一般民用建築活荷載在2~4kn/㎡。能否理解為每平方米可以承受200~400kg?這樣是不是有點小?
這些活荷載標準值是如何取出來的?
活荷載設計值2-4KN/m^2,可以理解為每平方米200-400千克,看起來好像站幾個胖虎就不夠了,但是依然是安全的。
1。這只是活荷載(live load),設計時用的荷載還包含其他豎直荷載(結構自重,雪載荷等),以及水平荷載(風載荷,橫向地震荷載等) ,所有荷載同時被超過的概率很低,比如五個胖虎站在一起的時候暴雪又有颱風,這裡就有一定的設計富餘了。
2。以 LRFD 方法為例,這些荷載還需要乘以一個係數,這個係數通常大於1。國標規定為1.2倍永久荷載加1.4倍可變荷載(這裡包括活荷載)。
3。設計結構時,結構的承載能力極限還需要乘以一個係數,這個係數通常小於1,國標具體的係數不太記得了(歡迎補充),但是美標里受彎混凝土桿件為0.9,受壓為0.65-0.75,受剪為0.75。4。所以設計過程如下圖:打個比方,就是如果我有1/100的可能性在這一生中被雷劈中,看起來很危險,但是其實只有1/10的雷能致死然後又只有1/10的可能性搭不到救護車,最後被雷劈死可能性其實只有萬分之一。
這個看似簡單的設計邏輯,卻是一些人皓首窮經的成果,設計規範在這十年仍有更新。05年出版的美標設計邏輯是 Uniform Hazard,以地震荷載為例,設計荷載為50年里有10%概率出現的地震峰值加速度,並給該荷載乘以一個係數,結果研究發現,這樣的設計邏輯不能保證所有同設計類別的房屋擁有相同的風險。最後改為 Uniform risk,即設計荷載為房屋在50年內有2%可能性出現導致倒塌的加速度。對大部分房屋來說,真的沒有什麼變化,但對於房子建在平時不地震,一震震個大的地區的人們來說(比如美東的曹氏屯和孟菲斯),保護的是他們的生命財產安全。
至於活荷載取值,也是一個類似的數學問題,先定好風險值,然後綜合考慮恆荷載和每一類活荷載的分布情況和統計結果,使用數學工具得出係數,最後取整。
雖然比較少學校專門開設荷載課程,但如何定荷載真的是結構設計中很重要的一部分。在此非常緬懷和感謝 Prof. Ellingwood。簡單來說這個值只是設計依據,我們要求的是抗力大於效應,也就是說樓板至少都能承受這麼多的活荷載,不是說超過這個荷載就出事了。
至於這個值得來歷,就是通過統計學和概率得出的了,具體怎麼算的我確實不太清楚,在網上查查相關質料。舉個更形象的栗子:卧室20平米,用2kN/㎡算,40kN大約4000kg(4噸),一個人平均75kg的話,大約53個人,一個卧室不放傢具站53個人這種情況幾乎是不可能發生了,所以,2kn/㎡不小。再說人員密集的教室,40人教室40平米,規範要求2.5kN/㎡,100kN大約10000kg(10噸),一個人平均75kg的話,大約133個人,再來倆班同學來參觀都沒問題了。。。所以,2.5kN/㎡不小。
不能這麼理解啊。
1、結構尺寸按照這個思路的話,跨度10mX10m的房間和1mX1m的房間,結構構件的尺寸和配筋完全一樣不就完了,反正都是2kN/㎡。但是實際上前者活荷載設計值是200kN,後者只有2kN。實際上板厚和板配筋完全不同(拋開樑柱等構件不算),前者按計算取值,後者按構造配筋足夠了。板上實際活荷載除了跟活荷載設計值有關,跟板尺寸也有關。
2、可變荷載分項係數2kN/㎡的活荷載取值只是活荷載設計值。實際計算時,為滿足可靠度的要求,計算桿件內力時,對荷載標準值乘以大於1的可變荷載分項係數。規範:可變荷載分項係數γQ:—般情況下取γQ=1.4;但對工業房屋的樓面結構,當 其活荷載標準值&>4kN/㎡時,考慮到活荷載數值已較大,則取γQ=1.3。3、安全係數容許應力法的計算里,實際荷載≤極限荷載/安全係數。安全係數一般取1.5,也就是極限荷載其實是大於實際荷載的。
對了,一般實際工程中用的概率極限狀態設計法,就是把安全係數以多個分項係數來代替。具體查閱:基本組合、標準組合、准永久組合、頻遇組合。這麼多係數一乘,還有啥好危險的……再者說了,200kg,就是1個現在的我,1個上大學時候的我,和1個高中最胖時候的我同時站在1平方的樓板上,這是要幹啥……三個年富力強的大老爺們兒面對面貼在一起……想想都尷尬……不小,7個60公斤的人站1平方米的地方你們想幹嘛?
這個在荷載規範的條文說明上有解釋。其實按照規範取的活荷載還是偏大了,還要考慮活載折減係數。
看荷載規範啊。如果還想知道的更清楚些。我記得大學學過一門課程《結構可靠度》。我很懶,自行百度吧。。
你可以看看 建築結構荷載規範[附條文說明] GB 50009-2012 5.1 民用建築樓面均布活荷載 章節,介紹的非常詳細的!
師兄做的樓板裂縫試驗,一般達到設計裂縫的話,至少要設計荷載的兩倍吧。是至少!混凝土樓板設計荷載的富裕量一般都很大,在路邊見過挖機站在樓板上,當時驚呆了。至於這個荷載取值,我覺著可以看看《建築結構設計可靠度標準》。
活荷載只是用來計算最不利狀態受力配筋用的,按照設計理想狀態,真實中是不能出現滿布2-4kn/m2的活載(或者說不能持續長時間出現)!!!要不然你就應該把這些荷載換成恆載了!!話說樓主認真看看家裡,一般住宅能達到2kn/m2活載的地方還真不多(堆滿書的書櫃,石制廚房之類的)。何況陽台衛生間什麼的取得更大點。
正常情況肯定沒問題,但是傻逼施工隊在樓面堆了1m多高的紅磚的話還是有點懸乎的。。
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