建筑专业外文翻译挪威建筑物可靠性分析.doc

外文翻译外文原文一出处：DOL: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2006)132:11(1831)现有的建筑物上增加的雪荷载和风荷载效应：挪威建筑物可靠性分析Vivian Meloysund, Ph.D. ; Kim Robert Liso, Ph.D. ; Jan Siem ; and Kristoffer Apeland摘要：对来自在挪威的20个现有建筑物上的一个雪荷载和风荷载效应的调查结果分析由于存在雪荷载或风荷载，所以需要调查在哪些范围内的现有的建筑物会与现有的规范要求或者抵抗倒塌的安全度有关十八个建筑物在现在的规范之下有一个超过1.0的利用比新的设计规范已经开始应用到大部分的建筑上，与现在规范，对于雪荷载和风荷载效应，对于减少坍陷的安全性有较好的安全度当评估一个国家的规划具有哪些可能结果的时候，建筑物的大部分的数据依照现行的房屋建筑规范来评估，那么可靠性是很低的对未来的气候变化的研究表明雪荷载和风荷载在很大程度上会有增加的趋势，大面积的屋顶也会在强烈的风荷载下需要承受更多的危险因此，在将来这些建筑物的可靠性将会降低关键字: 承载力； 建筑物； 气候上的变化； 挪威； 可靠性； 雪载重； 结构设计； 结构的安全性； 风荷载背景在1999/2000年的冬天，挪威北部的巨大雪载导致部分建筑物倒塌。

在Bardufoss社区活动中心的意外事件中，屋顶塌陷甚至造成三人死亡,这是所有这类性质的意外事件中最严重的（图1）当该建筑物建成后，屋顶上的雪载就超过其原来设计当初的标准荷载，而且此坍陷的最重要的因素之一是在屋顶上有一个构造过失图1 Bardufoss社区活动中心（允许再版）建设管理局，奥斯陆，挪威图1主要目标和定界线 调查的主要目标是获得关于雪荷载或/和风荷载的作用下，以及在现行的规范标准约束下，挪威现有建筑抵抗塌陷的可靠性研究调查以及，在未来挪威气候改变的条件下，如何分析并建立一个原理和模型本次调查分析包括设计文件，20座曾经经历过五次较大雪载作用的，五次强风荷载作用的，至今仍然存在的建筑物统计资料包括了大约三百七十万在挪威注册登记建筑物的建筑类型，建筑年限，地质资料特别需要注意的是那些无遮掩，完全暴露在风荷载或者雪荷载作用下的建筑物评定是否合理那要决定于规范中的一些数据在设计中使用是否准确，理论上的参数是否包括在正常范围之内调查把重心集中在评估建筑物的主要负荷-支承结构,或者更小的范围甚至可以仅是副载重-支承结构房屋建筑设计规范关于雪荷载和风荷载效应的荷载规范1949年12月15日发布的房屋建筑规范在对于雪荷载的设计时屋顶雪荷载大致在1.5KN/m左右。

在单独建设的房屋上，不管这个估算是减少了还是荷载增加了都需要由政府权威部门批准才可以执行屋顶上的雪荷载与屋顶的形状有关，但是其荷载标准值大小却以简单的方法来计算一般正常的建筑物设计中风压是等于1.0 KN/m，而无遮掩部分的面积，其风载应该要等于1.5 KN/m完全暴露于风压作用下的建筑面积，建设的主管当局可以批准增加这些风压荷载的大小一个封闭建筑的迎风和背风的系数总和可以是1.2在1970年挪威建筑规范NS3052中，是由雪载图来说明哪些区域雪载达到1.5 KN/m，哪些在1.5KN/m和2.5 KN/m之间, 哪些在2.5 KN/m以上风荷载则是由四种曲线把各区域分为A,B,C,D四种，在图2中可以看到规范应用更多更详细的标准数据来指出迎风和背风墙的系数也是1.2与1949年的房屋建筑规范相比，在NS 3052中，不同的是它更多的指明了在空旷地区的风速压力是相对较小的同时，在NS3052中，也介绍了部分传递系数，当风压作用时的部分传递因数被设定成1.5的时候，雪荷载的部分传递因数则要设定成1.6在2002a挪威标准规范中，整个国家的434个行政区域都被分区并详细的说明了风压标准规范。

由风的参考速度来定义方位(在22 m/s和31 m/s之间变化)在迎风的10km区域，地面的粗糙程度对风压是很重要的在规范里成为速度风压，也有五个关于地形粗糙程度的定义另外其它重要的因素包括风向、建筑高度、地形也需要列在考虑范围之内风压（kPa）建筑高度风速 m/s屋顶参考高度地形标高基础标高图2 风压曲线表图2 在这个规范的修正方法中，挪威标准规范1999（NS 3490）则为环境的负荷规定一个50年的重现周期环境负荷部分的传递系数被设定成1.5部分的传递系数要乘以一个缩减系数k 规范的广泛修订已经相当大的增加了规范的详细程度目的是为了符合表2的要求，从而达到一个安全的水平换句话说，目的是为建筑物能达到一个相对的可靠度要求而制定了一个比较统一的安全等级要求，即使建筑物在不同的区域建造,但如果有些结构处于不同的可靠度等级，那么就具有不同的安全水平表2 可靠性等级、建筑类型、可靠性系数和塌陷概率可靠性等级建筑类型可靠性系数塌陷概率4大型公共建筑4.260.000013商场3.710.00012办公楼3.090.0011普通民房2.320.01 meloysund等人详细描述风荷载效应和雪荷载的设计荷载发展历史。

