【结构咖】设计心得002消防车荷载折减那些事儿

本期推荐讲师

作者 | 秋刀鱼

国家一级注册结构工程师，结构工程硕士、常年在甲级设计院从事结构设计工作。

擅长砖混结构、混凝土框架结构、混凝土剪力墙结构、无梁楼盖、人防结构设计。

本文来源于其微信公众号“秋刀鱼塘”

【秋刀鱼塘】设计心得第二期

结构设计相关知识分享的一汪小水塘

问题阐述

地下建筑设计过程中，通常绕不开消防车荷载的布置和计算。这种荷载取值比较大，按照《建筑结构荷载规范》当中的规定，最小值为20kN/m2。对构件配筋结果影响非常大。

根据规范规定，消防车荷载可以折减，并且不同构件的折减系数不同。而且在不同的设计阶段，消防车参与计算的情况也不尽相同。导致很多时候我们需要做数个模型来进行包络设计。这也是地下建筑结构设计的一个难点。

本篇文章旨在解决如何在纷杂的折减系数中以尽可能少的模型求解出合理的结果这一难题。相信各位看完之后一定会有所收获。

问题分析

分析一：

对于消防车荷载的取值，规范根据单/双向板有不同的规定，从图中可见，单向板和小板跨（≤3m）的双向板，荷载的标准值要大大超过大板跨的双向板和无梁楼盖的，这是因为荷载的取值是根据概率来决定的。对于面积比较小的板（单向板可以看成是小板的拼接）荷载达到满铺的概率要高于大板。

由于轮压扩散应力现象的存在，板顶的覆土可以将轮压的作用进行一定程度的扩散，将原本近似于集中力的作用转化成面荷载，降低荷载标准值的大小。

根据《荷载规范》附录B的公式。

可以计算处折算覆土的厚度，再根据覆土厚度和板跨来查找下面表格中消防车荷载的折减系数。

目前规范的表格仍旧存在一些争议。比如没有规定单向板板跨大于4m的时候如何取值，也没有规定双向板板跨大于6m的时候怎样取值，非正方形板如何取值；以及同板跨的单向板和双向板，折减后的等效均布荷载双向板的结果要大于单向板。

比如板跨3m，荷载标准值均为35，折算覆土厚度为0.5m时，单向板的折减系数为0.94，而双向板为0.95。

分析二：

《荷载规范》针对墙柱、单/双向板的主次梁都有折减系数的规定。

单向楼盖次梁 => 0.8

单向楼盖主梁 => 0.6

双向楼盖主、次梁 => 0.8

设计墙、柱时，消防车活荷载按实际考虑

根据盈建科的说明文档和技术人员的解答。软件判断主次梁标准是按照梁长度是否大于6m为限。≤6m定义为次梁，>6m定义为主梁，并不考虑单向板还是双向板。这使得同时存在单、双向板的模型当中，不能根据板的类型来区别定义主梁的折减系数。

分析三：

”等代楼板“的概念。

等代楼板，是指在考量不同构件时，所采用的不同板尺寸。

比如以下两种布置：大板和十字梁，他们的等代楼板有什么不同呢？

首先，对于板荷载来说，左图的等代楼板宽度为A，即用A来查表。右图则需要按照A/2来查。

其次，对于主梁而言，二者的等代楼板宽度相同，均为A。柱子亦然。

最后，对于右图的次梁，等代楼板宽度需按照A/2来查表。

精

针对以上三个分析问题在软件当中的应用，我们来一一解答。

分析一：对于消防车在不同板跨不同折算覆土厚度的取值问题，中国建筑设计院在最近出版的《结构设计统一技术措施》当中已经给出了解决方法。

将前面提到的两个表格合二为一，编织出一个新的表格，补充了超过6m板跨的系数取值，避免了单向板等效荷载小于双向板的情况。

分析二：在设计时，除单向板主梁外，其余构件的折减系数均取为0.8；单向板主梁取0.6。

分析三：由于次梁将大板分割成小板，板跨减小，导致等效荷载增大，楼板、主次梁配筋均有增加。但是在计算主梁的时候，往往不做任何修改，等代楼板宽度依旧采取小板块的板跨，使得按照规范取用的等效荷载，比按照等代楼板取值增大55%（这个数值是根据技术措施当中的表格计算得出的）

货

为了方便大家查阅，秋刀鱼将《技术规程》当中的消防车等效均布活荷载值制成表格。

关注我们的公众号后回复“荷载表格”即可领取。

预告：下篇文章，秋刀鱼将继续分享如何使用自定义工况计算消防车荷载。

敬请期待

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