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明日起一批通用规范即将执行,一文汇总这些强条的细节变化对设计的影响!

 lylla 2021-12-31

自2022年1月1日起,住建部网站在今年7月15日发布的13本全文强制规范开始执行。其中有7本工程建设类通用规范:《工程结构通用规范》、《建筑与市政地基基础通用规范》、《建筑与市政工程抗震通用规范》、《钢结构通用规范》、《木结构通用规范》、《组合结构通用规范》及《砌体结构通用规范》。各本通用规范均为强制性建设规范,全部条文必须严格执行,并且工程建设标准相关强制性条文同时废止。

注意:现行工程建设标准中有关规定与本规范不一致的,以本规范的规定为准。

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图1 全文强制规范发布的通知

PKPM结构软件2021规范V1.1版本及后续版本,配合规范编制组进行了新规范的试设计,已全面贯彻通用规范相关修改条文。在上部结构、钢结构、预应力、砌体、基础等模块均实现了对其中6本通用规范要求的相关内容的支持,目前实现的通用规范有:

《工程结构通用规范》

《建筑与市政地基基础通用规范》

《建筑与市政工程抗震通用规范》

《钢结构通用规范》

《组合结构通用规范》

《砌体结构通用规范》

此前我们发文介绍了软件对通用规范的条文实现情况,帮助设计师系统的掌握多本通用规范的条文变化情况

点击查看:《PKPM软件2021新规范版v1.1版对通用规范的全面支持》

通用规范涉及到的强条变化的细节介绍及对设计的影响,是设计师比较感兴趣的。对于这些细节变化我们已经帮大家做了非常细致的梳理,让各位设计师提前掌握通用规范的具体变化及对结构产生的各项影响,避免通用规范执行后,由于采用了现行设计规范而导致构件配筋增大,甚至引起结构方案调整而影响结构设计的效率,让大家安心的使用PKPM软件进行通用规范下的结构设计。

1.荷载分项系数的变化,对结构设计影响很大

通用规范重力荷载分项系数变为1.3及地震作用分项系数变为1.4,对结构设计的影响属于最大,会引起结构的梁、柱、墙等总用钢量变大;楼层抗剪承载力之比变化;柱、墙构件轴压比、剪压比变大;可能由于轴压比、剪压比的变大,导致轴压比、剪压比超出现行规范设计要求时,要进行结构中构件截面的调整或结构方案调整。具体分项系数对结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《对设计最大的影响:通用规范荷载分项系数的变化》

2.楼面作用的局部荷载需要按照实际情况考虑

通用规范对楼面局部荷载的要求作为强条提出,设计师如果设计的楼面上有较大的局部荷载,必须要按照软件中提供的局部荷载方式输入,后续梁、柱、墙及板的设计都要考虑局部荷载准确的影响,相比现在的设计,有些设计师按照均摊方式处理局部荷载对结构设计会产生不同程度的影响,需要引起设计师的注意。

同时需要设计师注意的是,对于按照节点方式施加集中荷载,对于结构梁、柱及墙等整体设计时,都能考虑到对结构的影响,但是在楼板设计,如果按照正常静力手册算法,按分块楼板进行计算,这种节点荷载对楼板设计时是无法考虑的。

关于楼面局部荷载的正确处理及对结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《非强条上升为通用规范强条,注意楼面局部荷载对设计影响》

3.楼面活荷载最小值取0.5kN/平方米

通用规范是控制性底线要求,对不上人的屋面活荷载的最小值取0.5kN/m2,其他设计规范低于通用规范的,应以通用规范为主。比如,对于轻钢结构不上人屋面,在进行屋面活荷载取值时,任何情况也应不低于0.5kN/m2。

由于活荷载的最小取值变大,对结构设计会产生不同程度的影响,尤其对于轻钢结构的设计。活荷载的增大,导致门架结构的用钢量会大幅上升。

关于楼面活荷载最小值取0.5kN/m2对轻钢门架结构设计的影响及用钢量的增加情况,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《门架活荷载取0.3即将成为过去,算例对比带你看看通用规范荷载提高到0.5对门架设计影响有多大

4.地下室顶板活荷载取值5.0kN/m2变为强条

通用规范对地下室顶板的施工活荷取值作为强条提出,设计师在结构设计中至少要按照通用规范中的5.0kN/m2底线进行施工活荷载的取值,当然也可以按照相关地标及技术措施的要求按高于通用规范进行地下室顶板施工活荷载取值,但不能按照现行荷载规范的4.0kN/m2取值。

同时要在设计阶段考虑该施工活荷载,并进行施工阶段的验算考虑,按照最不利的进行梁、柱、墙及板配筋,或者对于施工活荷载太大不愿意包络设计应该采用可靠的措施,比如设置临时支撑等,确保施工阶段的安全,并在设计说明书中做特殊说明。施工和维修作为建筑建造和使用全生命周期中不可或缺的重要工况,考虑其荷载对于工程建造的顺利进行有很大的作用。并且如果楼面有局部较大的施工荷载、或者堆载时,对结构的设计中也应该按局部荷载方式输入,梁、柱、墙及板的设计都要考虑局部施工荷载的准确影响,需要引起设计师的注意。

关于地下室顶板施工活荷载的取值对结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《地下室顶板施工活载上升为强条,注意验算及对设计的影响

5.通用规范相比现行荷载规范取消对基本风压的放大

相比现行荷载规范及高规而言,虽然通用规范中对风荷载比较敏感的高层建筑并没有强制要求在设计时对基本风压进行放大。但在通用规范执行后,设计师对高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,设计时的基本风压取值应适当提高。

如果没有其他可靠的依据,可以按照现行高规及高钢规要求,对承载力设计时的风压乘以1.1,变形控制仍可以按照基本风压进行控制。设计中还需要注意,对于高层建筑一般按照60m以上考虑风压放大1.1,同时还需要考虑风与地震同时组合。

还需要特别注意的是,门架结构也属于对风荷载比较敏感的建筑,在进行门架结构设计时也应该对基本风压进行1.1的放大,现行门架规范对主刚架设计已经做了考虑。

设计中对结构基本风压如何正确取值,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《通用规范执行后,基本风压还需要“适当”提高吗?

