范文一：【doc】注意永久荷载分项系数和活荷载折减系数的正确取值

注意永久荷载分项系数和活荷载折减系数

的正确取值 2001年第11期广东土木与建筑9

注意永久荷载分项系数和活荷载折减系数的正确取值 吴勇明曾胜

(华南理工大学广州510640)(雷州市丰收糖业发展有限,^\司广东雷州524244)

【摘要】本文对永久荷载分项系数和活荷载折减系数的正确取值进行讨论,文中

列举的情况应引起设

计人员的注意和重视,以保证建筑结构的可靠性. 【关键词】恒载活载分项系数折减系数承载力 《建筑结构荷载规范》(GBJ9—87)规定,对 于承载能力极限状态的设计,一般排架,框架 结构的荷载效应基本组合设计值可采用简化 公式计算,即:

S=ycccG王cQ口^

式中:y为永久荷载分项系数,按照文献[1], 当永久荷载效应对结构不利时,,c取1.2;对结 构有利时取1.O;验算倾覆和滑移时对抗倾覆 有利的取0.9(砌体结构取0.8).

笔者认为,,c虽看似简单,但对使用场合

不求甚解而取值不当时,则会通过结构设计计 算而给建筑工程埋下安全隐患,问题就在于要 切实弄清,,c=1.0的取值情形.就这一问题,本 文借助设计基本理论和列举常见情况为例,以 引起同行在设计上的注意.

l混凝土偏心受压构件正截砸承载力计算中 ,6的取值

图1是大家熟悉的一矩形截面对称配筋 /v.--I/~关系曲线,不难看出,在小偏心受压曲 线AB段上任一点D处,当增加轴力?和弯矩 .或增加其中任一荷载效应时均对构件不利, 如D],和D3等各点都落在不安全区.该图表 明,在小偏心受压范围内,永久荷载分项系数 yG:1.2是正确的,它使轴力?和弯矩村增大; 但在大偏心受压曲线BC段上任一点E处,增 加弯矩村会对构件不利,如;增加轴力?对 构件有利,如E]点出现在安全区;当减小其轴 力?时对构件不利,如E3点进入不安全区.这 就是说,在大偏心受压情况下,内力组合中要 在考虑保证弯矩尽量大的同时,使轴力?尽量 小.因此,大偏心受压承载力计算时全部恒载 均取,e:1.2是不正确的,但对部分恒载(见以 下的讨论)或全部恒载取yc=1.0却是正确的. 2在荷载组合与内力组合中,c的取值 以一般平面框架结构和排架结构按承载 力极限状态设计的内力分析为例,我们常见到 的框架柱和排架柱的内力组合表通常涉及到 荷载组合与内力组合两方面问题,荷载组台情 况的一个特点是恒载在任何情况下都存在,且 都考虑了恒载效应标准值乘以1.2的系数.然 而要进一步弄清的是传绐控制截面的恒载有 来自其上部的,本层的,也有来自弯矩作用平 面内的和垂直弯矩作用平面外的.这些恒载在 截面上有的偏心矩.?O,有的eO.为便于进 行以下的讨论,本文暂且把e1)?O的偏t2,轴力 记为we,eo=0的轴力记为风.

内力组合共有4种情况,即+及相应的 ?,一及相应的?,^及相应的村,^及相 应的村,其目的是通过它们找出大,小偏心受 压柱可能出现的最大截面配筋量.因此.肌和 ?c在以上不同组合中对c的取值应区别对待. ?0对c的取值,小偏心受压时取】.2,可使轴

