消防车均布活荷载标准值的取值

网上热点讨论和专家答疑 建筑结构⋅技术通讯 2006年11月 [编者按] 本期话 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的讨论源自 http://okok.org和《同是土木人》QQ 群(群号：6983479)。讨论时间：2006年 10~11月。答疑专家为 中国建筑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究院朱炳寅教授级高工，参与“板简支边是否要满足最小配筋率”讨论的还有中国建筑设计研究院审图所的姜学诗 教授级高工。文中黑体字是专家的评议。编辑整理：李静。 对结构剪重比的理解和控制 nxjun：最近碰到 8度区两个近百米框架-剪力墙高层，其墙 率偏高，但剪重比仅为 2.6%～2.8%（SATWE计算），请教 该如何处理？难道仅仅将地震作用按比例放大？从剪重比 数值来看，其墙率并不高。出现这种“矛盾”的情况，可以 检查填入信息是否有误，构件截面尺寸、周期折减是否合理 等。当结构的剪重比不满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 规定的最小剪重比要求时， 应优先考虑采取措施调整结构构件的布置，适当加大结构的 抗侧刚度；当剪重比与规范规定的最小剪重比相差不多时， 可采取加大水平地震作用效应的方法，以满足规范的要求。 另外，墙率（量）可以作为结构定性分析的一个辅助指标， 但不必要规定其绝对的量值要求。 Sunzhis、多孔砖：规范设置最小剪重比的目的是：由于地 震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于 3.5s 的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太 小。而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和 位移可能对结构的破坏具有更大的影响，但是规范所采用的 振型分解反应谱法尚无法对此作出估计。出于安全考虑，增 加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求。对。现行规范对 结构地震作用的计算，主要考虑地震加速度的影响，而对于 长周期结构（基本周期大于 3.5s），地震动态作用中的地面 运动速度和位移可能对结构更具破坏作用，控制结构最小剪 重比的根本目的就在于弥补振型分解反应谱法的不足，确保 长周期结构的安全。 Sunzhis：对于存在竖向不规则刚度突变的结构，在较弱的 楼层，尚应再乘以 1.15的系数。 Chji：新抗规GB50011－2001第 5.2.5条并没给出指标，即 剪重比未达到应对结构布置进行调整，仅是说未达到应对计 算结果进行调整，以保证结构安全，在SATWE计算结果文 件所列信息中，有一项 0.2Q 调整信息即是此意。剪重比要 求与 0.2Q 要求是两个问题，不可混淆。0.2Q 是对框架-剪 力墙结构中框架的二道防线要求。 0 0 0 gjf88：结构的剪重比是一个综合的指标，既有安全方面， 也有经济方面的考虑。剪重比过大，说明剪力墙布置过多了， 太刚，尽管内力、位移都满足要求，但会吸收更大的地震作 用，不经济。剪重比太小，则位移难以满足要求。所以规范 尽管只提到剪重比不满足要求时进行内力调整，但在可能的 情况下，还是应该控制其在合理的范围之内，以达到经济和 安全。只有在结构布置受到制约，没办法调整到合理范围时， 才按照规范的要求进行内力调整，这才应该是规范的本质。 对长周期结构，剪重比太小可能表现为位移难以满足要求， 但规范更深层的考虑还不在此，在于为弥补振型分解反应谱 法的不足，确保结构安全。 keycn：振型参与质量系数不够的话，也会造成地震剪力不 够。检查该系数是否达到了 90%，如果没有，请加大振型数， 重新计算，直到达到 90%为止。 ljyzhs：一个 3层教学楼，剪重比用TBSA5.0算为 4.1％， 用广厦SS算为 4.0％。总信息：近震 7度，3级，II类场地， 周期折减 0.8，地震力调整 1.0，梁刚度增大系数 1.0。审图 机关提出剪重比超限。我认为是因为楼层太低、层数太少的 缘故。