设计使用年限和设计基准期不同时

设计使用年限和设计基准期不同时，结构设计的几个问题

2010年12月15日星期三 17:26

1.首先要明确设计使用年限和设计基准期的概念。设计使用年限(design working life)：设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限；设计基准期(design reference period)：为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。一般的建筑结构设计使用年限和设计基准期均为50年。但是特殊的建筑设计使用年限可能不一样。

2.明确什么样的建筑设计使用年限不是50年。安全等级为一级的建筑和标志性建筑设计使用年限为100年，桥梁也是。临时建筑的设计使用年限少于50年。这个是根据《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）和《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001 ）确定的。由此引出一个系数r0：结构重要性系数。安全等级为一级的建筑结构，r0不小于；临时建筑为。

rL仅针对可变荷载，对永久荷载和偶然荷载不适用。但是《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）认为此系数仅针对不包含地震作用的荷载效应基本组合的可变荷载。笔者认为并不合理。笔者认为对于包含有可变荷载的所以荷载效应组合均应考虑rL，甚至地震作用下，重力荷载代表值里的活荷载一项也应考虑rL。《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）中，对设计使用年限为100年的结构，rL取。

4.当建筑结构需要进行抗震设计时，还需要考虑第三个系数rRE，此时r0已经不适用了。r0和rRE很相似，但水火不相容，其区别在于，r0调整建筑结构的作用

效应，rRE调整结构的抗力；r0对不同重要性的结构构件取值不一样，rRE则根据构件的材料类型和受力情况不同而取值不同。

5.当需要进行抗震设计的建筑设计使用年限与设计基准期不同时，还应考虑第四个系数rI：地震作用重要性系数。rI与rL意义差不多，都是调整设计使用年限和设计基准期的参数，一个针对地震作用，一个针对可变荷载。rI来自《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008），调整的是地震作用效应。笔者认为不尽合理，rI应该调整的是地震作用，而不是地震作用效应。此时，可以参考《建筑工程抗震性态设计通则》（试用）（CECS160：2004）。

6.结构安全等级与结构抗震设防类别。结构安全等级出自《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）和《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001 ），而结构抗震设防类别出自《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008）。结构安全等级分为一二三级，设防类别则分为甲乙丙丁四类（特殊，重点，标准，适度）。这俩家伙的关系不清不楚，藕断丝连。一般情况下，安全等级是一级的，至少是重点设防类；安全等级为二级的，有可能是标准设防类，也有可能是重点设防类。总之关系不是很清楚，要根据三本规范仔细判别。

7.《建筑工程抗震性态设计通则》（试用）（CECS160：2004）中认为甲类建筑设计使用年限为200年，乙类为100年，且划分地震危险性特征分区，根据各自的分区，可以对应表格查询甲乙丙类建筑的大中小震的地震加速度。此时的设防烈度就不一定是50年超越概率为10%的地震烈度了，而是设计使用年限内超越概率为10%的地震烈度。

8.当需要进行抗震设计的建筑设计使用年限与设计基准期不同时，地震动参数的取值还可以参考这两篇文章：《不同重要性建筑抗震设防目标和标准的探讨》（建筑结构，第39卷增刊，2009年4月）和《上海世博会美国馆抗震设防烈度探讨》（建筑结构，第40卷，2010年7月）。

9.《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）推荐采用设防烈度进行抗震验算。《高层建筑结构设计》（唐兴荣，机械工业出版社，2007）中说，国内尚无甲类高层建筑。不过倒是见过几个甲类建筑的论文：

1）.北京某微生物所发酵楼（二层建筑，局部三层），详建筑结构《某微生物所发酵楼甲类建筑的结构设计》；

2）.河北省疾病防治和控制中心大楼，详华北地震科学《进行甲类建筑地震危险性评价的几个问题》

3）.北京某生物P3 实验室，地下1 层管道设备层（层高），地上2层（层高），局部3 层（层），详工程建设与设计《生物P3 实验室结构方案与设计》。

4）.东北电网电力调度交易中心辅楼，辅楼地下1层，地上4层(局部5层) ，主要屋面高度，详建筑结构学报(增刊1)2009,?30(S1)?《东北电网电力调度交易中心结构设计》。

5）.着名的广州塔，俗称小蛮腰，与北京的大裤衩遥相呼应。小蛮腰是甲类建筑，大裤衩是乙类，设计使用年限都是100年。详建筑结构学报2010，31（1），《广州新电视塔天线与主塔体连接方案设计分析》。