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2021年7月15日，住建部網站發布了13本全文強制規范，自2022年1月1日起實施。各本通用規范均為強制性建設規范，全部條文必須嚴格執行，并且工程建設標準相關強制性條文同時廢止。

現行工程建設標準中有關規定與本規范不一致的，以本規范的規定為準。

圖1 全文強制規范發布的通知

1.通用規范對結構整體穩定計算的要求

《混凝土結構通用規范》GB 55008-2021通用規范4.3.5條要求混凝土結構應進行結構整體穩定分析計算，但是通用規范中對穩定驗算如何計算并沒有給出相關的要求。《鋼結構通用規范》GB 55006-2021第5.2.3條，對結構整體穩定驗算時，二階效應計算中，重力荷載應取設計值。

圖2 混凝土通用規范對結構整體穩定分析計算的要求

圖3 鋼結構通用規范對結構整體穩定分析計算的要求

混凝土通用規范與鋼結構通用規范對結構整體穩定分析計算均提出了要求，并且鋼結構通用規范中提到二階效應系數計算，對重力荷載應取設計值。但是兩本通用規范都沒有明確如何進行剛重比計算以及控制限值是多少。通用規范執行后，對于結構剛重比的計算及控制還需要按照現行的相關規范給出的方法來處理。但是由于通用規范中荷載分項系數已經發生變化，這就存在通用規范執行后剛重比計算是按照現行規范還是按照通用規范執行的問題。

2.現行規范對結構整體穩定計算及控制的要求

《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010（后續簡稱“高規”）第5.4.4條對混凝土結構整體穩定的控制，區分不同的結構給出不同的控制要求。對于混凝土結構剛重比計算時，高規5.4.1給出了計算公式，其中結構樓層重力荷載設計值的取值按1.2倍的永久荷載標準值與1.4倍的可變荷載標準值的組合值來確定。高規對于結構剛重比的控制屬于強條，但在通用規范中該強條取消，即剛重比的控制已經不按照強條進行要求。

圖4 高規對結構剛重比的限值控制要求

圖5 高規對結構剛重比的計算要求

《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99-2015 （后續簡稱“高鋼規”）第6.1.7條對鋼結構整體穩定的控制，區分不同的結構給出與混凝土結構不同的限值控制要求。對于鋼結構剛重比計算時，結構樓層重力荷載設計值的取值按1.2倍的永久荷載標準值與1.4倍的可變荷載標準值的組合值來確定。

混凝土結構的剛重比限值控制與鋼結構的剛重比限值之所以相差2倍，其主要的原因是混凝土結構剛重比計算時考慮了對實際剛度折減50%，控制其剛重比滿足規范要求，相當于控制結構按照彈性分析時，重力二階效應P-△不超過20%。

圖6 高鋼規對鋼結構剛重比的計算及控制要求

3.通用規范執行后，剛重比如何計算

從上述通用規范及現行高規、高鋼規條文來看，通用規范執行后，結構的剛重比計算及控制仍然應按照高規及高鋼規的要求來處理。唯一存在疑問的是，對于剛重比計算時結構重力荷載設計值，該值是按通用規范還是按照高規執行？

如果按照鋼結構通用規范的要求，對于鋼結構整體穩定驗算時，二階效應計算中，重力荷載應取設計值。該設計值應按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定。設計中要控制鋼結構的剛重比，就需要修改PKPM軟件中剛重比計算的默認分項系數，將永久荷載的分項系數從1.2修改為1.3，可變荷載從1.4修改為1.5。

圖7 修改軟件剛重比計算的分項系數

鋼結構通用規范給出了二階效應計算的重力荷載，要求采用設計值，當然也就確定了重力荷載的分項系數。但是對混凝土結構，通用規范并沒有提出相關要求。這就導致設計師會產生另外一個疑問，混凝土結構設計時，剛重比的控制，結構重力荷載設計值是否也需要按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定。

從高規和高鋼規對剛重比的計算要求來看，兩本規范中的重力荷載設計值取值應該一致，只是剛重比限值控制不同。因此，混凝土結構剛重比的控制應該也按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定。但是由于現行高規還沒有變更，這就導致如果通用規范執行后，有部分設計師認為還是按照1.2倍的永久荷載標準值與1.4倍的可變荷載標準值的組合值來確定。

當然在設計中，通用規范執行后，個人認為混凝土結構剛重比的控制也應按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定，需要在軟件中單獨修改剛重比計算的分項系數，如上圖7所示。

