双向板楼等效活荷载的计算.doc

浅谈双向板等效均布活荷载的计算摘 要：本文根据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006版）附录B中对双向板等效荷载计算的概述，介绍了工程设计中双向板上等效均布活荷载的计算方法，为后续使用电算软件对结构整体进行受力分析提供了计算数据。关键词：双向板 等效均布活荷载 计算0 前言双向楼板由于其经济、美观等优势而被广泛应用于建筑中。本人在设计某污水处理厂脱水机房时，遇到了设备搁置于二层楼面的情况，由于脱水机房内设备较多以及工艺的要求，无法将所有设备布置于梁上，需要将布置于楼板上的设备重量进行等效均布活荷载的换算。根据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006版）第4.1.3条规定，楼面板上的局部线荷载、面荷载等可按附录B的规定，换算为等效均布活荷载。而附录B中仅对局部荷载作用下，如何计算等效均布荷载做了粗略的规定，所提供的计算公式也仅适用于单向板情况。对于双向板的等效均布活荷载计算，本文基于对规范的规定理解提出一种计算方法。建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006版）第B.0.1条指出：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；第B.0.6条指出，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。这里通过一块楼板及其上部的设备荷载来介绍一下建筑结构荷载规范（GB50009-2001）第B.0.6条所述的双向板（这里所指的双向板一般指长边与短边长度之比小于或等于2.0的板，长边与短边长度之比大于2.0的板可按沿短边受力的单向板考虑）如何按四边简支的绝对最大弯矩等值确定其等效均布荷载。而对于单向板上局部荷载的等效，建筑结构荷载规范（GB50009-2001）第B.0.4条、第B.0.5条已有详细说明，这里不再进行讨论。1 实例概况例：取二楼6.35.7m的钢筋混凝土双向板，板面上搁置絮凝剂混合槽，槽体为圆形，直径为1.5米，运行重量为2.8t。为方便计算，根据面积相等的原则，将圆形受压区域化为正方形受压区域，边长为1.33米。板上作用局部均布荷载时如图1所示，板上作用等效均布荷载时如图2所示；2荷载作用下弯矩计算查询建筑结构静力计算手册（第二版）相关计算图表，可以得到四边简支双向板在局部均布荷载下及等效均布荷载下的泊松比查建筑结构计算手册 （第二版）表4-29 备 注Ly/Lx=6.3/5.7=1.11 ay/Lx=1.33/5.7=0.23 ax/Lx=1.33/5.7=0.23u=0a 1=0.1634-(0.1634-0.1083) x 3/20=0.1551 (Ly/Lx=1.0)a 2= 0.1826-(0.1826-0.1268) x 3/20=0.1742 (Ly/Lx=1.2)计算Mx的系数=a1+(a2-a1)x11/20=0.1551+（0.1742-0.1551）x11/20=0.1656Mx=0.1656 x 1.33 x 1.33x 15.83=4.637KN-mb 1=0.1634-(0.1634-0.1083) x 3/20=0.1551 (Ly/Lx=1.0)b 2=0.1563-(0.1563-0.1017) x 3/20=0.1481 (Ly/Lx=1.2)计算My的系数=b2+(b1-b2)x9/20=0.1481+（0.1551-0.1481）x9/20=0.1513My=0.1513 x 1.33 x 1.33 x 15.83=4.237KN-mq=28/1.332=15.83KN/m(弯矩为单位板宽的弯矩)u=1/6Mxu=4.637+4.237 x 1/6=5.343 KN-mMyu=4.237+4.637 x 1/6=5.396KN-m混凝土的泊松比为1/6泊松比查建筑结构静力计算手册 （第二版）表4-16备 注Lx/Ly=5.7/6.3=0.9u=0查得Mx的系数=0.0456Mx=0.04565.72q0=1.482q0 KN-m查得My的系数=0.0358My=0.03585.72q0=1.163q0 KN-mq0为等效均布荷载(弯矩为单位板宽的弯矩)u=1/6Mux=1.482q0+1.163q01/6= 1.676q0 KN-mMuy=1.163q0+1.482q01/6= 1.41q0 KN-m混凝土的泊松比为1/6弯矩系数，从而计算出弯矩值，计算过程分别如表1、表2所示：（注：Mx、Mxu、Mux分别为平行于Lx方向板中心的弯矩；My、Myu、Muy分别为平行于Ly方向板中心的弯矩。计算出的弯矩为单位板宽的弯矩。）3荷载等效计算根据弯矩等效原则：由表1及表2中数据，可得：Mxu=Mux；Myu=Muy； 由1.676q0=5.343可得q0=3.2 KN/由1.41q0=5.396可得q0=3.8KN/通过比较，两者取大值，则等效均布活荷载为q0=3.8KN/4 局部均布线荷载作用下荷载等效计算在实际工程中，楼板上还可能作用有一些尺寸宽度较小的设备，也可能作用有隔墙荷载，这些荷载由于作用面长宽比较大，也可按局部均布线荷载考虑以方便计算。计算时仍需查询建筑结构计算手册（第二版）中表4-29，根据表中的弯矩系数按照本文第2、3节中所示的计算方法来进行等效荷载计算，此处不再举例说明。在隔墙荷载作用时，除按上文所述按内力作用等效换算外，也可根据2003年的全国民用建筑工程技术措施-结构（下文简称技术措施）来确定等效均布荷载。技术措施第2.7.1条规定，计算支撑隔墙的楼板和次梁时，满跨长度的隔墙重量宜按下列原则取用：对无洞口或洞口在板（梁）跨中1/3范围内且洞口上砌体高度不小于500mm的隔墙，可取隔墙自重的40%或取板（梁）跨度的1/3作为隔墙高度隔墙自重，两者中的较大值作为板（梁）的每沿米均布荷载计算，否则按实际自重计算；第2.7.2条又规定，对于隔墙位置在设计中没有指明允许灵活布置时，可将隔墙每沿米自重30%作为每平方米楼面的均布荷载标准值计算，且不宜小于1.0KN/。5 结束语在局部荷载等效计算的过程中尚应按混凝土结构设计规范（GB50010-2002）第7章有关规定进行楼板受冲切承载力计算。在计算冲切承载力时，设备的自重不应折减。计算钢筋混凝土双向板局部荷载的等效均布活荷载的过程中，一般应考虑具体的荷载情况分别对待。当板上局部面荷载形状较狭长时或有非承重隔墙且隔墙满足规范或规程的相关规