新闻资讯
关于设计基准期、重现期、设计使用年限的理解
2022 / 03 / 18

在我们日常生活中,随处可见各种各样的建筑结构,其在建造和使用过程中存在各种作用,如结构自重、人员荷载、设备重量、风压、雪压以及温度、火灾、地震等。规范《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008中将施加在结构实体上的集中力或分布荷载以及引起结构变形或内力的原因统称为作用,在工程中习惯性的称之为荷载。



按照荷载随时间的变异性,荷载可划分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载等三类,不同的荷载具有不同的性质和变异性,为便于设计者进行使用,在结构设计中,对各类荷载赋予一个规定的量值,称为荷载代表值。


永久荷载采用其标准值作为代表值。结构自重的标准值一般按照设计尺寸×材料密度进行计算。可变荷载的代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值。可变荷载的标准值是确定其他荷载代表值的基础,其他代表值是以标准值为基础乘以一定的系数后得到的。


为定义可变荷载的标准值,需要确定一个固定的时间段,这一时间段被称为结构设计基准期。规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中定义设计基准期是为同一确定荷载和材料的标准值而规定的年限,通常是一个固定值,如建筑结构的设计基准期为50年。根据设计基准期内荷载最大值概率分布的统计特征值定义可变荷载的标准值,采用数理统计的方法需要大量的可变荷载统计资料;但一些情况下,如风、雪、洪水、地震等自然荷载,采用统计理论的重现期来表达可变荷载的标准值更为方便,工程上习惯称为“50年一遇”、“100年一遇”等。


设计基准期和重现期都是定义荷载标准值的时间参数,但两者间的概念是完全不同的。设计基准期是一个规定的时间段,在确定荷载标准值时还需规定一个超越概率值,当概率值小时对应的标准值大,当概率值大时对应的标准值小。重现期是指荷载值两次达到或超过标准值的平均时间间隔,此时荷载的年超越标准值的概率值为1/重现期,对于同一可变荷载,当重现期小时对应的标准值小,当重现期大时对应的标准值大。对于荷载来说,重现期虽然是一个时间段,但描述的是荷载的大小,所以即使设计基准期和重现期所规定的时间段是相同,也不能将设计基准期和重现期的概念等同理解。


规范《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008中同样对设计使用年限进行了规定,定义为“设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按预定目的使用的年限”,即建筑结构在正常使用和维护下所能达到的使用年限(正常维护包括必要的检测、防护和维修);这里需要指出设计使用年限不同于结构的实际使用年限,可以将设计使用年限理解为“合理使用年限”,而实际使用年限则理解为“结构使用寿命”。


与设计基准期不同,设计使用年限不是一个固定值,其与结构的使用功能和重要性有关,两者在荷载标准值的取值方面存在较大的差异,设计使用年限越长,在设计中应提高按设计基准期确定的荷载标准值,反之则降低荷载标准值。所以,在荷载规范中引入了考虑设计使用年限的可变荷载调整系数,如下表所示。