10吴勇鹧等:注意永久荷载分项系数和话荷载折减系数的正确取值2001年第11

期

f

力组合值?尽量大,需要的配筋多;大偏心受 压时取1.O,可使轴力组合值?尽量小,相应的 配筋多对c的取值当取c:1.2时,轴力组 合值?增大,同时相应的弯矩组合值增大或 减小,减小的原因是产生的弯矩与其他弯矩 方向相反.??与同时增大,使小偏心受压 配筋多,?与?相同而减少的情况对大,小 偏心均不构成不利.当取,c:1.O时,轴力组合 值?减少,相应的弯矩组合值也减少,与? 比较对小偏心不构成不利,但对大偏心可能不 利,需要进一步分析比较才能得出结论. 框架粱正截面承载力设计,当竖向荷载与 风荷载或水平地震作用的效应组合时,其中除 计算梁跨中正弯矩外,还要计算梁左,右端可 能出现的正弯矩,此时,对应的永久荷载分项 系数应取G=1.0,使得在左,右风载,左,右地 震作用下梁端可能的正弯矩组合值尽量大, 为粱底部配筋提供最不利的内力.

3在砌体结构挑粱抗倾覆计算中,,c的问题

如图2所示,A点为倾覆点,挑梁倾覆时绕 A点转动.G在已有的算例中都作为抗倾覆荷 载来看待,对应的,取值为0.8.其实不然】, 现以A—A为界(见图3)把荷载C分为GTI和 C,GTI在A点的左例成为倾覆荷载,对应的c 应取1,2.

4民用建筑楼面活荷载标准值的折减 《建筑结构荷载规范》规定,在设计墙,柱 圈2围3

及基础时,对民用建筑楼面均布活荷载标准值 的折减系数按表1的规定采用.

裹l活荷载按楼层数的折减系数

墙,柱,基础计算截面

l2--34-一56一S9珈>20

上的层鼓

计算截面以上各楼层1.00

0.850_700_650.60O.5:5 活荷载总和的折减系数(?0)

对于大偏心受压柱来说,在作用弯矩不 变的情况下,各楼层活荷载按表1的系数进行 折减,传给控制截面的轴力?变小了,柱截面 承载力更为不利,需要的配筋更多.因此,不加 分析就认为荷载取大值对计算结果一定偏于 安全,这种看法是片面甚至是错误的,应引起 设计者的注意.

5结语

综上所述,注意和重视永久荷载分项系数 和活荷载折减系数正确取值的意义是显而易 见的.由此考虑恒载效应对结构有利或不利,

,取1.2或1.0的两种情况,以及活荷载考虑 折减系数,对结构不利的组合式,内力组合值 组数将成倍增加.如果用计算机计算,则根据 荷载组合情况和内力组合目标,分别取,=1.2 和1.0计算…,然后对计算结果排序找出配筋 量最大值.手工计算时,既要避免过大的工作 量又要保证最不利内力组合值不漏网,需要基 本理论指导,掌握基本方法和技巧,不断实践 和积累经验,做到不给工程留下安全隐患. (下转第19页)

范文二：标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨

标准永久荷载和活荷载分项系数计算方法探讨

熊义泳

(南昌水利水电专科学校南昌330029 )

摘要当永久作用效应对某些建筑结构既有有利情况，又有不利情况时，将不利永久作用分 解为有利永久作用、不利与有利两种作用之差等方法来计算，可简便地算出精确的作用效应设计值。

1问题的提出

永久作用，例如结构物自重，固定设备重??等，由于制作尺寸和材料重力密度的变异，仍是一个随机变量。永久作用的效应不应是一个定值。在现行SDJ20 - 78规范中，均按作用(荷载) 标准值计算作用的效应，荷载变异对结构的不利影响，在计算公式中的安全系数中计及。新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿) ，采用先进的近似概率极限状态设计法，在承载能力极限状态设计中，考虑永久作用为不定值，其作用效应的计算式为:

S=}YcsCoiGx=+p}Yo}Co}Qk,+GYQiCQiKki

(1)式中S —作用(荷载) 效应组合设计值，

Gk —永久作用(荷载) 的标准值;

4Cki-第一个可变作用(荷载) 的标准值，该可变作用(荷载) 标准值的效应大于其他任意第‘个可变作用(荷载) 标准值的效应;

