轻型铝合金活动房屋风荷载分析与计算.pdfVIP

第十三届全国现代结构工程学术研讨会 轻型铝合金活动房屋风荷载分析与计算 赵鹏 随健 (长安大学建筑工程学院，西安710061) 提要：轻型铝合金活动房屋是一种轻型金属结构体系，可反复拆装使用，相对于一般建筑结构而言，其设计使用年限及设 计基准期有着明显不同。风、雪荷载是其结构的控制荷载，因此合理分析和计算风荷载，确保结构经济安全具有重 要意义。本文依据现行国家设计规范的编制文件，应用数理统计原理及方法，得到适合轻型铝合金活动房屋的风荷 载概率统计参数，为合理设计活动房屋提供了科学的理论依据。 关键词：轻型铝合金活动房屋，荷载重新期，风荷载，概率统计参数 一、引言 近几年来，活动房建筑在我国应用越来越广泛，不仅种类繁多而且数量和规模也越来越大，现在已成 为当今社会非常重要的一种建筑结构形式，被广泛应用于建筑工地、临时性办公室、宿舍、城市市政及安 置用房、大型野外勘探用房、军队野营住房等。本文所指的轻型铝合金活动房屋，由某军队研究所研制， 主要适用于我国西部环境较为恶劣的高原、高寒和风雪大地区使用，可作为野外作业的办公、住宿、仓库 等用房‘¨。 轻型铝合金活动房屋由高强度轻质铝合金骨架和铝蒙皮一聚氨酯夹芯复合板拼装而成，采用无损耗连 接方式，零散件少，房架采用折叠结构，拆装快，特别适合野外拆装的临时性房屋。由于结构及维护材料 自重轻，可反复拆装使用，风、雪荷载是其控制荷载。本文主要讨论铝合金活动房屋在设计基准期内的风 荷载概率分布，建立铝合金活动房屋设计基准期最大风荷载概率分布函数及统计参数，为此类结构的体系 可靠性计算提供参考依据。 ， 我国现行建筑结构标准【2，引，对一般建筑结构的设计基准期、荷载重现期和不同的荷载取值都做了明确 的规定。但对轻型活动房屋，由于其在国内发展历史较短，在结构设计时并未考虑重现期内风雪荷载概率 分布函数及统计参数的不同。相对于～般民用建筑结构，其设计基准期较短，风、雪荷载是轻型铝合金活 动房屋结构的主要控制荷载，它与常规建筑结构存在一定的差异，不适合直接套用现行结构荷载规范，所 以对活动房屋结构设计基准期内荷载的概率统计参数的研究尤为重要。 二、风荷载重现期的确定 轻型铝合金活动房屋结构作为一种轻型金属建筑结构，其风雪荷载亦采用随机过程概率模型来描述。 由于此类房屋结构属于临时性建筑，拆装方便、可重复使用，结构设计使用年限一般为10-15年，根据铝 合金活动房屋使用现状【4】及以往设计经验，综合考虑各项变量与时间关系，本文取此类房屋结构的设计基准 期，为10年。 建筑结构设计统一标准(GBJ68。84)的设计基准期为50年，风荷载的重现期为30年，其在设计基准期 内的荷载保证率为18．4％；现行规范的设计基准期为50年，风荷载重现期规定为50年，它们在设计基准期 内的保证率为36．4％，荷载的设置水平明显提高了。所以，首先需要根据10年基准期下风荷载的超越概率 与50年基准期下风荷载超越概率一致原则(即保证10年设计基准期下荷载保证率也为36．4％)，计算10 年基准期下风荷载的重现期。 对于风、雪等自然荷载而言，用重现期Z表示其标准值绫比较方便。它们的任意时点的时段取f=l 工业建筑2013增刊 第十三届全国现代结构工程学术研讨会 m为设计基准期内荷 年，故可将设计基准期T化为T个时段，每个时段内的荷载最大值分布为吃(x)， 载出现的平均次数，则根据以上分析可知设计基准期T内的最大荷载分布函数为f5】： 广 1埘 屹。r(x)=I吃(x)I 标准值与任意时点分布的关系为： 岛，(Q)=l一音 (2) 』r 根据等超概率原则和上式，可以推导出如下关系：