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0 . 前言 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018（后续简称“新标准”）即将于2019年4月1日执行，相比旧标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001（后续简称“旧标准”）尤其对于建筑结构作用分项系数的取值做了重大变化。新标准的修订借鉴了国内外相关规范，总结了我国工程实践经验，对我国建筑结构荷载规范、各种材料的结构设计规范、施工规范、检测鉴定标准等具有重要指导意义，为相关标准规范的制（修）订提供了依据。修订后的新标准技术内容科学合理、可操作性强，与国家现行规范相协调，符合我国国情和政策导向，完善了我国建筑结构设计在分项系数的取值，与美国和欧洲规范相当，建筑结构安全度设置有了提高。吸纳了最新国际标准和先进标准的设计理念，对促进我国建筑结构设计理论和设计方法的完善和发展具有重要意义，新标准总体上达到了国际先进水平。 本文对新标准关于分项系数的修改进行了梳理，与旧标准做了对比分析，同时对使用新标准进行结构设计时引起构件的配筋量变化做了分析及对需要注意的事项进行梳理。并结合PKPM软件V4.3.4版本如何便捷、完善的实现对新标准的要求做了详细解读；与当下的设计相比，新标准的执行可能会导致原来满足规范要求的构件截面，剪压比、轴压比等超限，也会引起梁、柱、墙、板及基础等配筋不同程度的加大，造成建筑造价上升。 1 . 新标准对荷载分项系数的要求 新标准更新内容引起设计师比较关注的较大变化为建筑结构作用分项系数的改变。如下图1所示为新标准对于持久设计状况和短暂设计状况时，采用作用的基本组合。图2为作用基本组合时，作用分项系数的取值，新标准对γG及γQ的取值，按照作用效应对承载力有利与不利有别。当作用效应对承载力不利时γG取值为1.3，γQ取值为1.5。 图1 新标准作用的基本组合 图2 新标准作用分项系数取值 2 . 旧标准对荷载分项系数的要求 旧标准7.0.2条对于承载能力极限状态按照图3荷载效应的基本组合。从图4旧标准作用分项系数取值可以看到，荷载作用分项系数γG及γQ的取值，也按作用效应对承载力有利与不利取值有别。当作用效应对承载力不利时γG取值为1.2，γQ取值为1.4。当作用效应对承载力有利时，γG取值小于1.0，γQ取值为0。同时旧标准有对应γQ取值为1.35的情况，新标准已经取消该组合。 图3 旧标准作用的基本组合 图4 旧标准作用分项系数取值 3 . 新旧标准荷载分项比对 根据新标准变化，永久荷载分项系数由旧标准的1.2调整到1.3，可变荷载分项系数由旧标准的1.4调整到1.5。同时新标准中取消了旧标准γQ取值为1.35的情况。如此重要的调整，自然会引起组合内力的较大变化，进而引起构件配筋发生变化。但是对于地震设计状况，新标准明确要求采用地震作用的地震组合，地震组合的效应设计值应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。按照该规范，重力荷载分项系数的取值应为1.2，风荷载风项系数取值为1.5；同时按照最近高规规范组的建议，刚重比计算时永久荷载和可变荷载的分项系数仍然取值为1.2，1.4，不按照可靠性新标准做修改。 4 . V4.3.4版软件对于新标准的自动便捷实现 PKPM软件V4.3.4版本已经可以完全便捷自动的实现按照新标准进行永久荷载及可变荷载分项系数的设置，只需要简单的勾选按钮，程序会自动执行新标准，并进行结构内力分析与构件配筋设计。对上部结构计算、楼板设计、基础设计及钢结构设计等的影响详细分析如下。 4.1上部结构分析设计 （1）在SATWE软件“设计信息”下设置“执行《建筑结构可靠性设计统一标准》”，如图5所示，程序会自动按照规范新标准要求形成对应的分项系数与组合，不再区分永久荷载为主时的分项系数1.35，永久荷载分项系数为1.3，可变荷载分项系数为1.5，当然风荷载也属于可变荷载，其分项系数也为1.5。图6所示为在勾选执行新标准后，程序自动形成的各种荷载分项系数。 