柱、墻設(shè)計(jì)時(shí)活荷載按樓層的折減問題

程麗

摘 要：從實(shí)際工程出發(fā)，介紹柱、墻設(shè)計(jì)時(shí)活荷載按樓層的折減問題，在SATWE設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義，以及如何在柱、墻構(gòu)件計(jì)算結(jié)果中查看折減系數(shù)。

關(guān)鍵詞：柱配筋設(shè)計(jì)；活荷載；按樓層數(shù)折減活荷載；房屋類別

1 樓面活荷載折減系數(shù)

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5.1.2作為強(qiáng)制性條文，明確規(guī)定設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)的樓面均布活荷載的折減系數(shù)，作為設(shè)計(jì)必須遵守的最低標(biāo)準(zhǔn)。作用在樓面上的活荷載，不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時(shí)布滿在所有的樓面上，因此設(shè)計(jì)梁、柱、墻和基礎(chǔ)時(shí)，還有考慮實(shí)際荷載沿樓面分布的變異情況，也即在確定梁、墻、柱和基礎(chǔ)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，允許按樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以折減系數(shù)。

折減系數(shù)的確定實(shí)際上比較復(fù)雜，采用簡化的概率統(tǒng)計(jì)模型來解決這個(gè)問題還不夠成熟。規(guī)范通過從屬面積來考慮荷載折減系數(shù)。對于支撐單向板的梁，其從屬面積為梁兩側(cè)各延伸二分之一的梁間距范圍內(nèi)的面積；對于支撐雙向板的梁，其從屬面積由板面的剪力零線圍成。對于支撐梁的柱，其從屬面積為所支撐梁的從屬面積的總和；對于多層房屋，柱的從屬面積為其上部所有柱從屬面積的總和。

2 SATWE中如何進(jìn)行柱、墻活荷載折減設(shè)置

用PMCAD擬建一辦公樓，共五層，各層平面布置圖相同，見下圖1。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5.1.2第2項(xiàng)規(guī)定，設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)，房屋類別為規(guī)范表5.1.1第1（1）項(xiàng)時(shí)，活荷載按樓層折減系數(shù)見圖5。這里考慮的是在多層或高層建筑中，上、下樓層同時(shí)達(dá)到活荷載設(shè)計(jì)值的可能性，也就是活荷載同時(shí)出現(xiàn)的概率的大小問題，一般情況下，樓層數(shù)量越多，各層活荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性就越小。從規(guī)范表5.1.2可以看出，計(jì)算截面以上的樓層數(shù)越多，相應(yīng)的折減系數(shù)的數(shù)值就越小。查找系數(shù)注意是指墻、柱計(jì)算截面以上的樓層數(shù)，屋面層不計(jì)入在內(nèi)。在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義菜單下的活荷信息中，勾選墻、柱設(shè)計(jì)時(shí)勾選“折減”選項(xiàng)，折減系數(shù)定義正確與否，可以在后面SATWE子菜單中活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義中查看。例如此辦公樓，一層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為4，按照5.1.2表，折減系數(shù)為0.70，見圖2。二、三層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為3，2，折減系數(shù)為0.85，見圖3。而四層柱計(jì)算截面以上樓層數(shù)為1，折減系數(shù)取1.00，見圖4。五層柱計(jì)算截面以上是屋面層，不參與折減。設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意房屋類別，如果是表5.1.1中第1（2）～7項(xiàng)應(yīng)采用與其樓板梁相同的折減系數(shù)。特別需要注意的是SATWE對于柱、墻的活荷載折減，只是在混凝土構(gòu)件配筋、鋼構(gòu)件驗(yàn)算考慮，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力文件沒有考慮。

3 如何在構(gòu)件計(jì)算結(jié)果中查看折減系數(shù)

在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義中定義墻、柱活荷載折減系數(shù)，最后在哪里查看此參數(shù)定義是否參與構(gòu)件計(jì)算中呢？各荷載工況下構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力簡圖是不考慮折減系數(shù)的，是否設(shè)置折減系數(shù)，其內(nèi)力簡圖是一樣的。我們可以點(diǎn)擊“混凝土構(gòu)件配筋及鋼構(gòu)件驗(yàn)算簡圖”進(jìn)入界面，在構(gòu)件信息中點(diǎn)擊柱信息，打開TXT文本，可以看到某個(gè)柱構(gòu)件設(shè)計(jì)信息，在構(gòu)件驗(yàn)算設(shè)計(jì)信息中RLIVEC就是此柱的折減系數(shù)。

折減系數(shù)會影響計(jì)算軸壓比的控制軸力，還有柱縱筋與箍筋的配置。

4 結(jié)束語

使用柱、墻活荷載折減系數(shù)時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：（1）使用折減系數(shù)一定要注意房屋類別，程序不具備判斷功能，需要設(shè)計(jì)人員人為判斷，在SATWE中選出與實(shí)際工程情況符合的折減系數(shù)。（2）注意按樓層折減，墻、柱計(jì)算截面以上的層數(shù)，是指樓面層，不包括屋面層。（3）對于底盤、裙房部分的柱、墻截面都直接按照最高的樓層數(shù)取用折減系數(shù)是不合理的，可能造成對活荷載的折減過多。對于各層的柱、墻和基礎(chǔ)應(yīng)該按照它上方實(shí)際的樓層數(shù)來確定活荷載的折減系數(shù)，對各層平面上的每根構(gòu)件應(yīng)該分別取值。為此SATWE提供“活荷載折減系數(shù)補(bǔ)充定義”菜單，可以對每一層的每個(gè)柱，單獨(dú)定義下折減系數(shù)。方便用戶靈活設(shè)置參數(shù)。

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