}ki—其他第，个可变作用(荷载) 的标准值，C —作用效应系数。例如承受集中荷载尸的简支梁，

跨中弯矩M 一丰Plo, 其中P 是集中荷载,M 是作用效应，而l0/4则为作用效应系数。Ca 为永久作用效应系数，C 。为可变作用效应系Pi —可变作用标准值换算系数。 ? 。、，。—分别表示永久作用和可变作的分项系数。

当永久作用(荷载) 的效应对结构不利时，取，c=1.05;有利时，取Y 。二0.950这样，在计算作用(荷载) 效应时，如何选用永久作用(荷载) 分项系数，就成了我们学习和使用新编水工混凝土结构设计规范的一个实际间题。笔者提出了一种切实可行的解决办法，现介绍如下。 单块双向板等受弯构件，以及轴心受拉(压) 件，作用(荷载) 越大，作用(荷载) 的效应值也越大，对结构的安全不利，因而取yc=1,05(不利) 。

(2)对外伸梁(板) ，带悬臂与不带悬臂的单向连续梁(板) ，等跨连续双向板，单跨多层、多跨单层及多跨多层框架瓢其作用(荷载) 对结构产生的有利与不利的影响，难以用简单的“有利”与“不利”来回答。内力计算时，通常是将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加，得出结构构件的最不利内力，并且用最不利内力进行配筋计算。

对这一类结构，在计算作用效应设计值时，可先将永久作用(荷载) 分项系数一律取为YCi =}}95(有利) ，同时，在布置有最不利可变作用的跨(或计算段) 追加〔Yor(不利)- Yci(有利)MGR ，的作用，则在最不利位置，永久作用为:CYCi(不利) 一，。，(有利)}Gki+Yci(有利)Gkt=Yo i(不利)Gki 这样，在永久作用对结构不利时，Yc ‘二1.05, 在有利时，，。‘二0.95，与新编水工混凝土结构设计规范的规定相符。

(3)对承受轴力N 和弯矩M 的偏心受压(拉) 构件，由于轴力N 的变化对受拉侧利弊影响与受压侧相反，要判别永久作用的效应是对结构有利还是不利，几乎是不可能的。在设计时，宜用不利与有利两种不同的永久作用分项系数值算出效应设计值〔N(不利) 、DT(不利);N(有利) ，M(有利) 〕，并分别用他们进行承载力设计。

计算举例

2永久作用分项系数的选择

(1)对单跨梁(板) ，悬臂梁(板) ，已知:某承受分布荷载的三跨连续梁，恒荷载标准值9。二1 kIV/m，活荷载标准值p = Yepk = 1 ki}1/m;可变作用标准值换算系数P} -1.Os 弯矩计算跨度

lo=lOmo

求第一跨跨中最大弯矩设计值Mao 计算简图如上图1所示。由题给已知条

件:恒荷载标准值9。二1 kN/m;活荷载设计值p=1 kN/mo由文献3附录9的公式可知:永久作用效应系数Ca = alto 可变作用效应系数Ce= a,Izo1lo=lOm

查附录9系数表得:

a=0.08y a,=0.1

根据本文方法代入式(1)，作用效应设计值(此处即M,) 为:

M:=aYc(}'}}!)9xloz+Ptac}YGhx+[Yo(不利) 一Yo(有利))yt}loz=0.08x0.95 x1x10z+1x0.1x [1.05 x 1+(1.05一0,95) x 1)x lOz=7.6+11.5=19.1 k I}1 " m