图5 SATWE中选择执行可靠性新标准选项 图6 SATWE中自动形成的荷载分项系数 （2）查看对应1.3及1.5分项系数下的内力组合，组合如下图7所示，比如对于非地震参与的组合1为1.3D+1.5L；对地震作用参与的组合，由于设置了重力荷载代表值的系数为1.3，可以看到21组合为1.3D+0.65-0.3W+1.3EH，（风与地震同时组合时的组合系数为0.2，风荷载分项系数1.5，因此风的系数为0.3，不是0.28）。当然按照新标准要求可以按照现行抗规进行抗震状况设计，因此，可按图5的要求设置重力荷载分项系数为1.2（程序默认为1.2）。 图7 SATWE修改分项系数之后的组合 通过上述组合可以看到，如果恒、活及风荷载分项系数修改为1.3及1.5之后，不仅仅对于非地震控制下的构件内力有影响，对于地震控制组合下的构件内力也有影响，因此，该分项系数的修改，对计算配筋控制的高烈度区结构构件配筋及低烈度区非抗震控制的结构构件配筋均有影响，低烈度区构件配筋可能由原来的构造控制，变为计算配筋控制。 （3）计算完毕之后，可以通过软件中工程对比，直接对比结果。可通过添加按照恒、活荷载分项系数1.2及1.4计算的模型，对两模型进行比对，如下图8所示。 图8 系数修改前后两模型的结果比对 （4）某框架工程通过修改恒活荷载分项系数为1.3，1.5之后，对于梁配筋柱结果与恒活荷载分项系数为1.2，1.4进行比对，对比结果如下图9所示：
图9 不同分项系数梁柱配筋结果比对 （5）通过对上述工程不同参数取值的比对，可以得如下结论： 相比旧标准，采用新标准该工程中梁、柱、墙构件配筋，或不变或增大；从增大的构件来看，某些梁跨中配筋可以从31增大到34，增大幅度可达到9%；某些梁支座配筋从28到29，增大幅度也就3.5%；有些柱单边配筋面积从44增加到46，增加幅度4.5%；有些梁跨中配筋从6增加到7，增加幅度为16%，但实际查看该梁计算配筋分别为598与646，实际增加幅度为8%。因此，直接评价结构中用总钢量增加多少不好确定，需要具体工程做详细对比分析。 （6）对结构指标的影响。 永久荷载和可变荷载分项系数的修改对结构的周期、风荷载标准值、地震作用标准值、层间位移角、位移比、剪重比、质量比、刚度比、有效质量系数、零应力区及倾覆力矩比例等均不产生影响，但是对楼层抗剪承载力之比（该指标与钢筋有关）、冲切及剪切、剪压比、柱轴压比等均有影响。如果对重力荷载分项系数的取值按照现行抗规1.2执行的话，不会影响墙轴压比，也不会影响柱轴压比，但是对60m以上风荷载与地震同时组合的结构，柱轴压比产生影响，也影响剪压比的计算结果。 按照高规要求，刚重比计算要考虑永久荷载与可变荷载组合，图10所示，如果要执行新标准，该系数严格意义上要修改为1.3与1.5，但是高规组考虑到新旧规范交替，暂对刚重比计算仍然采用永久荷载与可变荷载分项系数1.2与1.4，如图11所示，软件中可直接在图5中填写参数。
图10 高规刚重比的计算
图11 高规组对刚重比计算的说明 （7）地震组合重力荷载分项系数取值。 对于地震设计状况，新标准明确要求采用地震作用的地震组合，地震组合的效应设计值应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。按照该规范，重力荷载分项系数的取值应为1.2。目前在抗规组没有给出明确说明前，对地震作用参与的重力荷载分项系数可取1.2作为规范过渡期间的处理方式。但在规范统一后，该系数应该取值为1.3，《建筑与市政工程抗震通用规范》（征求意见稿）中已经取值为1.3，如图12所示。当然设计师也可以按照图5所示的菜单中人工指定重力荷载分项系数。
图12 建筑与市政工程抗震通用规范（征求意见稿） 4.2楼板设计 按照新标准恒、活分项系数的修改还影响楼板的设计。楼板设计时，也可直接选择按钮“执行《建筑结构可靠性统一标准》”，程序会自动改变分项系数，并完成组合，进行后续板的分析与配筋设计。 楼板的设计可以在混凝土施工图及SLABCAD中均可实现按照新标准的设计。如图13为混凝土施工图中板计算的恒、活荷载分项系数执行新标准及组合的菜单，恒、活荷载分项系数分别为1.3及1.5。
图13 混凝土楼板计算中执行新标准 图14为按照新标准，恒、活分项系数为1.3及1.5计算的楼板配筋结果。
图14 按照新标准计算的楼板配筋结果 图15为按旧标准，恒、活分项系数为1.2及1.4计算的某工程楼板配筋结果。
