浅谈库房楼面等效均布活荷载的确定方法

尤培华 杨海萍 胡钟

中国核电工程有限公司郑州分公司（450052）

浅谈库房楼面等效均布活荷载的确定方法

尤培华 杨海萍 胡钟

中国核电工程有限公司郑州分公司（450052）

按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）及《建筑结构荷载设计手册》（第二版）中工业建筑楼面等效均布活荷载确定的原则，讨论双向板等效均布活荷载的确定方法。通过计算实例，进行双向板严格按双向板计算所得楼面等效均布活荷载数值与按照短跨方向的单向板计算所得楼面等效均布活荷载数值结果对比。

工业建筑；单、双向板；楼面等效均布活荷载

0 前言

近些年，随着核电项目的大力发展，越来越多BOP库房项目需要设计。同时由于核电站厂区规划场地范围的限制，BOP子项用地范围不够充足，大型库房等建筑物也逐渐向多层化发展。针对多层的大型库房建筑，其楼面活荷载的取值大小的选择恰当与否，不仅关系到建筑物结构设计的合理性，还关系到建筑物结构的安全性及经济效益性。

1 楼面等效均布活荷载确定原则[1-2]

大型工业建筑库房楼面在生产使用时，由设备、货架等产生的局部楼面荷载，应该按照实际受荷情况来考虑，可以通过计算等效均布活荷载来实现。

1.1 操作荷载

楼面上无设备区域操作荷载，按2.0 kN/m2均布活荷载考虑。在设备所占区域内不考虑操作荷载。

1.2 楼面等效均布活荷载的确定方法

1）楼面板的等效均布活荷载，按内力的等值来确定。

2）对于连续板的等效均布活荷载，可按单跨简支板计算，但计算楼板的实际内力时仍应按连续板来考虑。确定等效均布活荷载时，可根据弹性体系结构力学方法计算。

3）对于单向楼板上的局部荷载，包括作用集中荷载，楼板的计算等效均布活荷载qe按下式计算所得：

式中：l0——单向板的计算跨度；b——单向板上局部荷载的计算有效分布宽度；Mmax——简支楼板的最大弯矩绝对值。计算绝对最大弯矩时，设备荷载应乘以动力系数，并扣去设备所占楼板面积上由操作荷载引起的楼板弯矩。

4）单向板上，任意位置处的局部荷载的计算有效分布宽度b,均按荷载规范附录C中第C.0.5条的相关规定来计算确定。

5）对于四边支承的双向板，等效均布活荷载计算原则与单向板的计算原则相同，连续双向板的等效均布活荷载可按单跨四边简支双向板来计算，并根据弯矩相等原则确定。

2 楼面等效均布活荷载计算实例

2.1 工程实例

某大型工业建筑的楼面板，在设备安装时的荷载最不利的布置位置如图1所示，单个设备的重量取值为10 kN，设备的平面尺寸为0.88 m×2.4 m，动力系数取值为1.1，设备下不设垫层，楼面板为多跨双向钢筋混凝土连续板，楼板厚度为0.2 m，楼板上无设备区域的操作荷载为2 kN/m2，求此情况下的楼面板的等效均布活荷载。

图1 楼板平面图

2.1.1 按双向板计算楼面板等效均布活荷载

严格按四边简支单跨双向板计算。楼面板沿短边方向的计算跨度为lx=5.4 m。楼板上设备荷载作用面的计算宽度分别为：

式中：bcx——荷载面平行于板短跨的计算宽度；btx——荷载面平行于板短跨的宽度；S——垫层厚度；bcy——荷载面平行于板长跨的计算宽度；bty——荷载面平行于板长跨的宽度；h——楼板厚度。

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作用在板面上的荷载：

1）无设备区域的均布面荷载为：q1=2 kN/m2。

2）由设备荷载产生的局部均布面荷载为（设备荷载需乘以动力系数，并扣除相应的操作荷载）：q2=（10×1.1-0.88×2.4×2）/（1.08×2.6）=2.41 kN/m2。

3）求q2产生的等效均布荷载：已知：

查《建筑结构荷载设计手册》（第二版）表3-5，利用插值法可得：

x方向的弯矩系数为0.146 3；y方向的弯矩系数为0.102 7。

2.1.2 按短跨方向单向板计算楼面等效均布活荷载

按短跨方向简支单跨单向板计算：

设备荷载作用面的计算宽度分别为：

式中：btx——荷载面平行于板跨的宽度；bty——荷载面垂直于板跨的宽度；bcx——荷载面平行于板跨的计算宽度；bcy——荷载面垂直于板跨的计算宽度。

板的计算简图（按简支单跨板计算）见图2。

图2 板的计算简图（单位：mm）

作用在板面上的荷载：

2.2 按双向板、单向板计算楼面等效均布活荷载结果比较

按双向板计算结果：qe=2.745 kN/m2；按短跨方向单向板计算结果：qe=2.398 kN/m2。

从以上看出，对于双向板，按短跨方向单向板近似简化计算楼面等效均布活荷载所得值偏小。

3 结语

在设计工业建筑库房时，楼面等效均布活荷载的取值是结构设计的关键。对于双向板，在满足一定条件情况下，可以按短跨方向单向板近似简化计算楼面等效均布活荷载。对于施工图阶段的结构设计，应严格按照单、双向板计算库房楼面的等效均布活荷载。

[1]GB 50009—2012,建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[2]陈基发,沙志国.建筑结构荷载设计手册(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社,2004.