4结束语

(1)永久作用及其效应是一种随机变量。按新编水工棍凝土结构设计规范(征求意见稿) ，在承载能力设计表达式中，永久作用的效应不是一个固定值。

(2)对单跨梁(板) ，单块双向板，轴心受拉(压) 构件，永久作用分项系数一律取为Yar =1.05(不利) 。

(3)对外伸梁(板) 、连续梁(板) 及框架内力计算时，可将永久作用的效应与可变作用在最不利位置的效应迭加。永久作用分项系数取Yc: = 0.95(有利) ，同时在最不利位置(即布置有可变作用的跨或悬臂段等) 布置即ar(不利) 一Ycr(有利)}Gxio

(4)、对承受轴力N 和弯矩M 的偏心受压(拉) 构件，欲求精确解，则应分别用Ycz(有 利) 、，。‘(不利) 算出两种系数取值的作用效应设计值，并分别用他们进行承载力设计。

(5)本文介绍的永久作用分项系数的选择方法，也适用于按GBJ10-89等规范的设计。 参考文献

i 蒋大骤、张仁爱. 钢筋混凝土沟件计算. 上海:上海科技

出版社，1992; 6

2侯治国、杨锡琪. 钢筋混凝土结构. 北京:冶金工业出版

社，1989; 28

3华东水利学院、大连工学院、陕西机械学院、清华大

学. 水工钢筋混凝土结构学. 北京:水利电力出版社，

1987年第二版;325

范文三：建筑楼面多种活荷载组合系数设计方法探讨

ISSN 16722841- 广东水利电力职业技术学院学报 2009 年 第 7 卷 第 2 期

37-39 CN 44- 1587/ Z Journla of GuangdonTeg chnical College of Water Resources laenctdri cE Engineering，2009，Vol.7， No.2

建筑楼面多种活荷载组合系数设计方法探讨

12黎文辉 ，张黎

(1.广州市设计院，广东 广州 510620;2.广东水利电力职业技术学院，广东广州 51063)5

摘要:图书馆档案馆等建筑内除了设置有藏书库外，一般还有阅览室会议室及各类办、、

公用房等，而各类教学楼、办公楼等建筑可能也会划定部分楼面作为藏书库。藏书库的楼

面荷载取值比一般的楼面荷载都要大，根据 《建筑荷载规范 (GB5009- 200)》1 和 《建筑

抗震设计规范 (GB50011- 200)》1 的要求，藏书库与其它功能的楼面在计算荷载组合和重

力荷载代表值时所采用的可变荷载组合系数是不同的。为此对两部规范中提到的可变荷载

组合值系数进行辨析，然后探讨在结构设计中运用常用的结构设计软件满足两部规范对可

变荷载组合值系数取值的复杂要求。 关键词:活荷载组合值系数;荷载;荷载组合;抗震

设计

中图分类号:TU22 文献标识码:A 文章编号:1672- 2841(2009)02- 003703 -

在 建筑荷载规范 (GB5009- 200)1 和 建 《》《组合值之和，其中的可变荷载组合值为可变荷载的

标准值乘上组合值系数建筑抗震设计规范的表 。 筑抗震设计规范 GB(50011- 200)1 (下文简称》

5.1.3条列出了各种类型可变 荷载的组合值系数， “荷载规范”及“抗震规范”) 的计算系数中出现有 对于按等效均布荷载计算的楼面活荷载，其中藏书 活荷载组合值系数或称可变荷载组合值系数，其 字库的组合系数为 0.8，而其它功能的楼面均0.5为 ， 面意义相近，但是其含义、取值以及在结构设计计屋面活荷载则不计入重力荷载代表值，即组合值系 算中的运用却大不相同。在荷载规范中，考虑结构 数为 0。按照抗震设计规范的要求，结构构件的地 同时承受两种或两种以上可变荷载时，计算荷载效 震作用效应和其他荷载效应的基本组合按照公式(2)

应组合的设计值时对活荷载效应乘以组合值系数， (即抗震设计规范的式5.4. )1 计算:即由可变荷载效应控制的组合适用下式:

(1) (3) 或由永久荷载效应控制的组合适用下式: 其中在抗震设计中，活荷载组合系数不但影响

公式 (3) 等号右边第一项的竖向荷载作用效应， (2) 并且由于重力荷载代表值是地震作用计算的重要参

数，因此该系数的取值同样影响公式 (3) 等号右 其中荷载规范 表4.1.1中 列出的民用建筑楼面 边的第二、三项的计算。由于公式 (3) 并没有把

活荷载的组合值多数为 0.7，在表中第6 项书 永久荷载和楼面的可变荷载分开考虑，而是把它们

结合起来作为重力荷载代表值，所以前文提到的两 库、档案库及储藏室及第 7 项通风机房和电梯机房

种活荷载组合值系数并不需要同时考虑。 的楼面活荷载组合值系数则规定 0.9为，而表4.3.1

对于一般的多、高层民用建筑，在进行结构构 中列出的屋面活荷载的组合值系数则 0.7。为在建 件的截面承载力计算时，通常仅考虑重力荷载、风 筑抗震设计规范中，计算地震作用时采用的重力荷

载代表值为结构和构配件自重标准值和各可变荷载

收稿日期:2009- 0316- 作者简介:黎文辉，男，硕士研究生，主要从事建筑结构设计工作。

38 广东水利电力职业技术学院学报2009，7(2)

荷载及地震作用的组合。根据公式 (1) 到 (3) 的 和“荷载组合”中分别设置。在“地震信息”中设

要求，荷载组合情况分类列于表格 1 置的值仅对用于地震作用计算的重力荷载代表值及 。

表 1 荷载组合列表

其中，风荷载及地震作用均应考虑两个或者以上的 由此算得的地震作 (用即公式 (3) 等号右边的第

方向角以及正负方向，在某些情况下还需要考虑竖 二三项) 有影响，而在荷载组合菜单的活 、“”“

向地震作用，因此在设计过程中需要用到的荷载组 荷重力代表值系数 的设置值则仅对公 (式3) ”

合是非常多的。由表 1 可以看出，楼面活荷载组合 等号右边的第一项有影响。由于设计软件功能的限

值系数在所有的荷载组合当中有三种不同的状况: 制，对于单个计算模型，这些系数均只能统一取

a.组合 1 及组合 2 中不考虑组合值系数b;.组合3~ 值，而不能对计算模型中的局部楼面按照使用功能 组合 5 考虑了荷载规范对应的楼面活荷载组合值系 的不同而分别设置。而通过在结构设计软件中调整 数;c.组合 6 在计算重力荷载代表值时考虑了抗震 部分楼面的活荷载输入值，结构工程师可以利用一 设计规范要求的可变荷载组合值系数。 般的结构设计软件实现对同一结构单元中不同使用

在计算结构总体控制指标时，荷载规范中的楼 功能楼面按规范要求设定正确的活荷载组合值系数面活

荷载组合值系数的取值不会对结构在水平作用 的目的。假设同一结构单元不同功能类型的楼面对 下的层间位移、自振周期等指标产生影响，而抗 震应有 n 种楼面荷载值 ，对应的组合值

设计规范要求的组合值系数的取值则直接关系到总 系数 ，在总体信息中按照结构单元中面积最大 体控制指标是否满足规范的要求。由于重力荷载代 的楼面使用功能对应的组合值系数来设定活荷载系表值

为结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合 数 ( )，而其它楼面在结构分析程序中输入 的

值之和，而且藏书库等类型的楼面活荷载值一般比 活荷载 ( ) 则进行调整，令到 ， 较大，因此

组合值系数的取值直接影响计算的重力 即 荷载代表值的数值、楼面的质量分布以及自振的模 (4)

