关于结构抗浮安全系数的对比分析

２００８年第１期煤炭工程

关于结构抗浮安全系数的对比分析

孙耿琴

（中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司，北京１０００１１）

摘要：文章就我国现行规范有关结构抗浮安全系数的取值不同，对取值范围给出具体分析对比，对不同行业建（构）筑物结构列表比较，列出明确取值，并提出处理取值具体方法，对高水位的地下结构设计有借鉴作用，对设计抗浮计算有指导意见。

关键词：建筑结构；抗浮；安全系数中图分类号：ＴＵ４７３．１

文献标识码：Ｂ

文章编号：１６７１—０９５９（２００８）０１旬０２９旬２

对于地下结构，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比较分析，希望能够对设计有所帮助。

丕．ｓ∞）≤ｏ・８ＪｓＧ。Ｉ验算。

４）《地铁设计规范》（ＧＢ５０１５７—２００３）第１０．５．２条文说明提出：“抗浮安全系数目前尚无统一规定，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

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。

１）《建筑结构荷载规范》（ＧＢ５０００９—２００１）第３．２．５条规定，基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：

永久荷载分项系数：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取１．２，对由永久荷载效应控制的组合应取１．３５；当其效应对结构有利时，一般情况下应取１．Ｏ；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算应取０．９，可变荷载的分项系数：一般情况下应取１．４。

２）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（ＧＢ５００６９—２００２）第５．２．３条规定，构筑物在基本组合作用下的设计稳定抗力系数Ｋｓ不应小于１．０５。验算时，抵抗力应只计入永久作用，而可变作用和侧壁上的摩擦力不应计人；抵抗力和滑动、倾覆力应均采用标准值。

３）《砌体结构设计规范》（ＧＢ５０００３—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７０（１．２ｓ盘。＋１．４ｓ伽＋

５）

《地下工程防水技术规范》（ＧＢ５０１０８—２００１）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１．０５～１．１。施工期问应采取有效的抗浮力措施”。

６）《给水排水工程管道结构设计规范》（ＧＢ５０３３２—２００２）第４．２．１０条规定：“对埋设在地表水或地下水以下的管道，应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定。计算时

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来约束填充墙。

用年限要明确，并选取合理的设计参数，抗震措施和加固方法应针对具体情况区别对待。该项目于２００３年竣工，按文中的方法计算加固，不但可以保证结构的可靠度，满足使用功能，而且大量的节约资金，取得很好的社会和经济效益。

（责任编辑章新敏）

５结语

在建筑物进行加固改造前，应对其进行全面的检测、鉴定，并把检测结果作为指定建筑物方案的依据；后续使

收稿日期：２００７—０７—１８

作者简介：孙耿琴（１９６２一），男，北京人，高级工程师，一级注册结构师，现在中煤国际集团北京华宇工程有限公司

从事电厂，选煤厂和水煤浆厂的土建设计工作。

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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”。

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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１．０，安全系数取１．０；上海规范《地基基础设计规范》（ＤＧＪ０８—１ｌ—１９９９）５．７．９条规定，在抗浮稳定验算中，基础及覆土的自重分项系数取１．０，地下水对箱形基础的浮力作用分项系数取１．２。设计人员应根据当地地方标准或实际工程经验适当处理。

３）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１．０５是安全可靠的，原因主要有以下三点：首先，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，这部分抗力可作为安全储备考虑；同时，由勘察部门提供的抗浮设防水位是已经综合考虑了各种不利因素后确定的水位。

４）对于地下管道及地下隧道结构，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大；另一方面与单体地下建（构）筑物相比，其外端与土层之间的摩擦力明显偏小，所能提供的安全储备偏低，建议其抗浮安全系数取１．１。参考文献：

［１］

ＧＢ５０００９—２００１，围家标准建筑结构荷载规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１．

２结构抗浮安全系数的对比分析

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１．１０；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１．５５。

根据《砌体结构设计规范》第４．１．６条设计表达式，对于结构稳定有利的永久荷载的分项系数取为ｏ．８，结构抗浮的安全度水准略高于《建筑结构荷载规范》。

《给水排水工程构筑物结构设计规范》、《给水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１．０５～１．１之间。

３结语

１）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。

２）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《砌体结构没计规范》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０．９，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规定。例如《北京市建筑设计技术细则》（结构专

［２］ＧＢ５００６９—２００２，给水排水工程构筑物结构设计规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２．

［３］ＧＢ５０００３—２００１，砌体结构设计规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１．

［４］ＧＢ５０１５７—２００３，地铁设计规范［ｓ］．北京：中国计划出版社．２００１．

［５］ＧＢ５０１０８—２００ｌ，地下工程防水技术规范［ｓ］．北京：中国计划出版社，２００３．

［６］ＧＢ５０３３２—２００２，给水排水工程管道结构设计规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２．

（责任编辑章新敏）

※信息资讯－建设信息※

河南中原煤化集团６０万ｔ甲醇项目开工

２００７年１２月２６日，河南中原煤化集团６０万ｔ甲醇项目开工仪式在鹤壁举行，这是河南省规划的豫北煤化工业基地的重点建设项目。

河南中原煤化集团是经河南省政府批准，由鹤壁煤业集团和中原大化集团战略重组而成。目前，企业资产规模达１３０

亿元，全年经营收入９ｌ亿元。该集团组建后，拟订了总投资１５８．６５亿元的煤化工项目建设规划，整个项目将分三期建设。

此次６０万ｔ甲醇项目是一期工程，投资２５．６亿元，采用先进的煤化工技术，计划三年建成。项目二期、三期全部建成后，可生产甲醇２１０万ｔ、尿素５２万ｔ、聚丙烯６０万ｔ、副产品油２７万ｔ，年销售收入达９７．８亿元。同时，至“十一五”末，该集团煤炭产量将突破ｌ０００万ｔ。河南中原煤化集团的组建，是大型煤业集团和大型化工集团强强联合的结果。

［刘传俊］

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