3 层教学楼若采用钢筋混凝土结构，一般会采用框架 结构。根据计算结果，4%左右的剪重比对多层框架结构应 该是合理的，这是由结构体系的体型所决定的。结构体系对 剪重比的计算数值影响较大，矮胖型的钢筋混凝土框架结构 一般剪重比较大，体型纤细的长周期高层建筑结构一般剪重 比较小，应注重判断。另外，规范没有规定最大剪重比限值， 因此这只涉及结构设计的合理性问题，不涉及超限问题。如 果计算的剪重比数值超出规范要求的最小值较多，可以结合 其他计算指标（如位移值）进行分析，如果结构位移很小， 则结构刚度太大，可以减小抗侧力构件截面或减少抗侧力构 件来减小地震作用对结构的影响；如果其他计算指标均较合 理，则不宜刻意去降低剪重比数值。 张晋元：1)梁柱截面太大会使周期减小，地震剪力增大；2) 荷载取得是否偏大？3)现浇框架梁刚度增大系数建议取 1.2。梁刚度增大系数可取结构典型梁截面，按T形截面计算 确定。 ljyzhs：该工程剪重比超限经查对后确认是柱截面过大所 致，因为该楼是圆形图书楼，首层架空，建筑为柱廊效果定 了柱尺寸，导致柱轴压比普遍在 0.2以下，改小柱截面后剪 重比即下降至 2.2%。3 层框架结构剪重比为 2.2%不是很合 理。要注意其他指标是否合理。 Yaokd：如果剪重比过大，说明结构存在一定的不合理，应 该适当调整。如果建筑要求的柱子截面过大，结构柱可以做 小些，再用装修来解决其要求的效果。 wangsl77：不要为了应付审图而随意调整系数，而应根据实 际情况取。上述工程，我认为梁刚度增大系数应大于 1.5（板 的作用），周期折减系数可取 0.9（教学楼很少墙）。 （以上话题讨论源自http://okok.org，由南京市建筑设计 研究院有限责任公司黄志诚提供） 27 28 消防车均布活荷载标准值的取值 烈日骄羊：30t 消防车、8.4×8.4 地下室板、0.7m 覆土，活 荷载取多大？《建筑结构》2006 年第 5 期副刊发表过朱炳 寅教授的一篇文章《对荷载规范第 4.1.1条的理解与应用》， 但有些内容交代不全，如什么是覆土足够厚?如果不够厚， 如何取？消防车的等效荷载取值与消防车类型、结构布置及 覆土厚度及计算的构件类型等密切相关，其计算过程较为复 杂，首先应根据汽车轮压扩散原理计算轮压（一般是后轴轮 压）作用在楼板上的局部荷载（荷载数值及作用面积），然 后根据楼面等效活荷载的等效原则（见荷载规范附录 B）将 轮压局部荷载等效为楼面等效均布荷载（按板块大小满布）。 对楼面梁、剪力墙、柱和基础等，还应按荷载规范第 4.1.2 条折减。根据以上条件，在只考虑一辆消防车作用时，可推 算出后轴轮压在地下室顶板上的局部荷载为两个，每个长 2.81m、宽 1.01m，每个荷载共重 120kN，两荷载相距 0.79m （沿宽度方向）。 “覆土足够厚”指：消防车的轮压荷载通过土体的扩散， 达到可以按其合理投影面积内的平均荷重考虑的情况。覆土 足够厚时表现为轮压荷载相互重叠。如不满足足够厚条件， 应按轮压扩散角进行相应计算。 足够的覆土厚度数值应根据工程经验确定。当无可靠设 计经验时，可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分 的汽车投影面积确定，见表 1。如：300kN级汽车，汽车的 合理投影面积为（8+0.6）×（2.5+0.6）=26.66m2，后轴轮压 占全车重量的比例为 240/300 =0.8，取后轴轮压的扩散面积 为 0.8×26.66=21.33m2，相应的覆土厚度就是hmin。当实际覆 土厚度h≥hmin时，可认为覆土厚度足够。 满足覆土厚度足够时的最小覆土厚度 表 1 汽车级别 100kN 150kN 200kN 300kN 550kN hmin（m） 2.5 2.41 2.32 2.50 2.56 好好学习：30t的消防车，当覆土足够厚时，活荷载取 11.25 kN/m2。可以参考朱教授的推导。 毕贤：应取 20kN/m2，这是规范定的，为什么要折减呢？不 是折减，是消防车荷载的合理取值，提折减很容易与荷载规 范第 4.1.2 条混淆。注意：荷载规范表 4.1.1 中第 8 项给定的 消防车荷载，只能用于当轮压直接作用在楼板上时，楼板设 计所用的等效荷载；当消防车类型不符合规范规定的车型、 楼板上有覆土，或用于楼板以外的结构构件设计等其他情况 时，不可直接采用规范给定的数值。 