态。简单地说，抗震规范中的活荷载组合值系数 直 对于一般的民用建筑，即使是同一种荷载类

接影响到总体计算指标中的自振周期、周期比、剪 型，荷载规范和抗震规范规定的活荷载组合值系数

重比、位移比以及层间位移等。 都不尽相同。例如，对于图书馆、档案馆、办公楼

在常用结构设计软 SA件TWE程 序的设计参数 等一般的民用建筑，在总体信息中一般按照其中的

设置中，荷载规范定义的活荷载组合值系数是在 办公室、阅览室及会议室等楼面的活荷载组合值系

“分析与设计参数补充定”义项的“荷载组合”这 数 进 行 设 置 (荷 载 规 范 : 和 抗 震 规

一选项页中进行调整，而对于抗震规范要求的可变 范: )，但藏书库的活荷载组合值系数分 荷载组合值系数则需由使用者分别在“地震信息” 别为 和 ，显然由公式( 4) 求

黎文辉，等:建筑楼面多种活荷载组合系数设计方法探讨39

得的藏书库楼面的活荷载调整值不能兼顾两个规范体控制指标以及用于结构构件设计的荷载工况及组

的要求由表格 1 的分析可知，这两个组合值系数 。合均在这三次计算中全部考虑了，并且实现了准确

并不需要同时考虑。因此当需要准确考虑荷载组合 。 地按照规范的要求设置活荷载折减系数的目的

值系数对结构的影响时，本文建议结构工程师通过 尽管荷载规范及抗震规范都使用了活荷载组合

调整程序的自定义荷载组合，把结构的电算分开三 值系数这一名称，但是其意义却是不同的，并且对

次进行:第一次仅考虑表格 1 中序号为 1 及 2 组合 于藏书库、档案库等功能的楼面来说，两部规范对

类型的各项荷载组合，由于不存在活荷载组合值系 系数的取值均与一般功能的楼面不。同而由于程序

数问题，楼面活荷载只需要按照正常值输入即可; 功能的限制，当运用现有的结构分析软件进行结构

第二次计算则仅考虑表格 1 中序号为 3~5组合类型 设计时，软件并不能针对不同使用功能的楼面，根

的各项荷载组合，其中对应于荷载规范要求的活荷 据这两个系数取值的不同要求而调整个别楼面活荷

载组合值系数可以定为 0.7，而楼面活荷载则按照 载的组合值系数。因此，当设计具有较复杂使用功

公式 (4) 提供的方法进行调、整输入;第三次计 能的建筑物时，结构工程师除了需要对这两个组合

算则仅考虑表格 1 中序号为 6 组合类型的各项荷载 值系数的含义仔细辨析，还应该针对工程项目的特

组合，即仅考虑包含地震作用的荷载组合，而在计 点，有针对性地分拆计算过程，并根据需要调整组

算参数设置时可设置对应于抗震规范要求的活载组 合值系数的取值以及换算楼面荷载，从而实现可

合值系数 0.5，并且相应调整局部楼面及天面的活 靠、经济地进行结构设计工作。 荷载输入值。对于结构的总体控制指标的校核，其 参考文献: 中风荷载作用下的层间位移值由于不涉及到楼面活

荷载，因此第一及第二次计算均可得准确的结果，

而第三次的计算中准确地考虑了抗震规范对楼面活

荷载的取值要求以及由重力荷载代表值反算的质量 [1] 建筑结构荷载规G范B 50009- 2001(2006 年 版) [S]. 北 分布，从而包括自振周期、地震作用下的位移等总 京:中华人民共和国建设部，2006.体控制指标以及地震作用值均可在此次计算中准确 [2] 建筑抗震设计规G范B 50011- 2001 (2008年版 )[S].北京: 得到。在进行构件截面承载力设计时，结构工程师 中华人民共和国建设部，2008. 则需要采用三次计算所得的构件配筋结果的包络 [3] 全国民用建筑工程设计技术措施结2003构 版( ) [S].北 值。显然，对于通常的建筑，规范所要求的结构 总京:建设部工程质量安全监督与行业发展司中国建筑标

准设计研究所，2003.

[4] SATWE用户手册及技术条件 [S].北京:中国建筑科学研

究院 PKPM CAD工程部， 2005.

