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全国工程勘察设计大师肖从真莅临中信设计,解读结构设计规范
2021-11-17 10:05 847

秋分时节,全国工程勘察设计大师肖从真莅临中信设计,以《规范相关问题杂谈》为题,为大家献上了一场别开生面的讲座。讲座由总院首席总工程师温四清主持,总工程师李治,副总工程师熊火清、邱剑、董卫国、邢沛霖,以及一百余名专业技术人员到现场聆听。

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肖从真大师讲座现场

大师开讲,干货满满!

肖大师曾参与多部国家结构设计规范与标准的修编,本次分享,他从“结构可靠性”“横风向荷载”“结构设计”三个方面做了详细的介绍。

结构可靠性

针对“结构可靠性”,肖大师详细解释了“结构安全等级”的定义,强调结构安全等级与结构使用年限、结构抗震分类标准之间的区别与联系。

根据《建筑结构可靠性设计统一标准》,建筑结构的安全等级分为一级、二级、三级,但建筑物的安全等级如何确定?这给设计人员带来了一定的困扰。肖大师从历版规范的修订入手,深入浅出地阐述安全等级的选定原则,首先明确“结构安全等级”,应根据结构破坏可能产生的后果,即危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响等严重性作为划分原则,它是结构自身的安全评价。

“抗震设防分类”,则是根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接或间接经济损失、社会影响程度及其在抗震救灾中的作用等因素,对各类建筑所做的设防类别划分。肖大师指出,有的电力建筑、邮电通信建筑等,自身破坏影响力较小,但由于其扮演抗震救灾的重要角色,故它的安全等级可以定为二级,设防类别不低于重点设防类。

此外,肖大师还简述了建筑结构设计使用年限结构安全等级的关联与区别,指出建筑物的重要性与结构设计使用年限不是正关联的。比如,意义重大的天安门广场建国70周年纪念花坛,其结构安全等级应定为一级,但是它的设计使用年限可以按照5年(临时性建筑结构)来考虑。

横风向荷载

对于经常困扰结构设计师的“横风向荷载”问题,肖大师从超高层结构受力特性上解释了横风向荷载的原理,对规范相关条文做了清晰的讲解。

当顺风向和横风向荷载同时作用时,应如何控制?肖大师表示,《高层建筑混凝土结构技术规程》中有明确的规定,即分别控制顺风向和横风向两个方向的位移限值,并非按照斜向的矢量和位移来控制。对于风荷载的添加方式,因为每个方向的风都存在正负,加上扭转2种工况,共存在14种荷载组合工况。

结构设计

“地震级别”“地震烈度”傻傻分不清楚?

结构设计人员经常被问及:“你这个房屋扛不扛得住8级地震?”肖大师在讲座中再一次给大家科普了“地震级别”和“地震烈度”的概念。

“地震级别”是根据地震时释放的能量大小来定的,是鞭炮级、手榴弹级,还是原子弹级、氢弹级,地震所释放的能量是可以通过测定计算出来的,释放的能量越多,地震级别就越大。“地震烈度”是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。

“地震反应谱”是地震工程的核心内容,肖大师从结构动力学的角度对地震反应谱做出了细致的解释,并详细对比了国内规范的设计反应谱与其他国家的区别与联系,指出没有绝对正确的设计反应谱。我国建筑抗震设计的基本设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需要修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。即“小震不坏,中震可修,大震不倒”三水准。多年的工程实践表明,我们国家按照现行规范进行抗震设计,完全可以达到抗震设防的目标。

有问必答,不要太赚了!

演讲结束后,肖大师还针对在场专业技术人员提出的问题,逐一解答,并与他们展开了激烈讨论。

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肖从真大师耐心答疑

问题1:关于层高对刚度比的影响,为什么框架结构不用考虑层高修正,而剪力墙需要考虑层高修正?

回答:这是一个很好的问题,实际上《高层建筑混凝土结构技术规程》里面有明确说明,两个刚度比都用了,第一条是说框架的,第二条是说剪力墙的。

框架结构的刚度是由柱和梁组成,梁在其中的作用很大,抽去其中一层梁,对框架结构的刚度影响很大;而框架核心筒结构或者框架剪力墙结构,刚度主要由剪力墙贡献,抽去其中一层梁,对结构的整体刚度影响较小。另外,框架结构的反弯点基本上是在层内,剪力墙结构的反弯点一般是在层外。

所以,层高的变化对构件的承载力影响也是不一样的,框架结构是双重影响,层高大了对结构刚度和柱子的承载力影响都很大。故对框架结构来说,建议采用不考虑层高修正的做法。

问题2:今年6月开始实施的广东《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称广东《高规》),其体系与国标有较大区别,在设计的时候是按照包络设计,还是按照国标或者广东《高规》设计呢?

回答:第一,不论在哪个省做设计,都应该执行国家标准;

第二,广东《高规》是推荐性标准,所以在广东省只执行国标是没有问题的,同时执行两种标准也是没有问题的;

第三,只执行广东《高规》行不行?这也是大家比较关心的问题。按照广东《高规》算出来的配筋率,在一些工程中是相对较少的。如果说“配筋率少了,结构更安全”,这种结论我个人无法信服。

所以,我建议还是按照国家标准规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”来执行,这无论从技术层面还是法律层面都是规范的。

讲座结束后,总院首席总工程师温四清代表总院对肖大师表示感谢,他说:

“肖大师从几大规范入手,对一些主要问题进行详细、清晰地讲解,让大家在设计过程中不再犯迷糊。我们在设计中要尊重规范,但切忌硬套规范要求,要从原理上去理解规范的意图,不仅要做到‘执行规范’,还要知悉‘为何如此规范’。”

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总院首席总工程师温四清,总工程师李治,副总工程师熊火清、邱剑、董卫国、邢沛霖等与肖从真大师合影

专家介绍:

肖从真:全国工程勘察设计大师,国家重点实验室副主任,博士生导师,“国家有突出贡献中青年专家”,享受国务院政府特殊津贴专家。现任中国建筑科学研究院副总工程师,建研科技股份有限公司党委书记、副总裁。

代表项目:

北京当代MOMA、深圳大梅沙万科中心、成都来福士、丽泽SOHO等。作为结构实验室副主任,承担了大量超高层、复杂高层结构的咨询和试验研究工作,包括上海中心大厦、深圳平安金融中心、武汉绿地中心、天津高银117大厦、中信大厦等。