飞刀：可以参考北京市《建筑设计技术细则》。其附录一有 错误，已发勘误表取消之，不应采用。 缘来是你：如果覆土很厚，按 20kN/m2确实浪费了，看下人 防规范就知道了。有覆土时，对楼板计算也不能直接取规范 的数值。覆土很薄时可不考虑覆土作用，计算结果偏安全。 1.5m厚土上消防车，我一般取 10 kN/m2。工程实践及算例 分析表明，取 10kN/m2虽依据不足，但作为一种估算方法， 其计算结果具有一定的合理性，可用于方案及初步设计。还 是要按轮压扩散来计算，就是按 45°折减，不能按整个作用 面积考虑。轮压在土中的扩散角可取 30°～35°，在混凝土中 的扩散角可取 45°。 ald：如果不考虑覆土，按等效荷载算的话还会超过 20kN/m2。 对 30t级(含)以下的消防车，大多数情况下规范给定的数值 应能满足要求。可考虑用有复杂楼板计算功能的软件计算。 在云端：某专家的文章指出消防车荷载依据梁板跨度和覆土 厚度不同而不同，一般情况取 12～15 kN/m2，再取大就没 有很大意义了。具体数值应根据覆土厚度确定，从上述数值 来看应是接近覆土层较厚的情况。 土+西安：我们这里消防车的荷载不折减。完全套用规范给 定的楼板等效荷载数值不一定合理，多数情况下取值偏大。 半头砖-醋泡：现在的载重汽车，经常比消防车还重。前几 天刚做了一个地下通道，甲方说那地方经常通过 40t以上的 拉煤车，比消防车还重 10t。规范只列出最大为 30t级消防车 的等效均布荷载，其实超高层建筑的消防车常超过 30t级， 应按轮压局部荷载验算。 缘来是你：重车轮压面积大，所以等效荷载不一定最大。 半头砖-醋泡：有理。过重的车往往有 10多个轮子。 缘来是你：我经常做 1.5m厚覆土的工程，20，15，10kN/m2 都取过，审图的也没提过异议。审图标准与设计合理性通常 是两个不同的问题。 （以上话题讨论源自《同是土木人》QQ 群） 板简支边是否要满足最小配筋率 小媛：板简支边要满足最小配筋率吗？即混凝土规范 9.5.1 条要求。我用φ8@180，审图的说我违反强条，不满足最小 配筋率就相当于没有钢筋。在简支边设置构造钢筋的根本目 的在于，控制由非计算弯矩引起的构件裂缝宽度在规范容许 的范围内，以满足正常使用要求。从严格的计算角度来说简 支边是不用配筋的，因为，简支边的合理转动不影响构件的 安全，故简支边无需满足受力钢筋的最小配筋率要求（对应 于计算弯矩的相应部位，见混凝土规范第 9.5.1 条），但应满 足构造钢筋的配筋要求（对应于计算以外的实际存在的非计 算弯矩部位，见混凝土规范第 10.1.7 条）。配置适量的构造 钢筋既可使支座有一定的转动能力，又可控制使支座截面的 裂缝宽度不致过大。事实上只要使用要求不高，允许支座处 地面有裂缝，就可以不配筋，如不设整浇层的预制楼板结构 就属于这种情况。 喜欢蓝：最小配筋率是针对受力钢筋的，简支边不用满足最 小配筋率，但要满足构造要求。构造要求是考虑了温度等非 荷载作用造成的收缩开裂。即使是厚 150 的板我用φ8@200 的构造也没有人提出不行。概念是清楚的，满足构造要求也 是合理的。深圳、东莞的做法是按照最小配筋率作为构造。 要求构造满足受力钢筋最小配筋率的要求，严于规范的要 求，是一种土政策，但容易引起概念的混淆。 好好学习：对于承重板，不论是上铁还是下铁都是受拉的。 即使简支，也有弯矩存在，只是小些，这时就要求满足最小 配筋率。还是没有分清构造要求和受力钢筋的最小配筋率的 区别。 29 钢＋砼：砖混板边跨约束弱，不会出现过大的负弯矩，可按 照简支板计算，也无须执行最小配筋率要求！工程上一般将板 支承在梁或砖墙上时作为简支边考虑。借鉴结构固定端的确 定方法，当板的支承构件的抗扭刚度大于板抗弯线刚度的2 倍时，可确定为固定端。 好好学习：砖混结构现浇板也会出现裂缝。不少施工单位反 映墙边开裂的几率比较大。对，主要看墙对楼板的约束作用。 喜欢蓝：简支端不需要满足最小配筋率。因为在完全忽略端 部弯矩的条件下，底筋的计算配筋量可以满足挠度和裂缝要 求。在底筋足够多的情况下，完全可以使得端部不出现弯矩。 原因分析不对。简支边虽没有计算弯矩，但却存在一定量的 实际弯矩；也正是实际弯矩的存在，才需要配置构造钢筋。 