柱、墙设计时活荷载按楼层的折减问题

柱、墙设计时活荷载按楼层的折减问题

从实际工程出发，介绍柱、墙设计时活荷载按楼层的折减问题，在SATWE设计参数补充定义，以及如何在柱、墙构件计算结果中查看折减系数。

标签：柱配筋设计；活荷载；按楼层数折减活荷载；房屋类别

1 楼面活荷载折减系数

《建筑结构荷载规范》5.1.2作为强制性条文，明确规定设计楼面梁、墙、柱及基础时的楼面均布活荷载的折减系数，作为设计必须遵守的最低标准。作用在楼面上的活荷载，不可能以标准值的大小同时布满在所有的楼面上，因此设计梁、柱、墙和基础时，还有考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况，也即在确定梁、墙、柱和基础的荷载标准值时，允许按楼面活荷载标准值乘以折减系数。

折减系数的确定实际上比较复杂，采用简化的概率统计模型来解决这个问题还不够成熟。规范通过从属面积来考虑荷载折减系数。对于支撑单向板的梁，其从属面积为梁两侧各延伸二分之一的梁间距范围内的面积；对于支撑双向板的梁，其从属面积由板面的剪力零线围成。对于支撑梁的柱，其从属面积为所支撑梁的从属面积的总和；对于多层房屋，柱的从属面积为其上部所有柱从属面积的总和。

2 SATWE中如何进行柱、墙活荷载折減设置

用PMCAD拟建一办公楼，共五层，各层平面布置图相同，见下图1。根据《建筑结构荷载规范》5.1.2第2项规定，设计墙、柱和基础时，房屋类别为规范表5.1.1第1（1）项时，活荷载按楼层折减系数见图5。这里考虑的是在多层或高层建筑中，上、下楼层同时达到活荷载设计值的可能性，也就是活荷载同时出现的概率的大小问题，一般情况下，楼层数量越多，各层活荷载同时出现的可能性就越小。从规范表5.1.2可以看出，计算截面以上的楼层数越多，相应的折减系数的数值就越小。查找系数注意是指墙、柱计算截面以上的楼层数，屋面层不计入在内。在SATWE分析与设计参数补充定义菜单下的活荷信息中，勾选墙、柱设计时勾选“折减”选项，折减系数定义正确与否，可以在后面SATWE子菜单中活荷载折减系数补充定义中查看。例如此办公楼，一层柱计算截面以上楼层数为4，按照5.1.2表，折减系数为0.70，见图2。二、三层柱计算截面以上楼层数为3，2，折减系数为0.85，见图3。而四层柱计算截面以上楼层数为1，折减系数取1.00，见图4。五层柱计算截面以上是屋面层，不参与折减。设计时一定要注意房屋类别，如果是表5.1.1中第1（2）～7项应采用与其楼板梁相同的折减系数。特别需要注意的是SATWE对于柱、墙的活荷载折减，只是在混凝土构件配筋、钢构件验算考虑，标准内力文件没有考虑。

3 如何在构件计算结果中查看折减系数

在SATWE分析与设计参数补充定义中定义墙、柱活荷载折减系数，最后在哪里查看此参数定义是否参与构件计算中呢？各荷载工况下构件标准内力简图是不考虑折减系数的，是否设置折减系数，其内力简图是一样的。我们可以点击“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”进入界面，在构件信息中点击柱信息，打开TXT文本，可以看到某个柱构件设计信息，在构件验算设计信息中RLIVEC就是此柱的折减系数。

折减系数会影响计算轴压比的控制轴力，还有柱纵筋与箍筋的配置。

4 结束语

使用柱、墙活荷载折减系数时，注意以下几点：（1）使用折减系数一定要注意房屋类别，程序不具备判断功能，需要设计人员人为判断，在SATWE中选出与实际工程情况符合的折减系数。（2）注意按楼层折减，墙、柱计算截面以上的层数，是指楼面层，不包括屋面层。（3）对于底盘、裙房部分的柱、墙截面都直接按照最高的楼层数取用折减系数是不合理的，可能造成对活荷载的折减过多。对于各层的柱、墙和基础应该按照它上方实际的楼层数来确定活荷载的折减系数，对各层平面上的每根构件应该分别取值。为此SATWE提供“活荷载折减系数补充定义”菜单，可以对每一层的每个柱，单独定义下折减系数。方便用户灵活设置参数。

参考文献

[1]多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE用户手册及技术条件[J].中国建筑科学研究院，2013，12.

[2]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析[M].中国建筑工业出版社.