6.按通用规范必须考虑脉动风,对主体结构设计的影响

按照通用规范要求,所有的结构在风荷载计算时一律要考虑脉动风效应,这与现行荷载规范的要求不完全一致。按照通用规范计算风荷载要考虑基本风压、风压高度变化系数、体型系数、地形修正系数和风向影响系数,同时还需要考虑脉动风荷载,对结构风荷载进行相应的放大。

采用通用规范后,对于其他现行规范中的强制性条文作废。但是如荷载规范等其中的相关条文,通用规范在说明中也建议一般情况下执行,比如对于脉动风对结构产生顺风向风振的影响,按照荷载规范给出的公式计算风振系数,对风荷载效应进行放大处理。

通用规范执行后,脉动风的计算作为强制性条文提出,在计算时必须考虑脉动风。但是按照荷载规范的公式进行风振计算,一般对高层结构及钢框架结构这类对风荷载敏感的建筑,计算的楼层风振系数远大于通用规范要求的底线值1.2,顶部有些楼层的风振系数可能甚至会接近2。会导致采用通用规范后,对钢结构等这类对脉动风效应比较明显的结构,与现行设计规范相比会风荷载变大,结构在风荷载下的层间位移角也同比增大。同时会导致钢结构用钢量不同程度的增加。

高层结构如果风和地震同时控制,也会引起配筋量的增加,设计时需要引起设计师的注意。同时对于轻钢门架结构,考虑脉动风直接导致风荷载至少变大20%,对其设计会产生较大的影响。在门架结构设计时,必须考虑门架结构的脉动风荷载放大系数1.2,如果要同时考虑门架结构属于对风荷载比较敏感的建筑,同时还要放大系数1.1,放大后的系数至少为1.1*1.2=1.32。

设计中按照通用规范脉动风荷载对结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《脉动风计算作为强条,对钢结构设计影响很大

7.按通用规范必须考虑脉动风,对轻钢维护结构影响大

对于维护结构的设计,风荷载计算时现行荷载规范也是考虑脉动风的放大,荷载规范通过阵风系数来反映,门架规程通过放大系数1.5来反映。但按照通用规范的要求,对维护体系的脉动风荷载放大有底线值要求,该最小值与风压高度变化系数有关。

对钢框架等维护结构的设计,由于按照荷载规范计算的阵风系数一般情况下都比通用规范计算的底线值大,因此,对这类结构维护构件的设计影响不大。

对低矮的门架结构而言,按通用规范计算的维护结构的脉动风放大系数均大于门架规程中要求的系数1.5,设计中应该按照大值进行轻钢门架结构维护结构的设计。

设计中按照通用规范考虑脉动风荷载对维护结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《脉动风作为条,对轻钢结构维护体系设计影响很大

8.通用规范对竖向地震计算的要求上升为强条

通用规范有两本均对竖向地震作用的计算提出了要求,并且抗震通用规范与混凝土通用规范对竖向地震作用具体的计算要求也不相同,设计中可按照两本规范从严控制,对于大跨度、大悬臂的结构在设防烈度大于7度0.15g时均进行竖向地震作用的计算。

需要注意的是现行的高规与抗规对竖向地震计算也提出了多种不同的计算方法,不同的方法可能导致计算结果差异很大,设计师在设计中一定要选择合理的方法进行结构的竖向地震作用的分析。建议在设计中选择按照反应谱的方法进行竖向地震作用的分析,同时要满足结构振型有效质量系数达到90%,并按照规范要求控制竖向地震的底线,在不满足时要类似按照水平向地震作用剪重比的调整方式进行竖向地震作用的调整放大。

结合某工程案例,设计中采用不同的竖向地震作用计算方法,对比结果及对结构设计的影响,下面的文章做了详细的介绍。

点击查看:《非强条上升为通用规范强条,注意竖向地震作用的计算问题

9.钢支撑——混凝土框架结构的自动设计

通用规范中新增了钢支撑—混凝土框架结构体系,并要求对此结构体系考虑钢支撑破坏退出工作后的内力重分布影响,相当于考虑钢支撑退出工作后框架的受力,PKPM软件中增加了此种结构体系,并可以通过简单的参数指定,即可进行这类结构的自动包络设计。

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图2 通用规范中新增的钢支撑—混凝土框架结构

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图3 软件中对混凝土框架—钢支撑结构自动包络设计

需要注意的是,通用规范相比现行设计规范,有很多新增强条,本文并没有一一罗列,仅仅列出了部分对设计影响较大的条文及细节解读,设计师在使用通用规范版本设计软件时也要引起重视。通用规范对重力荷载分项系数及地震作用分项系数的提高,进一步直接提高了结构的安全度。勘察设计是工程建设的先导和灵魂,对工程整体质量安全起着关键性作用;牢牢守住质量安全底线,不断提高工程质量安全水平。

10.采用2021通用规范相关注意事项

PKPM2021新规范V1.2版软件已经在上部结构、钢结构、预应力、砌体、基础等全模块均实现了对通用规范要求的相关内容,设计师可以直接下载最新的程序使用。

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下载地址如下:

https://www./product/download/downloadDetail?id=531

供稿 刘孝国   编辑 | 汤天   责编 张跃飞

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