文章首发:土木工程结构设计,ID:tumu101
作者:工程师雷东宝 北京TOP3大型甲级设计院、一级注册结构工程师、985硕士,《建筑结构》杂志刊文作者
国庆假期的前一天,我们仍旧奋战,在餐厅,冯工吃完一口米饭直接了当的问道:雷工,我新做的这个教学楼,隔墙荷载有点乱,你一般怎么考虑的?
隔墙荷载,看似简单,里面却有点门道的,隔墙荷载弄明白了,一般的建筑你就不怕了,我吃完一块红烧肉,答道。
1 隔墙位于主梁上
这肯定是你最想要的,你希望建筑专业把隔墙全部放在主梁上,这样结构专业好处理。直接计算出隔墙的线荷载,按照恒载(线荷载)输入到梁上即可。但是,建筑的隔墙是起空间分割作用的,不可能都位于主梁上,我们做结构,也得满足建筑的功能要求吧,我咕咚喝了口粥说道。
2 隔墙不在主梁上,隔墙布置有规律
那雷工,隔墙在主梁上,我也是按你说的方法输入的,关键是不在主梁上的隔墙怎么处理呢?说完,冯工拿了个鸡翅嚼了起来。
这个分情况,要是隔墙布置的比较有规律,我们可以在隔墙下面布置次梁,为了隔墙,选择主次梁水平体系。不过,你想想除了学校的宿舍外,我也没见过其余项目有隔墙布置有规律的,说完,抬头看向冯工,只见鸡翅根上面的肉已经所剩无几了。
3隔墙不在主梁上,隔墙布置无规律
雷工,要是隔墙无规律呢,我也是被这种情况折磨的都没有胃口了。我总不能每道隔墙下面都布置次梁吧,那我的图多乱啊,冯工潇洒的扔下鸡骨头,满怀希望的等着我的答案。
这种情况太常见了,隔墙不在主梁上,杂乱无章,怎么办呢?我也见过有人在每道隔墙下布置次梁。不过,这种方案不是好方案。
其实荷规附录C说了,按照跨中弯矩等效,将隔墙线荷载或设备专业提的局部设备荷载等效成面荷载(等效均布荷载)。只不过,即便他给出这个做法,几乎没有几个设计师会这么做。你知道为什么吗?趁着冯工思考的间隙,我赶紧来了一块地瓜。
为什么呢?冯工眉头紧锁,不解的问道。
3.1 正确但很少有人采用的方法
你想啊,现在设计周期这么短,建筑专业提给我们图后,我们得急忙的定下柱子尺寸,梁尺寸,看下梁配筋,分给板的时间很少,因为建筑专业几乎从来不在乎板厚。再说了,他们的建筑功能该来该去,一直变化,有的板上面有好几道的隔墙,无论如何也没有时间按照荷载规范的附录C去取等效荷载的。
假如,一个耿直的刚做设计的小伙子,非要按照附录C去取等效荷载,忙活了半天,也是有致命漏洞的,说完我看向冯工,只见她眉头又紧锁了几分,丝毫未放松。
是吗,快说说啊,雷工,冯工急切的问道。
举个例子吧,假设这片隔墙布置在双向板(5X5)跨中,板厚150mm,墙长5米,墙线荷载10KN/m,隔墙总重50KN(按板上无任何恒载及活载考虑)。一般方法是取均摊荷载,就是隔墙总重量除以板面积,50/(5X5)=2KN/m2。但是按照跨中弯矩等效(按照理正结构工具箱计算,读者可自己试验一番)计算出来的隔墙等效均布荷载是5.4KN/m2,即第一块板仅输入隔墙荷载,另一块板输入恒载5.4KN/m2,两块板的跨中弯矩相同,这个5.4KN/2,就是隔墙的等效均布荷载。
相当于隔墙总荷载就是5.4X5X5=135KN。你将隔墙荷载按照5.4KN/m2的等效均布荷载输入到PKPM中,板是没有问题的,在隔墙荷载下,肯定不会坏,因为是按照跨中最大弯矩等效来的。
但是梁与柱呢?首先,隔墙总荷载是50KN而不是135KN,梁受的隔墙恒荷载大了;其次,隔墙荷载大了,重力荷载代表值也大了,PKPM模型中梁柱受到的地震作用也大了。也就是说,这种处理方式板没问题,但PKPM模型中梁柱会受到更大的地震力,配筋也会更大,是无必要的浪费。
那我要是取两个模型,板配筋模型单独拿出来,输入到板块中的隔墙荷载是5.4KN/m2,梁柱模型中输入隔墙荷载是按照均摊算出来的2KN/m2,不就行了,冯工突然心血来潮的说到。
你要是这么输入,我对你只有一句评价:较真结构师也!这样做是最正确的,不过,你的工作量会是别人的N倍,尤其遇到板中不止一道隔墙的时候,我带着佩服的语气说道。
哦,还有简单的方法吗?我也想提高效率啊,我也想多休息会啊,冯工带着强烈的求知欲说道,已经不理会盘中的美味佳肴了。
3.2 工程中常用的方法A
我在实际工程中的方法是:只要隔墙未布置在主梁下,我一般不会专门为了隔墙而布置次梁。我会计算出隔墙的总重量,均摊到板块中。举个例子,双向板(5X5)的板块中有1道墙,墙长共5米,总重50KN,我会用这个50KN/(5X5)=2KN/m2,输入到PKPM模型中。这样梁与柱受到总恒载是准确的,受到的地震力也是准确的,但是这种均摊荷载其实对于板块是偏于不安全的,因为均摊的方法严格的说来仅适用于隔墙在板块中布置均匀的时候(见荷规附录C第8条)。
此时,我会在板的说明里加上这么一句话:隔墙下无梁时,在隔墙对应的板位置处,板下加设2根14附加钢筋,附加钢筋锚入两侧梁中。因为板块中的隔墙对板产生的弯矩,肯定是隔墙位置处最大。采取这个构造加强措施后,我认为可保证板的安全。不过,这样并没有完全解决这个问题,仅仅是略微加强一些而已,不少设计院都会加这句话的,这也是对待隔墙荷载比较常见的方式:均摊隔墙荷载 上面那句话。说完我赶紧又喝了一口粥,余光中看到冯工紧锁的眉头终于有所缓解。
3.3工程中常用的方法B
哦,原来你有一句说明啊,一会儿回到办公室,你把这句话发给我吧,雷工,说完,冯工又吃了一个猪肉丸子,好像很香的样子。
其实,还有一种方法。现在PKPM可以输入线荷载了,若板块里有多道隔墙荷载,也可以把隔墙按线荷载输入到PKPM中,这样,总的荷载是准的,梁柱受到的力就是准的。
只不过,这块板的计算方法只能是有限元方法计算,不能采取常见的板计算方法(即查表法,后续文章会对板计算方法做专题介绍)。因为这种方法在实际工程中应用的不多,一些老的工程师不大赞成,认为工程实践太少,毕竟查表法计算板配筋应用了五六十年了。
话说回来,有些异形板也不能采用查表法,只能采用有限元法计算,也没听说有坏的,所以我有时也会采用在PKPM中直接将隔墙荷载按照线荷载的方式布置在板上。
说完,说完我看向冯工,只见她开心的吃起饭来,一副津津有味的样子。看来,她已经对隔墙荷载了然于心了。
文章首发:土木工程结构设计,ID:tumu101 作者:工程师雷东宝 欢迎来查看更多原创文章,更有《功夫结构》高清《18G901-1》赠送
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混凝土结构
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只看楼主 我来说两句谢谢楼主的分享,受益良多~
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谢谢楼主分享好资料
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