要了解这个问题须比较三本规范,即74规范,89规范和2002规范。
74规范是荷载标准值与容许承载力的比较;
89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较;
2002规范是荷载标准值与特征值的比较。
74规范到89规范时荷载放大1.25到1.30倍,承载力只放大1.1到1.2倍,设计安全水平提高了约1.15倍。
89规范到2002规范承载力表达式基本不变,去掉1.1的约束;荷载相当74规范。设计安全水平又回到74规范水平。
实际上89规范是不正确的,2002规范的特征值物理意义就是74规范的容许值。表达值与89规范一样,但物理意义不一样。
89规范是按照《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)的要求,以地基承载力的允许值作为标准值,以深度宽度修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标
准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
新版地基规范认为,建筑物的正常使用应满足其功能要求,实际情况上常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变形控制了承载力。因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即特征承载力,其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
简单的说,特征值已包含了安全系数,数值应比原规范中的标准值小,具体数值应通过载荷实验确定,但为简单起见,可将标准值除以一抗力分项系数,可取1.25。
在上海市的地基基础规范里,极限值除以1.6为设计值,极限值除以2为特征值。由次可见:地基承载力特征值=地基承载力设计值/1.25
3楼说得很有道理。
在2002版的规范中,地基基础的承载力设计,实质上是以变形为控制因素(并满足承载力
要求)。因此,对于上部结构传下来的荷载采用标准值,对于地基的承载力采用特征值,这个特征值中已包含安全系数在内。
对于地基基础的设计,除了承载能力极限状态计算“S≤R”(按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2节“承载力计算”)外,尚应进行正常使用极限状态验算“S≤C”(按GB50007-2002第5.3节“变形计算”)。
地基的承载力特征值当然不是定值,这点不用多说。
另外,6楼楼主说“如果不允许有变形的话,特征值就是0了”。这个结论是肯定的,但在工程实际中也是不可能发生的。因为,只要结构中有内力产生,那么它就会有变形(或其它表现形式);反过来说,若结构有变形,则在结构中就一定会有内力产生(若结构没有变形,则在结构中就不会有内力产生)。
先看地基承载力取值的情况。
以浅层平板荷载试验为例,可以看出在2002的规范里的特征值的取值与89规范的标准值是一致的,也就是2002规范的fak实际上就是89规范的fk。2002规范经修正后的地基承载力
特征值fa实际上与89规范的地基承载力设计值(由标准值修正)是相同的。所以对地基承载力而言,特征值(未修正)=标准值,特征值(修正后)≈设计值(89规范有规定设计值不小于1.1倍标准值,所以这里用约等于)。
在桩基础设计中
以单桩竖向静荷载试验为例,2002规范的特征值即为89规范的标准值。89规范有R=1.2Rk,所以2002的特征值=89规范的设计值/1.2。
但94桩基规范没有标准值,只有极限承载力标准值Quk,在统计意义上与89及2002规范的极限承载力是同一个值。承载力设计值R=Quk/rsp,考虑rsp的取值范围为1.6~1.7,特征值=极限承载力/2,可以得出2002的特征值=94规范的设计值/(1.18~1.25)。
总结说来就是以下内容:
设计值=极限值 / 1.65
特征值=极限值 / 2.0
特征值=设计值 / 1.22