民用建筑楼面均布活荷载-结构工程师考试教程

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：因此，应按表1.2-1中第11项的当人流可能密集时的楼梯，取用楼梯间活荷载标准值qk=3.5kN/m2。图1.2-2 住宅楼标准层平面中的楼梯一地下二层停放旅客车的车库，采用9m×9m柱网的有柱帽无梁楼盖，现需确定该楼盖的楼面均布活荷载标准值qk=____kN/m2。

1.民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数

（1）民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数的取值，不应小于表1.2-1的规定。

表1.2-1 民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

（续）

注：1.本表所给各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大、情况特殊或有专门要求时，应按实际情况采用。

2.第6项书库活荷载当书架高度大于2m时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/m²确定。

3.第8项中的客车活荷载仅适用于停放载人少于9人的客车；消防车活荷载适用于满载总重为300kN的大型车辆；当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷载。

4.第8项消防车活荷载，当双向板楼盖板跨介于3m×3m～6m×6m之间时，应按跨度线性插值确定。

5.第12项楼梯活荷载，对预制楼梯踏步平板，尚应按1.5kN集中荷载验算。

6.本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按永久荷载考虑，当隔墙位置可灵活自由布置时，非固定隔墙的自重应取不小于1/3的每延米长墙重（kN/m）作为楼面活荷载的附加值（kN/m²）计入，且附加值不应小于1.0kN/m²。

（2）设计楼面梁、墙、柱及基础时，表1.2-1（荷载规范表5.1.1）中的楼面活荷载标准值的折减系数取值不应小于下列规定：

1）设计楼面梁时的折减系数

①第1（1）项当楼面梁从属面积超过25m²时，应取0.9。

②第1（2）～7项当楼面梁从属面积超过50m²时，应取0.9。

③第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8；对单向板楼盖的主梁应取0.6；对双向板楼盖的梁应取0.8。

④第9～13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

2）设计墙、柱和基础时的折减系数

①第1（1）项应按表1.2-2（荷载规范表5.1.2）规定采用。

②第1（2）～7项应采用与其楼面梁相同的折减系数。

③第8项的客车，对单向板楼盖应取0.5；对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8。

④第9～13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸1/2梁间距的范围内的实际面积确定。

当地下室顶板为汽车通道及停车库时，应注意考虑顶板上覆土厚度对扩散汽车轮压局部荷载的扩散作用。如30t级的消防车，查表1.2-1的标准值为35kN/m²，而如果考虑3m覆土厚，其平均轮压为11.25kN/m²，转为标准值最大也不会超过16kN/m²，可见覆土的扩散作用还是很大的。常用板跨的消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数参见荷载规范附录B。

设计墙、柱时，表1.2-1中第8项的消防车活荷载可按实际情况考虑；设计基础时可不考虑消防车荷载。

表1.2-2 活荷载按楼层的折减系数

注：当楼面梁的从属面积超过25m²时，应采用括号内的系数。

【例1.2-1】一档案库的楼面悬臂梁如图1.2-1所示，其悬挑计算跨度l₀=5m，该梁上由永久荷载标准值产生的线荷载g_k=30kN/m，由楼面活荷载标准值产生的线荷载q_k=2.0kN/m，设计使用年限的调整系数γ_L=1，由此算得该梁的梁端B的弯矩设计值M_B=____kN·m。

（A）520 （B）537.75 （C）580 （D）590

答案：（B）

解答：因永久荷载标准值产生的线荷载g_k=30kN/m，而楼面活荷载标准值产生的线荷载q_k仅为2.0kN/m。两者的比值g_k/q_k=15，明显地说明该梁的梁端弯矩设计值M_B是由永久荷载效应控制的组合值，由于γ_G=1.35，γ_Q=1.4，ψ_c=0.9[见表1.2-1（《荷载规范》^[3]表5.1.1）的第6项]则