Design Methodfor Buildings with Multiple Live Load Coefficients for Combination Values

12LI Wen-hui, ZHANGL i

(1.Guangzhoue Dsign Insittute, Guangzhou 510620; 2.Guangdeocnghn iTcal College of Water Resourceands

Electric Eningeering, Guangzhou 510635,Chi na)

Abstr act: Library buildings and archives buldiings include not onlyla rge areaof stack rooms, butals o sizable areafo r

reading rooms,ee mting roomso r offices; on the contrary, paortf the floor areao f school buildings or complex ffoice

buildings maya lso be used as stack rooms. Thefo rmun liive load for stack roomiss significantly larger than the typail c

floor types. Moreovebr, ot h Load Code andSei smic Code rsepecitvely define Live load coefficient for combination

values, which aren ot idenitcal in meanings anda luves in either codes.T he first part of this article explains and

differenitates theL ive load coefficient for combinaiotn values defined in both codesA. pplying those avlues correclty in

structurla design work using popular dseign software is also discussed.

Key wor ds: Live load coefficient for combinaiotn value; load; load combinaiotn; seismic design

范文四：墙柱基础设计楼面活荷载折减系数

例题：

一：23层商业住宅楼，4层商业

4～14层，计算墙、柱、基础时楼面活荷载取0.6：

第三层商业：（19*2.0*0.6+1*3.5*1）/（19*2.0+1*3.5）=0.63第二层商业：（19*2.0*0.6+2*3.5*1）/（19*2.0+2*3.5）=0.66第一层商业：（19*2.0*0.6+3*3.5*1）/（19*2.0+3*3.5）=0.686二：18层商业住宅楼，3层商业

4～14层，计算墙、柱、基础时楼面活荷载取0.6：

第二层商业：（15*2.0*0.6+1*3.5*1）/（15*2.0+1*3.5）=0.64第一层商业：（15*2.0*0.6+2*3.5*1）/（15*2.0+2*3.5）=0.676

范文五：活荷载

活荷载

也称可变荷载﹐是施加在结构上的由人群﹑物料和交通工具引起的使用或占用 荷载和自然产生的自然荷载。 如工业建筑楼面活荷载﹑民用建筑楼面活荷载﹑屋面活 荷载﹑屋面积灰荷载﹑车辆荷载﹑吊车荷载﹑风荷载﹑雪荷载﹑裹冰荷载﹑波浪荷 载等均是。

楼面双向板等效均布活荷载的计算方法 :

这个题目来自于《建筑结构荷载规范 GB50009-2001》的附录 B ,要弄清它需要先知道楼面 等效均布活荷载。 规范中虽然介绍了计算的原则, 但究其本源, 其实就是为了方便地统一处 理各种类型的局部活荷载, 也就是说寻找一个均布面荷载值, 使它对结构产生的效果与局部 活荷载产生的效果相同 (也就是等效的含义) , 这样我们对结构荷载问题的处理就比较统一, 因为我们进行结构分析时, 已习惯输入 KN/m2这样的荷载方式, 甚至有时候对某些楼面 (比 如地下室顶板)进行荷载值限定时,会写下该处的荷载不能超过多少 KN/m2这样的说明文 字。

所谓“等效” ,主要是指内力的等值,而且对于连续跨也常常是按单跨简支来考虑。在处理 单向板和悬臂板时, 很容易理解,规范中也给出了计算的原则。但是对于双向板而言, 规范 中仅给出一条简单的说明:“ 按四边简支板的绝对最大弯矩等值来确定” , 让很多人望而却步。

有些耐心的结构工程师在针对具体的工程项目时,还是可以得到一些关于这个问题的结果 的。 他可以近似地让局部荷载作用于双向板的跨中, 因为这种荷载布置以及均布荷载下的四 边简支双向板的绝对最大弯矩都可以在《建筑结构静力计算手册》中查表得到。