好好学习：简支是设计人员自己简化的，所以规范要求用最 小配筋率（应为构造配筋）来弥补简化的不足。 钢＋砼：规范未说明用最小配筋率来弥补简化的不足，最小 配筋率的定义主要是在受弯构件中如果受力钢筋的配筋率 小于一定值后，和没有配筋一样，发生脆性破坏。概念清楚。 如梦：对简支边而言，上部的钢筋为构造钢筋而不是受力钢 筋，故只需满足构造要求。概念清楚。构造钢筋不是受力钢 筋。规范中分布钢筋的主要作用是使受力钢筋受力均匀，与 构造钢筋有一定区别，可将其看作为一种特殊的构造钢筋。 以下为姜学诗教授级高工对此问题的解答：钢筋混凝土板与 梁或墙整体现浇，设计计算时，尽管可以假定板在梁或墙支 承处为简支边，因而认为支座弯矩为 0，但板在受力变形时， 支座部位由于受到梁或墙的约束，仍会产生一定量的负弯 矩；同样，嵌固在承重砌体墙内的钢筋混凝土板，也会由于 受到墙体的约束而产生一定量的负弯矩。由于负弯矩的存 在，板边会产生开口向上的裂缝。这种裂缝的存在不仅影响 观瞻，而且当裂缝宽度较大超过混凝土规范 GB50010－2002 的允许值时，还会引起钢筋的锈蚀，降低板的耐久性。所以， 在板的支座部位，尽管按简支边计算，仍应配置足够数量的 构造钢筋，以防板边出现混凝土规范不允许的裂缝。 混凝土规范规定，当板与周边支承梁或墙整体现浇且按 简支边计算时，沿板的受力方向配置的上部构造钢筋，截面 面积不宜小于板该方向跨中受力钢筋截面面积的 1/3；钢筋 直径不宜小于 8mm，间距不应大于 200mm。当板按单向板 计算配筋，板的受力钢筋与梁平行时，应在该梁顶面沿梁长 度方向布置与梁垂直的构造钢筋（负弯矩钢筋），钢筋的直 径不宜小于 8mm，间距不应大于 200mm，截面面积不应小 于板中受力钢筋截面面积的 1/3。 经验表明，当板的上述构造配筋符合混凝土规范规定 时，板边的裂缝可以控制在规范允许的范围内。 混凝土规范 10.1.8 条还规定，垂直于板受力钢筋布置的 分布钢筋的配筋，其截面面积不宜小于受力钢筋截面面积的 15%，且不小于该方向板的截面面积的 0.15%；分布钢筋的 直径不宜小于 6mm，间距不宜大于 250mm；当有较大集中 荷载作用于板面时，分布钢筋的面积应适当增大，间距不宜 大于 200mm。 混凝土规范不要求板的简支边的配筋满足受弯构件的 最小配筋率要求，只要求符合上述构造要求。 考虑到板的上述构造配筋的配筋量不应低于板的分布 钢筋的配筋要求，建议上述构造要求的配筋量也不宜小于该 方向板的截面面积的 0.15%。 （以上话题讨论源自《同是土木人》QQ 群） --------------------------------------------------------------------- 对本刊 2006 年第 5 期《建筑结构整体电算时 应合理假定楼板的刚度》一文的讨论 该文最后一段指出：周期比应在刚性楼板假定下进行计 算。有读者来电指出规范没有对周期比作此规定。为此文章作 者姜学诗作如下答复：规范确实没有明确对周期比作此规定， 但陈岱林等编著的《多层及高层结构 CAD 软件高级应用》（中 国建筑工业出版社）一书的第 13 页指出，周期比的要求原则上 是针对高层建筑整体振动效应，并且为了避免局部振动，结构 也应该按“刚性楼板假定”来分析，这样得到的周期比才有意 义。以上观点供参考。 勘 误 1)本刊 2006 年 9 期 5 页《现浇钢筋混凝土板的构造负筋和 分布钢筋配筋探讨》一文图 1(b)中应去掉“还应满足 AsT≥ ρ minbh，≥Φ8@200”。2）本刊 2006 年 9 期 28 页《有关 高层建筑嵌固、埋深问题的讨论》的参考文献[1]应为王亚勇等 编著的《建筑抗震设计规范疑问解答》。特向作者和读者致歉。 书讯 《上海市超限高层建筑工程抗震设防专项审查选编》 该书分上下两册，共选编了 59 个项目，具体给出工程概况， 设计依据，结构和抗震设计参数，场地地质和基础设计，主要 建筑材料和强度等级选择，超限情况和抗震措施，SATWE 和 ETABS 程序计算结果及输入、输出数据，部分建筑平、立、剖 面图和结构设计平面图，专家组的综合分析、技术审查意见等。 本书由上海市建设和交通委员会科学技术委员会出版， 《PKPM 新天地》编辑部独家销售。 价格：200 元/本（含邮费）。联系电话：021-53964575。