图15 按照旧标准计算的楼板配筋结果 通过上述板配筋对比可知，有些楼板跨中配筋由原来307，增大到326，增大幅度为5.8%；有些楼板跨中配筋结果由451变为488，板配筋增加幅度为8%；有些楼板支座配筋由909增大到989，增大幅度为8.8%；有些楼板支座配筋结果由635变为689，增大幅度为8.5%； 通过上述算例对比分析，楼板配筋不论跨中还是支座，配筋均增大，幅度为8%左右。如果是构造配筋控制，系数的修改不影响楼板配筋结果。 4.3基础设计 新标准恒、活分项系数的改变对基础设计也会产生不同程度的影响，对基础设计中也是采用同样选择按钮自动处理的方式，如图16所示。
图16 基础设计中恒活荷载分项系数的修改 图17为按照新标准，恒、活分项系数为1.3及1.5计算，该工程中某柱下独立基础的配筋结果。
图17 按新标准某独基的配筋结果 图18为按照旧标准，恒、活分项系数为1.2及1.4计算某工程中某柱下独立基础计算的配筋结果。
图18 按旧标准某独基的配筋结果 该独立基础由地震作用控制，因此按照新标准计算，配筋结果较按照现行规范计算配筋增加幅度不大，X方向独基配筋从3985.8增加到4002.3，增大幅度很小0.4%，Y方向配筋增加幅度也很小，增加幅度不足1%。对该工程中独立基础的对比发现，配筋变化很小。 另一个由非地震控制的柱下独立基础，按照新标准，恒、活分项系数为1.3及1.5计算的独立基础计算配筋结果，如图19所示。
图19 按新标准某非抗震控制独基的配筋结果 按照旧标准，恒、活分项系数为1.2及1.4计算该柱下独立基础的配筋结果如下图20所示。
图20 按旧标准某非抗震控制独基的配筋结果 通过上述独基配筋结果对比可知，当独基由恒、活荷载的非抗震组合控制配筋时，对该独基，配筋结果增加幅度也不算很大，但是相对地震组合下的配筋结果，这个变化幅度还是比较大。X方向独基配筋从5353.2增加到5519.4，增大幅度3.1%，Y方向配筋由5141.4增加到5314.6，增大幅度为3.4%，该独立基础的配筋增加幅度较小，两个方向均小于5%。 4.4钢结构二维设计及工具箱 钢结构二维设计及工具箱中也增加了控制参数是否“执行《建筑结构可靠性设计统一标准》”。设计师根据工程具体情况决定是否执行该标准，如图21所示。如果执行了新标准，恒载、活载的分项系数发生变化，其中恒载由1.2变为1.3，活载、风载、吊车由1.4变为1.5，如图22所示。
图21 钢结构二维选择是否执行新标准
图22 钢结构二维设计中按新标准的荷载分项系数 4.5某钢框架结构应力比结果新旧标准对比 如下图23为某钢框架结构，7度0.15g，按照新标准与旧标准计算，进行比对，应力比的对比结果如图24所示。
图23 某钢框架三维模型
图24 钢框架新旧标准梁柱应力比结果对比图 该钢框架中的梁、柱按照新标准计算，应力比结果较按旧标准计算增加，增加幅度区分抗震与否。非抗震控制的梁应力比从0.91增加到0.98，增幅7.1%；抗震控制的梁应力比从0.76增加到0.79，增幅3.8%。对非抗震控制下钢构件应力比影响更明显。 4.6某框架结构用钢量新旧标准比对 如图25为某7度区0.1g的框架结构采用新旧标准计算的梁、柱等的配筋结果比对（新标准重力荷载分项系数取1.2），相比旧标准，使用新标准，该框架结构的用钢量增加3.1%，如果再综合考虑板的用钢量的增加4%左右，该工程的综合用钢量增加大概3.5%。该框架模型及新旧标准配筋结果比对如图25所示。其中该框架结构第九层楼板的配筋结果新旧标准对比结果如图26所示。
图25 某框架结构新旧标准用钢量比对
图26 该框架结构第9层楼板配筋新旧标准对比 采用新旧标准，重力荷载分项系数取1.3，计算的梁、柱等的配筋结果比对如图27所示，相比旧标准，使用新标准，该框架结构的用钢量增加4.2%。
图27 该结构重力荷载分项系数取1.3新旧标准用钢量比对 4.7某剪力墙住住宅用钢量新旧标准比对 如图28为某8度区0.2g的剪力墙结构采用新旧标准计算的梁、柱及墙配筋结果比对，相比旧标准，使用新标准，该工程综合用钢量增加大概5.1%。该工程模型及新旧标准配筋结果比对如图26所示。 |
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