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【工程师雷东宝原创】致青春:你逃课,看看结构师如何活荷载折减

发布于:2020-01-02 13:09:02 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

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

阳光明媚,风景正好。

在办公室,冯工轻轻的凑到我身旁:雷工,我那个教学楼项目有个小问题,就是活荷载折减,我有点拿不准,你一般是怎么处理的?

活载折减,一般有两个问题:为什么要折减活荷载及PKPM程序是怎么实现的?我从容应对道,几乎没有任何停顿。

1、为什么要折减活荷载

你一说我也有点懵,是啊,为什么要折减活荷载呢,冯工摸着自己的脑门问道。

举个例子吧,你大学逃过课吗,我问道。

嗯,逃过几次吧,其实我也不想逃的,逃课原因都记不得了,冯工回复道。

咱土木专业女生不多,你们班上男生胖子多吗,我进一步追问道。

好像有点跑题哦,雷工。说实话,我们班男生都挺瘦的,个子也算不上魁梧,没有彪形大汉,冯工似乎不大明白我为什么问这些,不过还是很友善进行了回复。

你在你脑海里想一下:一次上大课的时候,前两排几乎没人坐,偌大的教室里,空座位不少,很多同学由于各种原因逃课了。你坐在中间,放眼望去,一周不见,班上的男生未见增肥的,有几个好似消瘦了一些,真让人心疼啊,我带着煽情的口吻说道。

哦,雷工,我倒没有太心疼啊,咱是在说活荷载折减吗,难道我穿越了?冯工依然有点疑问的说道。

其实,上面那个场景就是活荷载为什么折减。

用结构术语就是:作用在楼面上的活荷载,不可能以标准值的大小同时布满在所有的楼面上。

这里面有两个关键词:标准值大小、同时。

你看看,同学有胖有瘦,即不全是标准值(教室活载标准值2.5KN/m2,折合每平米500斤),部分区域比标准值低;上课时,学神天天去,但每节课总有同学逃课,这就叫未同时布满在楼面上。这个活载2.5KN/m2,是这个教室50年可能出现的最大值,考虑到上面两个因素,所以楼面活载可以乘以折减系数,你造了吗,我娓娓道来,随后看向冯工,只见她嘴角已经上扬。

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哦,你解释的很形象、很贴切啊,雷工,原来我大学上课的时候,在座位上天天面对活荷载折减,我怎么就没有想到呢!冯工恍然大悟的说道。

2、PKPM怎么实现活荷载折减

第一个问题解决了,再看第二个问题:PKPM怎么实现活荷载折减?趁热要打铁,我没有停顿,直接说道。

愿闻其详,冯工抱拳说道。

荷载规范5.1.1有具体的梁折减系数及柱、墙、基础等竖向构件的折减系数,总体说来:梁按照从属面积来折减,竖向构件按照计算截面以上的层数折减。

规范洋洋洒洒,恣意徜徉,我们设计师要依靠PKPM软件才能实现上面的功能,战场打仗,我得有武器,才能消灭敌人,我有条不紊的说道。

是啊,之前我也看过一些PKPM活荷载折减的参考书籍,也在论坛上看过一些介绍折减活荷载的资料,有的说PKPM软件在PMCAD梁活载折减一次,在SATWE再折减柱墙活载,那么柱、墙可能折减两次活载,到现在我也没搞明白呢,所以索性我选择不折减活荷载,冯工略显尴尬的说道,说完又满怀希望的看着我。

你那都是老黄历了,PKPM很早就把在PMCAD里面的折减取消了,现在统一放在SATWE里面活荷载信息这里面了,我带着不容置疑的语气说道。

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那PKPM是怎么实现活载折减的呢,冯工带着强烈的求知欲问道。

先按照荷载规范,指定梁、柱、墙折减系数,这个折减系数可看做是构件属性。

然后,先按照不折减的活荷载,程序计算一遍活荷载工况。

最后,梁与柱各自乘以内定的折减系数,实现活载折减,我缓缓的说道。

哦,是这样啊,我听着是挺明白的,雷工,你能不能现场给我演示下啊,冯工微笑着说道。

你要求还挺多的,你不就是怀疑PKPM对柱子活载折减了两次吗?好吧,我给你演示下,说完我熟练的打开了PKPM,以迅雷不及掩耳之势建立了一个4层柱距12m*12m的单跨框架(每层仅4个柱子,4根主梁,主梁从属面积大于25平米),先看下梁不折减,柱子不折减(工况1)及梁折减,柱子不折减(工况2),梁的跨中弯矩及构件信息里面的活载折减系数,取第一层某根梁,看图1-3。

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图1 PKPM中梁构件信息位置

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图2 梁活载未折减、柱子活载未折减时,梁构件信息

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图3 梁活载折减、柱子活载未折减时,梁构件信息

图2说明:梁选择不折减,柱子选择不折减时,活载工况下梁弯矩193,活荷内力折减系数1.0。

图3说明:梁折减,柱子不折减时,活载工况下梁弯矩174(193X0.9=174),活荷内力折减系数0.9,这个0.9就是软件中勾选的梁从属面积大于25平米时,折减系数0.9。

由图2及图3说明PKPM可以正确的考虑梁的活载折减,我坚定的说道。

关键是我们再看下面两种情况:柱子活载折减,而梁活载不折减(工况3);柱子活载折减,梁活载折减(工况4)。在这两种工况下,比较一下柱子的轴力,就能知道,是否柱子活载折减了两次。

怎么看呢,冯工不解的问道。

都这个时候了,你还不明白吗?若是上面两种工况下,柱子的轴力是一样的,不就说明柱子活载折减一次,没有叠加折减吗,我对着冯工说道,看图4-5。

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图4 柱子活载折减,梁活载未折减时,柱子构件信息

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图5 PKPM软件SATWE中活载信息

图4说明:由于模型4层,看的是第一层的柱子,上面有三层,按照荷规5.1.2计算柱子内力时,活载折减系数该取0.85,程序是取0.85,此时活载工况下柱子的轴力是-612(负号代表压力)。

激动人心的时刻到了,最关键的是看下(图6):柱子活载折减,梁活载折减时,柱子的轴力是不是-612,若是的话,就说明柱子活载折减不叠加梁的折减信息,仅折减1次,就能完全弄明白活载折减这些事了,也不枉苦苦的踏雪寻梅一番。此处没有广告,也没有企业赞助的倒计时,直接看图6:

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图6 柱子活载折减,梁活载折减时,柱子构件信息

果然没辜负,人间依然值得。

图6说明:柱子活载折减,梁活载折减工况下,柱子的轴力也是-612,且构件信息与梁未折减时一模一样(大家可以自己试一试)。

这样就能说明PKPM中活载折减梁、柱是单独运行的,二者并不叠加,尤其是柱子的活载折减仅折减一次,我一鼓作气,没有停顿的说道。

我看明白了,我GET到了,我安全明白了PKPM是怎么折减活荷载的了,冯工有些激动的说道。

用知识和经验能让同事如此快乐,我也挺满足的,此处没有老泪纵横,只是淡淡的欣慰!

写在最后:PKPM还可以按照房间功能进行活载折减,可比较完美的考虑荷载规范中各种情况,大家可自行试试看。

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


全部回复(10 )

只看楼主 我来说两句
  • fst10
    fst10 沙发

    弱弱地问一下,盈建科有折减吗?

    2020-01-08 14:25:08

    回复 举报
    赞同0
  • liaodong3
    liaodong3 板凳

    很好的说明了荷载折减。学习了,谢谢楼主分享!

    2020-01-07 14:44:07

    回复 举报
    赞同0
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这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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