图1.2-1 悬臂梁计算简图

【例1.2-2】一幢16层高的住宅楼，其标准层平面如图1.2-2所示，该楼中单元楼体为用于一梯两户，且设置了电梯。现需确定该楼内的楼梯活荷载标准值q_k，经查阅表1.2-1（《荷载规范》表5.1.1）取用q_k=____kN/m²。

（A）3.5 （B）2.0 （C）2.5 （D）3.0

答案：（A）。

解答：如图1.2-2所示，住宅楼标准层平面图中每一单元段仅一个楼梯间，它既是平时的使用楼梯，又是消防疏散等人流可能密集使用的唯一楼梯。因此，应按表1.2-1（《荷载规范》表5.1.1）中第11项（3）的当人流可能密集时的楼梯，取用楼梯间活荷载标准值q_k=3.5kN/m²。

图1.2-2 住宅楼标准层平面中的楼梯

【例1.2-3】一地下二层停放旅客车的车库，采用9m×9m柱网的有柱帽无梁楼盖（图1.2-3），现需确定该楼盖的楼面均布活荷载标准值q_k=____kN/m²。

（A）2.0 （B）4.0 （C）2.5 （D）3.0

答案：（C）

解答：本车库属于停放旅客车的车库，且采用无梁楼盖，柱网尺寸为9m×9m，大于6m×6m，查阅表1.2-1（《荷载规范》表5.1.1）的第8项，可确定该车库的楼面活荷载标准值q_k=2.5kN/m²。

图1.2-3 地下二层客车停车库

【例1.2-4】一客车停车库的楼面结构平面如图1.2-4a所示，该结构采用单向板及主次梁结构，次梁的间距为4m，主梁（框架梁）的间距沿纵向为9m，沿横向为8m。次梁将楼面永久荷载及楼面活荷载以集中荷载传递给主梁（图1.2-4b），当按1.2.1节中1.（2）1）③条（《荷载规范》第5.1.2条第1款）规定考虑楼面活荷载折减系数时，则可算得次梁传给主梁的活荷载集中荷载标准值P_qk=____kN。

（A）86.4 （B）144

（C）90 （D）120

答案：（A）

解答：根据表1.2-1（《荷载规范》表5.1.1）中的第8项，对于客车停车库单向板楼盖（板跨不小于2m）时，楼面活荷载标准值则为4.0kN/m²，又因对于单向板楼盖可按1.2.1节中1.（2）1）③条（《荷载规范》第5.1.2条第1款3）），主梁上的楼面活荷载标准值应乘以折减系数0.6，则次梁上的楼面活荷载标准值传至主梁上的集中荷载P_qk值可按下式计算：

P_qk=4×4×9×0.6kN=86.4kN

2.等效均布活荷载

图1.2-4 客车停车库的平剖面及中间主梁上的集中荷载P_qk和P_gk

楼面结构上的局部荷载可按荷载规范的附录C换算为等效均布活荷载。换算原则为：

（1）楼面（板、次梁及主梁）的等效均布活荷载，应在其设计控制部位上，根据需要按内力（如弯矩、剪力等）、变形及裂缝的等值要求来确定。在一般情况下，可仅按内力的等值来确定。