选择标准及方法使用范围 在人多的时候发生建筑塌顶的后果要比人少的时候要严重的多,因此在公共建筑，如体育馆，若是发生类似的事件，后果是非常严重的但是要是在仓库里发生类似的倒塌事件，那后果的严重性将会减少很多，这在规范中也有表述在现行的规范下，对于易产生严重后果的公共建筑则有更强硬的强制性材料使用与截面尺寸 相对于雪荷载来说，轻型屋顶的比重是很小的，但仍是要承受住雪荷载的作用如果当雪荷载标准值超过设计标准值时，那么承受荷载的能力要随着雪荷载增大而增加相同的百分比如果特定的承载力已经很高了，那么相应的增长可以相对少因此，轻型结构相对于重型结构来说，前者更适用于积雪量超过负荷而设计的结构，而后者则比较困难换句话说，重型结构有较大的内置的安全，当负荷增加超出本身的承载能力时，则还要考虑其内置的安全 另一个选择的标准是建筑物跨度的大小，一幢建筑物若是跨度很大，那它往往容易倒塌 很多类型的工程对不平衡受荷是相当敏感的当结构在清理积雪的时候，那就是前面所讲的结构所承受的荷载大于清理前的情形而且有很多清除积雪的时候导致建筑物倒塌的例子也是存在的因此，重要的是要知道在清理积雪期间，建筑物是否可以承受不平衡的荷载。

工程年限、荷载、地质情况 从1949年到今天，建筑荷载设计已经有很大的变化因此，建设工程的时间可能会告诉我们建筑物的安全水平一般来说，在高降雪地区老的建筑物比同样地区新的建筑物安全水平要低一些至于风荷载，不同安全等级的建筑也稍微是不同的 在遭受严重的环境荷载的区域中安全水平或许已经被影响而下降,现在的雪荷载和风荷载效应的设计已经从过去适用于整个国家区域，调整到挪威真实的环境荷载变化，从而一般情况下荷载标准值都是需要增加的因此，在挪威西北部的北方海岸区域，风荷载设计中大多比别的区域都是较大的建筑物地方性以及所在地方的地质粗糙程度也是研究雪荷载和风荷载的重要数据资料构造方法预制结构现在仍然在使用中，它的结构设计计算也不一定按照设计的标准，许多结构都是按照挪威实际的雪荷载来设计的许多需要进行雪荷载设计的结构也可以请国外关于雪荷载设计比较有成就的国家来做，比如像丹麦选中的建筑物 基于以上的调查评估，从所有建筑物中挑选20座建筑物，说明了建筑物所在的地区，建筑物的类型和建筑所在地方的参考风速度及常遇的雪荷载如表3所示，这些已经被挑选的建筑物都是不向外泄露的而问题是如何获得这些必要的文件 其中三座建筑物是1970年以前建造的，八座建筑物是1970-79年之间建造的，九座建筑物是1979年以后建造的，这表示这三座建筑物的荷载是由1949年建筑规范决定，而八座建筑物是1970年建筑规范决定，最后那九座建筑物是由1979年建筑规范决定的。

工程文件研究以及现场研究 经对建筑物在建造的时候使用的计算模型、荷载、荷载影响力、解决方案的调查研究荷载影响效应是与新的荷载要求相一致，承载力也与新荷载的要求相一致经过这些分析，结构的利用比已经与新的计算规范相一致，同时要加强利用比表3 挑选建筑的数据概要建筑时间类型材料尺寸（宽/长/高）屋顶形状最大跨度雪载风速风载设计雪载设计风载最大利用比结构计算有无Andoy11989温室铝12/26/626120.7/4.5311.30.91.41.2是Andoy2a1979简易房木/钢14/45/715184.5311.52.01.21.5是Ando2b19914.5311.51.31.14.0无Bardu11994活动中心木18/42/922125.0240.81.20.70.8无Bardu21984商场钢混21/-/8＜5215.0240.91.20.81.5无Frana1a1977仓库钢42/40/93203.5301.41.61.22.8无Franalb19913.5301.51.21.3－是Frana21978体育中心木/钢30/50/94203.5301.51.81.23.2是Grane11987仓库木10/24/722107.5260.91.40.81.5是Kristiansund11959体育中心混凝土17/51/1214172.5301.31.30.61.3是Nittedal1a1955公车站点钢28/51/5平84.5220.62.40.42.3无Nittedal1b19824.5220.61.50.61.4无Nittedal21984体育中心钢44/36/1016184.5220.71.70.71.8是Nittedal31961仓库木13/85/8774.5220.72.40.83.7无Royrvik11975体育中心木/钢12/22/6平128.0250.72.40.81.6是Royrvik21973活动中心木13/34/71588.0250.81.70.73.7无Tronse11991邮政站点钢混43/84/8平246.0271.21.40.61.2是Tronse21979货物站点钢48/48/9平246.0270.82.70.81.1是Trondheim11978体育中心木24/44/922243.5260.91.80.85。