不同规范结构抗浮安全系数的比较
第24卷 第2期
2007年6月
特 种 结 构
Vol. 24 No. 2
June 2007
不同规范结构抗浮安全系数的比较
李慧梅 陆景慧 田韶英 曹一兰
(北京市煤气热力工程设计院有限公司 100032)
(Beijing G as &Heating Engineering Design Institute C o. Ltd. ,100032)
[摘要]目前, 不同的现行规范对抗浮验算的规定不同, 本文将各规范结构抗浮的有关规定及抗浮安全
系数进行了对比分析。
[关键词]规范 结构抗浮 安全系数
ABSTRACT :At present , there are different requirements in different codes about the anti 2buoyancy o f structures. Comparision and analysis are made in this paper for the safety f actor s and stipulations o f the codes with the anti 2buoy 2
ancy.
KE YWOR DS :Code Anti 2buoyancy o f structure Safety f actor
前言
随着城市建设的发展, 建筑用地资源越来越宝贵, 为了节省地上空间, 空间, (、地下锅炉房、) 、地下铁道、地下隧道等。对于这些地下结构, 当地下水位较高时, 需要考虑地下水的浮托力作用, 并应进行结构作为整体的抗浮验算。目前, 有多部现行国家标准涉及到结构抗浮验算的技术内容, 且不同规范对抗浮验算的规定不尽相同。本文将对各规范结构抗浮安全系数进行初步的对比分析, 希望能够对设计人员有所帮助。1 不同规范的抗浮验算条文
目前, 不同规范对抗浮验算有不同的规定, 现例举如下。
(G 1. 《建筑结构荷载规范》B5000922001) 第31215条规定“, 基本组合的荷载分项系数, 应按
下列规定采用:(1) 永久荷载分项系数:①当其效
K s 不应小于表
5. 3(s 值为1. 05) 。验算, , 而可变作用和侧壁; 抵抗力和滑动、倾覆力应均采用标准值。
(G 3. 《砌体结构设计规范》B50003-2001) 第
4. 1. 6条规定, 当砌体结构作为一个刚体, 需验算整体稳定性时, 例如倾覆、滑移、漂浮等, 应按式γ0. 8S GiK 验算。01. 2S G 2K +1. 4S Q 1K +∑S ≤i =2
4. 《地铁设计规范》(G B50157-2003) 第101512条条文说明提出“:抗浮安全系数目前尚无
n
统一规定, 宜参照类似工程, 根据各地的工程实践经验确定。”并提供了我国各城市地铁采用的抗浮安全系数(见表1) 。
表1 我国各城市地铁采用的抗浮安全系数
城市
不计侧壁计入侧壁
摩阻力时摩阻力时
说明
摩阻力采用值根据实践经验决定, 考虑软粘土的流变特性, 一般取极限摩阻力的一半
———
上海地铁1. 051. 1
应对结构不利时—对由可变荷载效应控制的组合
应取112, 对由永久荷载效应控制的组合应取1135; ②当其效应对结构有利时—一般情况下应
广州、南京、
深圳、1. 051. 15
取110, 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算应取019。
(2) 可变荷载的分项系数:一般情况下应取114。
2. 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(G B5006922002) 第5. 2. 3条规定, 构筑物在基本(G 5. 《地下工程防水技术规范》B5010822001)
第9. 0. 4条规定“:明挖法地下工程的结构自重应大于净水压力造成的浮力, 在自重不足时必须采用锚桩或其他措施。抗浮力安全系数
应大于
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No. 22007李慧梅等:不同规范结构抗浮安全系数的比较S PS T
1105～111。施工期间应采取有效的抗浮力措
施”。
(G 6. 《给水排水工程管道结构设计规范》B5033222002) 第4. 2. 10条规定“:对埋设在地表水或地下水
(结具体规定。例如《北京市建筑设计技术细则》
构专业) 规定, 当抗浮水位是由地质部门综合考虑
各种不同因素后确定的水位时, 有利的永久荷载和浮力的分项系数均为110, 安全系数取110; 上
(DG 海规范《地基基础设计规范》J08-11-1999) 51719条规定, 在抗浮稳定验算中, 基础及覆土的
以下的管道, 应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定。计算时各项作用均应取标准值, 并应满足抗浮稳定性抗力系数不低于1. 10”。2 不同规范结构抗浮安全系数的比较
自重分项系数取110, 地下水对箱形基础的浮力作用分项系数取112。设计人员应根据当地地方标准或实际工程经验适当处理。
对于全埋式地下建(构) 筑物, 在不计外墙与土层之间的摩擦力的前提下, 抗浮安全系数取1105是安全可靠的, 原因主要有以下三点:首先,
在《建筑结构荷载规范》中, 除了在第3. 2. 5条说明结构抗浮验算时结构稳定有利的永久荷载的分项系数为0. 9外, 没有进一步明确具体的计算公式, 未明确水浮力的分项系数如何取值。根据规范给定的荷载效应基本组合的设计表达式, 当水浮力只取其标准值时, 结构抗浮的安全度水准最低, 安全系数约为1110; 当水浮力算作起控制作用的可变作用, 分项系数取为1. 4时, 结构抗浮的安全度水准最高, 安全系数约为11。
根据达式, 构荷载规范》。
多年来大量的实际工程表明采用该安全系数是可靠的; 其次, 抗浮验算中不计外墙与土层之间的摩擦力, ; 同时, 由。
, 考虑到一方
面其线路较长, 场地条件及地下水位的变异性较
Word 版文件来自:中国建筑结构设计群取为018, 《建筑结大; 另一方面与单体地下建(构) 筑物相比, 其外墙
中国建筑结构设计群. 群号:287888478《给水排水工程构筑物结构设计规范》《、给水储备偏低, 建议其抗浮安全系数取111。
考, 谬误之处, 请给予指导。
参考文献
与土层之间的摩擦力明显偏小, 所能提供的安全
上述仅为个人的体会和看法, 供设计人员参
排水工程管道结构设计规范》分别针对构筑物及管道结构给出了不同的结构抗浮安全系数, 与《地铁设计规范》《、地下工程防水技术规范》所给出的结构抗浮安全系数基本一致, 安全系数均在1105～111之间。3 结语及建议
[1]国家标准. 建筑结构荷载规范(G B5000922001) . 中国建筑工业
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[2]国家标准. 给水排水工程构筑物结构设计规范(G B5006922002) . 中国建筑工业出版社. 2002年
[3]国家标准. 砌体结构设计规范(G B5000322001) . 中国建筑工业
地下结构的抗浮设计是结构设计的重要组成部分, 结构的抗浮验算并不复杂, 但现行规范在技术要求上的不统一或者不明确, 客观上给设计人员带来不便, 需要慎重对待, 做到结构抗浮设计安全可靠、经济合理。
对于地上房屋建筑的地下室抗浮验算, 应按
照《建筑结构荷载规范》的规定公式进行(砌体结构按照《砌体结构设计规范》验算) 。在分项系数的取值上《建筑结构荷载规范》, 规定有利的永久荷载分项系数为019, 对于水浮力分项系数则没有明确规定, 但一些省市的地方标准对此作出了
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