4.結構剛重比與二階效應系數的關系

一般結構可以視為懸臂桿件，彎曲型懸臂桿件的臨界荷載可以由歐拉公式求得：

對于彎剪型懸臂構件，近似計算中，可用等效側向剛度EJd取代式（3）中的彎曲剛度EJ。作為臨界荷載的近似計算公式，對彎曲型和剪彎型懸臂桿件統一表示為：

定義參數Rsw，稱之為剛重比，對應剛重比可表達為如（5）式所示:

按鋼結構標準，一般鋼結構二階效應系數的表達式如下：

再由鋼結構標準對ηcr的表達，可得如下表達式

結合上述表達式(5)、(6)及(7)，并做相應的變換，得到一般鋼結構二階效應系數與剛重比的關系如下：

通過上述的推導也可以看到，鋼結構通用規范中提到的二階效應系數和剛重比是一回事，計算兩者的重力荷載設計值是一樣的。

5.PKPM軟件對剛重比的計算

按照規范對結構剛重比的要求，軟件為了方便設計師進行帶地下室結構及有局部小塔樓的結構剛重比一鍵分析，增加了自動計算剛重比的功能，設計師可以指定剛重比計算的起始層號和終止層號，這樣可效得到指定層數對應模型的剛重比。

圖8 修改軟件剛重比計算的起始層和終止層

同時對于結構計算時，如果結構有填充墻，設計時填寫了周期折減系數，由于軟件計算地震外力時對填充墻剛度的考慮是通過周期折減系數反映，對特征值求解的周期乘以了折減系數，相當于放大了地震作用外力，但是在結構變形計算時，相當于還是按照放大后的內力進行的計算，這就導致在變形計算時，實際上填充墻的剛度并沒有考慮，導致計算的變形是偏大的。為了考慮這種情況，軟件增加了參數“剛重比驗算時考慮填充墻剛度影響”，以便在進行剛重比計算時也能考慮到填充墻剛度影響，使得計算的剛重比更合理。

圖9 結構剛重比計算時考慮填充墻剛度影響

PKPM軟件在計算書的“整體穩定剛重比驗算”結果中輸出結構剛重比的驗算結果及剛重比能否滿足結構整體穩定驗算的結論，該結果是基于地震作用下的驗算結果。

圖10 結構剛重比的計算結果及能否滿足整體穩定的結論

6.采用2021通用規范相關注意事項

從上述通用規范及現行高規、高鋼規條文來看，通用規范執行后，結構的剛重比計算及控制已經變為非強條，通用規范中也沒有給出相應的剛重比控制的限值，但現行的設計仍然應按照高規及高鋼規的要求來處理。

另外雖然現行高規及高鋼規對重力荷載分項系數按1.2倍的永久荷載標準值與1.4倍的可變荷載標準值的組合來確定，但通用規范執行后對鋼結構剛重比計算的重力荷載設計值應按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定。設計中要按通用規范的要求控制鋼結構的剛重比，就需要修改PKPM軟件中剛重比計算的默認分項系數，將永久荷載的分項系數從1.2修改為1.3，可變荷載從1.4修改為1.5。

對于混凝土規范雖然現在規范沒有明確要求，個人認為也應按現有高規的要求進行控制，但重力荷載設計值也應按1.3倍的永久荷載標準值與1.5倍的可變荷載標準值的組合值來確定。通用規范是底線控制要求，雖然對剛重比的控制不是強條，但是在實際設計中不應低于通用規范對結構剛重比計算時重力荷載分項系數的相關要求。

圖11 關于通用規范實施后其他規范的執行

后續還會有一系列的文章介紹通用規范其他的條文變化及對設計的影響，荷載的變化也可能會導致用現行規范設計的結構方案，可能要做變更，不僅僅是配筋變大、應力比變大的問題。如果對于由于軸壓比、剪壓比的變大，導致軸壓比、剪壓比超出現行規范設計要求時，要進行結構中構件截面的調整，這可能會進一步引起配筋的變化。

對處于規范變化階段的工程，設計師需要提前采用通用規范試算，避免由于采用現行規范，導致變化較大。

PKPM2021新規范V1.2版軟件已經在上部結構、鋼結構、預應力、砌體、基礎等全模塊均實現了對通用規范要求的相關內容，設計師可以直接下載最新的程序使用。

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