有多些耐心的结构工作者还可以通过有限元分析来得到结果,这些结构人士以高校老师诸 多。

其实学过 《板壳理论》 的力学专业出身的人可能会有这样的印象, 那就是薄板理论中首先推 导的就是双向板局部荷载下的挠曲面方程, 对其偏导就可以得到弯矩方程, 结果是一个级数 方程式。我们可以在程序中取前面几项,就可以得到足够近似的值。你可以通过访问 http://www.maggie.org.cn的在线计算部分得到结果。

这里有两个问题需要特别强调一下,有些程序处理双向板时,可能是因为规范的嘎然而止, 导致其武断地用两个方向的单向板来分别计算,取其中大者作为结果,这是偏不安全的。 (Morgain 好像是这样计算的) 。

还有个问题是关于绝对最大弯矩的问题,这是针对当局部荷载不是作用在板的正中间的情 况。 我们取什么位置的弯矩来考虑呢?是荷载作用的位置还是板的正中间位置?虽然所等值 对象的均布荷载下最大弯矩是采用板正中间的位置,但从“绝对最大弯矩”的概念上来说, 作者以为还是要取局部荷载作用处的弯矩。

下面有两个例子可以说明一些问题:

例一、板的跨度 Lx =3000mm ,板的跨度 Ly =3000mm

局部集中荷载 N =0.5kN ,荷载作用面的宽度 btx =200mm , 荷载作用面的宽度 bty =200mm ;

荷载作用面中心 x 向的距离 x =500mm

荷载作用面中心 y 向的距离 y =1500mm ,

局部荷载下采用板正中间的弯矩作参考对象时的结果:

集中荷载作用下:

计算得出的 x 向最大弯矩值 :Mmaxx=0.047kNm

计算得出的 y 向最大弯矩值 :Mmaxy=0.037kNm

由 x 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=0.136kN/m^2

由 y 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=0.106kN/m^2

最后取两者较大值,得 :qe=0.136kN/m^2

局部荷载下采用荷载作用处的弯矩作参考对象时的结果:

集中荷载作用下 :

计算得出的 x 向最大弯矩值 :Mmaxx=0.12kNm

计算得出的 y 向最大弯矩值 :Mmaxy=0.116kNm

由 x 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=0.346kN/m^2

由 y 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=0.333kN/m^2

最后取两者较大值,得 :qe=0.346kN/m^2

而采用用两个方向的单向板来分别计算的 Morgain 结果:

等效均布荷载为:qe=0.13kN/m^2

例二、板的跨度 Lx =3000mm ,板的跨度 Ly =3000mm ,

局部均布荷载 P =0.6N/mm^2 , 荷载作用面的宽度 btx =200mm , 荷载作用面的宽 度 bty =200mm??? 荷载作用面中心至板左边的距离 x =1500mm

荷载作用面中心至板下边的距离 y =500mm

局部荷载下采用板正中间的弯矩作参考对象时的结果:

集中荷载作用下

计算得出的 x 向最大弯矩值 :Mmaxx=1.768kNm

计算得出的 y 向最大弯矩值 :Mmaxy=2.263kNm

由 x 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=5.084kN/m^2

由 y 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=6.506kN/m^2

最后取两者较大值,得 :qe=6.506kN/m^2

局部荷载下采用荷载作用处的弯矩作参考对象时的结果:

集中荷载作用下:

计算得出的 x 向最大弯矩值 :Mmaxx=5.553kNm

计算得出的 y 向最大弯矩值 :Mmaxy=5.784kNm

由 x 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=15.964kN/m^2

由 y 向最大弯矩等值算出的等效均布荷载为 :qe=16.628kN/m^2

最后取两者较大值,得 :qe=16.628kN/m^2

而采用用两个方向的单向板来分别计算的 Morgain 结果:

等效均布荷载为:qe =6.19kN/m^2

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