或其他預兆。表4.3.8 中作為基準的b 值，是根據(jù)對二十世紀七十年代各類材料結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范校準所得的結(jié)果并經(jīng)綜合平衡后確定的，表中規(guī)定的b 值是房屋建筑各種材料結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范應(yīng)采用的最低值。表4.3.8 中規(guī)定的b 值是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言的。對于其他部分如連結(jié)等，設(shè)計時采用的b 值，應(yīng)由各種材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范另作規(guī)定。目前由于統(tǒng)計資料不夠完備以及結(jié)構(gòu)可靠度分析中引入了近似假定，因此所得的失效概率p f 及相應(yīng)的b 尚非實際值。這些值是一種與結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際失效概

率有一定聯(lián)系的運算值，主要用于對各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度作相對的度量。

2 作者認為還有一個原因就是：本次荷載分項系數(shù)的調(diào)整肯定會增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性，但由于提高的幅度還不足以影響到可靠性指標的數(shù)值變化(量變不足以引起質(zhì)變)。

四、新標準強條有哪些?如何理解?

新標準強制性條文依然保持2條，但具體說法發(fā)生了變化

3.2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果即危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、對社會或環(huán)境產(chǎn)生影響等的嚴重性，采用不同的安全等級。(強條)

3.2.2 建筑結(jié)構(gòu)安全等級的劃分應(yīng)符合表3.2.2的規(guī)定。(非強條)表3.2.2建筑結(jié)構(gòu)的安全等級

說明：

1 這個注：新增要求，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的甲類建筑和乙類建筑，其安全等級宜規(guī)定為一級;丙類建筑，其安全等級宜規(guī)定為二級;丁類建筑，其安全等級宜規(guī)定為三級。

2、同一建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜與結(jié)構(gòu)采用相同的安全等級，但允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合經(jīng)濟效果進行適當調(diào)整。如提高某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級所需額外費用很少，又能減輕整個結(jié)構(gòu)的破壞從而大大減少人員傷亡和財物損失，則可將該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級比整個結(jié)構(gòu)的安全等級提高一級;相反，如某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞并不影響整個結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件，則可將其安全等級降低一級。

3.3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)規(guī)定結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限。(強條)

3.3.3 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限，應(yīng)按表3.3.3采用。(非強條)

說明：設(shè)計文件中需要標明結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限，而無需標明結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準期、耐久年限、壽命等。

五 、新標準總則的新亮點

1、總則

原《標準》總則1.0.1~1.0.11共計11條，其中2條是強制性條文;

新《標準》總則1.0.1~1.0.5共計5條，均為非強條(注意強條依然有，只是移到3 基本規(guī)定里)

1.0.1 為統(tǒng)一各種材料的建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的基本原則、基本要求和基本方 法，使結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展的要求，并符合安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、確 保質(zhì)量的要求，制定本標準

原1.0.1 為統(tǒng)一各種材料的建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的基本原則和方 法，使設(shè)計符合技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適應(yīng)、確 保質(zhì)量的要求，制定本標準

由這個變化可以看出，當前國家更關(guān)注設(shè)計安全可靠、經(jīng)濟合理、可持續(xù)發(fā)展的理念。

1.0.2 本標準適用于整個結(jié)構(gòu)、組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及地基基礎(chǔ)的設(shè)計;適用于結(jié) 構(gòu)施工階段和使用階段的設(shè)計;適用于既有結(jié)構(gòu)的可靠性評定。

原1.0.2本標準適用于建筑結(jié)構(gòu)、組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及地基基礎(chǔ)的設(shè)計;

可以看出新標準的適用范圍更全面廣泛。

1.0.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計宜采用以概率理論為基礎(chǔ)、以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計 方法;當缺乏統(tǒng)計資料時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可根據(jù)可靠的工程經(jīng)驗或必要的試驗研 究進行，也可采用容許應(yīng)力或單一安全系數(shù)等經(jīng)驗方法進行。

此條是新增加條款:我國在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域積極推廣并已得到廣泛采用的是以概率理論為基礎(chǔ)、以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計方法，但這并不意味著要排斥其他有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，采用什么樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，應(yīng)根據(jù)實際條件確定。概率極限狀態(tài)設(shè)計方法需要以大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，當不具備這一條件時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可根據(jù)可靠的工程經(jīng)驗或通過必要的試驗研究進行，也可繼續(xù)按傳統(tǒng)模式采用容許應(yīng)力或單一安全系數(shù)等經(jīng)驗方法進行。

1.0.4 制定建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范和各種材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范以及其他相關(guān)標準應(yīng) 遵守本標準規(guī)定的基本準則，并應(yīng)制定相應(yīng)的具體規(guī)定。

原1.0.3 制定建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范以及鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計規(guī)范應(yīng)遵守本標準的規(guī)定;制定建筑地基基礎(chǔ)和建筑抗震等規(guī)范宜遵守本標準規(guī)定的原則。

特別說明：以上觀點僅屬于作者個人觀點，不代表任何單位，另外引用的一些資料均來源于本標準“送審稿”，如遇正式稿矛盾，則應(yīng)以正式發(fā)布稿為準。