為什么樓面活荷載可以折減
在實際使用中,作用在樓面上的活荷載,以點荷載或線荷載為主,幾乎沒有均勻滿布的面荷載的情況;但在設(shè)計過程中,為了計算方便和現(xiàn)實的可操作性,我們不得不把點荷載或線荷載按彎矩等效的原則,轉(zhuǎn)化為均布面荷載,這也就是《荷載規(guī)范》中可以查到的“樓面均布活荷載”;
以1米寬的單跨簡支樓板為例,設(shè)跨度為L,實際受力為跨中作用一個集中力P,見下圖:
跨中彎矩為PL/4;
支座反力為P/2;
按跨中彎矩等效,則應(yīng)為:
PL/4=qL2/8,q為等效均布活荷載;
可以算得:q=2P/L;
支座反力為P;
見下圖:
由圖一和圖二可以看出,在實際受力P作用下,支座反力為P/2;
等效為均布荷載以后,支座反力為P;
也就是說,若以梁或墻為樓板支座,則按等效均布活荷載計算的話,樓板傳給梁或墻的荷載比實際大了一倍。
盡管樓面活荷載的等效要復(fù)雜得多,很難準確確定各種情況下等效均布荷載的支座反力比實際受力算大了多少,但上例至少說明,我們把樓面活荷載按等效均布荷載取值以后,對于梁、墻、柱和基礎(chǔ)來說,計算出來的內(nèi)力要大于實際受力;同時,建筑物的質(zhì)量總值也比實際算大了;
這個概念能夠幫助我們理解,梁、墻、柱和基礎(chǔ)的活荷載為什么可以折減;能夠幫助我們理解,在抗震設(shè)計中,活荷載按均布荷載考慮時,重力荷載代表值中活荷載為什么要取0.5~0.7的組合值系數(shù)
同時,上例也可以幫助我們理解《荷載規(guī)范》中關(guān)于消防車活荷載折減的規(guī)定:
對于直接承受樓面荷載的梁,均布活荷載可以偏安全地少折一點,折減系數(shù)取為0.8;對于間接承受樓面荷載的柱和墻,容許設(shè)計人員根據(jù)經(jīng)驗作較大的折減,或者按實際情況考慮;對于地基和基礎(chǔ),作為最次級的受力構(gòu)件,可不考慮消防車荷載。