（2）连续梁、板的等效均布活荷载，可按单跨简支计算。但计算内力时，仍应按连续考虑。

（3）由于生产、检修、安装工艺以及结构布置的不同，楼面活荷载差别较大时，应划分区域分别确定等效均布活荷载。

（4）单向板上局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载q_e，可按下列规定计算：

1）等效均布活荷载q_e可按下式计算：

式中 l——板的跨度；

b——板上荷载的有效分布宽度，按下面（5）确定；

M_max——简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。

2）计算M_max时，设备荷载应乘以动力系数，并扣去设备在该板跨内所占面积上由操作荷载引起的弯矩。

（5）单向板上局部荷载的有效分布宽度b，可按下列规定计算：

1）当局部荷载作用面的长边平行于板跨时，简支板上荷载的有效分布宽度b为（图1.2-5）：

①当b_cx≥b_cy，b_cy≤0.6l，b_cx≤l时：

b=b_cy+0.7l （1.2-2）

②当b_cx≥b_cy，0.6l＜b_cy≤l，b_cx≤l时：

b=0.6b_cy+0.94l （1.2-3）

2）当荷载作用面的长边垂直于板跨时，简支板上荷载的有效分布宽度b为（图1.2_-6）：

图1.2-5 简支板上局部荷载的有效分布宽度（荷载作用面的长边平行于板跨）

图1.2-6 简支板上局部荷载的有效分布宽度（荷载作用面的长边垂直于板跨）

①当b_cx＜b_cy，b_cy≤2.2l，b_cx≤l时：

②当b_cx＜b_cy，b_cy＞2.2l，b_cx≤l时：

b=b_cy （1.2-5）

式中 l——板的跨度；

b_cx——荷载作用面平行于板跨的计算宽度；

b_cy——荷载作用面垂直于板跨的计算宽度。

而b_cx=b_tx+2s+h （1.2-6）

b_cy=b_ty+2s+h （1.2-7）

式中 b_tx——荷载作用面平行于板跨的宽度；

b_ty——荷载作用面垂直于板跨的宽度；

s——垫层厚度；

h——板的厚度。

3）当局部荷载作用在板的非支承边附近，即时（图1.2-5），荷载的有效分布宽度应予折减，可按下式计算：

式中 b′——折减后的有效分布宽度；

d——荷载作用面中心至非支承边的距离。

4）当两个局部荷载相邻且e＜b时，荷载的有效分布宽度应予折减，可按下式计算（图1.2-7）：

式中 e——相邻两个局部荷载的中心间距。

图1.2-7 相邻两个局部荷载的有效分布宽度

5）悬臂板上局部荷载的有效分布宽度（图1.2-8）为

b=b_cy+2x （1.2-10）

式中 x——局部荷载作用面中心至支座的距离。

（6）双向板的等效均布荷载可按与单向板相同的原则，按四边简支板的绝对最大弯矩等值来确定。

（7）次梁（包括槽形板的纵肋）上的局部荷载，应按下列规定确定等效均布活荷载：

1）等效均布活荷载应取按弯矩和剪力等效的均布活荷载中的较大者，接弯矩和剪力等效的均布活荷载分别按下列公式计算：

式中 s——次梁间距；

l——次梁跨度；

图1.2-8 悬臂板上局部荷载的有效分布宽度

M_max、V_max——简支次梁的绝对最大弯矩与最大剪力，按设备的最不利布置确定。

2）按简支梁计算M_max与V_max时，除了直接传给次梁的局部荷载外，还应考虑邻近板面传来的活荷载（其中设备荷载应考虑动力影响，并扣除设备所占面积上的操作荷载），以及两侧相邻次梁卸荷作用。

（8）当荷载分布比较均匀时，主梁上的等效均布活荷载可由全部荷载总和除以全部受荷面积求得。

（9）柱、基础上的等效均布活荷载，在一般情况下，可取与主梁相同。

【例1.2-5】某民用建筑的双跨现浇钢筋混凝土单向板，两跨跨中同时各作用有重量相等的设备，设备直接放置在楼面板上（无垫层），其基座尺寸为0.6m×0.8m，如图1.2-9所示。楼板支承在梁和承重外墙上，已知楼板厚度为120mm，其计算跨度取3.0m，无设备区的板面活荷载标准值为2.5kN/m²，设计使用年限的调整系数γ_L=1。

1.假定设备荷载和操作荷载在有效分布宽度内产生的等效均布活荷载标准值q_ek=6.0kN/m²，楼板面层和吊顶荷载标准值为1.5kN/m²，试问，在进行楼板抗弯承载力计算时，连续板中间支座的负弯矩设计值M（kN·m/m）应与（）项数值最为接近。

提示：双跨连续板在Ⓐ、Ⓑ轴线按简支支座考虑。

（A）9.5 （B）11.5 （C）13.5 （D）15.5

答案：（D）

解答：静载：g_k=（0.12×25+1.5）kN/m²=4.5kN/m²