【结构咖】到底要几个模型才能算清楚消防车荷载

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】设计心得第三期

结构设计相关知识分享的一汪小水塘

问题阐述

本篇文章讨论怎么样使用自定义工况实现消防车荷载在不同计算过程中是否参与计算的目的。

问题分析

对于传统计算方式，在面对有消防车荷载的计算时，通常会建两个模型，一个只添加普通活荷载，用于计算基础配筋；另一个将消防车荷载按照活荷载输入，用于计算梁板柱等构件的配筋、挠度等。

虽然这样的建模方式可以将两种工况下的结构计算的很清楚，但仍旧存在两个弊端：

当需要修改模型的时候，必须同时修改两个模型，从而达到统一的效果。若修改的工作量比较大，必然会影响效率，出现误差的几率也会变大。将两个模型合并，有利于模型的调整试算。

在进行楼板配筋的时候，消防车荷载是可以按照塑性理论计算的，允许消防车作用下，楼板出现裂缝和塑性铰，从而降低楼板的配筋；而将消防车荷载按照普通活荷载输入后，计算软件并不能识别为消防车荷载，无法按照塑性计算。

精

我们通过一个对照计算模型来讲解如何使用这个功能。

建立一个计算模型，布置如下图：

柱截面600*600；柱距8m，十字梁居中布置，楼板厚度取150mm。

然后复制两次，形成三个塔楼。

从左往右依次编号为1、2、3号。

恒荷载均取1m覆土厚度，按20赋值。

1号活荷载=4

2号活荷载=22

3号活荷载=4

另外，在盈建科“自定义工况”分页下，添加一个工况。

自定义工况命名为“消防车荷载”，其中几个系数的取值需要进行修改：

荷载类型选择“消防车”，只有这样，后面计算板的时候才能将其识别从而进行塑性计算。

重力荷载代表值系数=0，消防车不参与抗震计算。因为着火的同时发生地震的概率实在是太低了。

非地震组合系数=0.7

频遇值系数=0.5,3和4都是按照规范取值

准永久值系数=0，消防车不参与基础的计算，所以取为0

墙柱活荷载折减系数=0.8

楼面梁活荷载折减系数均=0.8

参数设置完毕时，和下图是一致的。

接着要布置消防车荷载，点击第二个图标“楼板”，输入消防车荷载22。然后仅布置在3号塔楼。至此建模的步骤结束，进入前处理阶段。

由于三个塔楼在一个模型里，其他的计算参数发挥的作用一致，不需要特别设定。仅有一项需要注意：活荷载信息。

活荷载信息当中包含两种折减设定：墙柱和梁的活荷载折减。但是这里输入0.8，双向板折减系数取0.8，均不能实现活荷载的折减。而是需要在“活荷折减”功能当中单独指定梁、柱的折减系数。感兴趣的同学可以自己试验一下。

同时，这个折减系数对于自定义工况并不起作用，自定义工况的折减系数在前面的荷载输入过程已经定义。

在活荷折减当中，设置2号塔楼的梁、柱折减系数均为0.8，3号塔楼均为1。

计算结果如下图所示：

1号塔楼由于没有消防车荷载，配筋较小，不具参考性。

2号和3号塔楼梁、柱计算结果几乎完全相同。可见自定义工况的应用方式正确。

再来看一下板施工图。由于板厚=150mm，属于较厚的楼板，计算之前先定义楼板类型为弹性板6，这样更接近实际情况。另外在计算参数当中选取有限元方式，并且勾选消防车荷载塑性计算。

经过计算后，三个塔楼的结果均不相同。其中，2号塔楼的配筋最大，1号塔楼最小，3号塔楼配筋约为2号的70%左右。可见塑性算法起到了作用，并且很大程度上降低了楼板的配筋。当然，是否采用塑性算法，还需要同学们自行斟酌。

梁、柱施工图，2号、3号的配筋是一样。

在基础计算中，仍旧采取默认参数计算。结果是1号和3号完全一致，而2号的独基尺寸要大一些，这是2号的消防车荷载是按照活荷载输入的，参与了基础计算。

以上就是使用自定义工况在一个模型当中根据不同的计算内容确定是否采用消防车荷载的方法。各位同学看明白了吗？

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本文所用的计算模型已上传。

关注“易筑结构”公众号后回复

“计算模型”即可领取。

（YJK1.8.2以上版本）

预告：下篇文章，秋刀鱼将继续分享消防车荷载作用下，不同结构布置方式对配筋的影响。

敬请期待

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