地下室顶板楼盖梁、板消防车荷载取值探讨

国内各设计人员在进行地下室顶板楼盖梁、板计算时对消防车等效均布荷载的取值差异较大。根据力学原理,分析了地下室顶板楼盖中各构件计算中对消防车荷载的合理取值,特别是梁、板计算时的分别取值,以做到更加经济合理。     

消防车等效均布活荷载取值研究

消防车荷载对结构设计的安全性与经济性影响很大,我国现行<建筑结构荷载规范>(GB50009-2001)(2006年版)规定的消防车等效均布活荷载取值比较粗略,未给出工程中常用的3-5m跨度双向板的荷载取值,也未对地下室顶板覆土时荷载的折减方法做出明确规定.综合考虑消防车台数、楼板跨度、长宽比、覆土厚度等因素的影响,按荷...     

地下室顶板消防车活荷载计算研究

对于车库顶盖的结构设计,消防车荷载对经济性和安全性影响很大,新荷载规范规定了常用板跨的消防车等效均布活荷载,对地下室顶板覆土时荷载的折减方法作出明确规定,但对梁的设计荷载是否同样考虑消防车活荷载的覆土厚度折减系数,以及大吨位消防车的荷载设计计算方法需进一步分析。本文利用有限元软件分析了覆土厚度对梁内力的影响,另参考公路桥梁专业对于车道荷载的相关规定,提出利用影响线原理,采用车辆荷载计算梁在移动消防车荷载下内力的方法,同时分析大吨位消防车的荷载作用,为设计提供了经济安全的分析思路。     

对地下室顶板上消防车活荷载合理取值的探讨

针对2006年版《建筑结构荷载规范》( GB 50009-2001)第4.1.1条对消防车活荷载规定的缺陷,分别以板和梁为研究对象,考虑车台数、覆土厚度、计算跨度等因素,按内力(弯矩)等值的原则,计算出不同条件下的消防车等效均布活荷载,进而归纳出适于设计应用的取值.研究表明:覆土对qe有明显的折减作用,是影响qe取值的...     

武汉归元寺商业综合体项目地下室顶板汽车等效荷载分析

武汉归元寺商业综合体项目利用市政道路下的地下空间,把被市政道路分割的4个独立地下室整合成一个大的整体地下室,地下室顶板作为市政道路的支承结构,顶板汽车荷载取值是本项目的重点。对作用在地下室顶板上的公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级车辆荷载进行了等效荷载分析,考虑了2.5~9.0m范围共8种不同板跨和0~4.0m范围共8种不同覆土厚度的影响,并给出了相应的等效荷载以及考虑覆土厚度影响的折减系数。介绍了武汉市消防车基本情况,发现芬兰博浪涛101m登高平台车的重量大于公路-Ⅰ级车辆荷载的数值,因此对可能作用在地下室顶板上的芬兰博浪涛101m登高平台车也进行了等效荷载分析。与《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)比较得出,当覆土厚度≥2.4m时,计算得到的部分考虑覆土厚度影响的折减系数比荷载规范值大,这可能是分析采用多排多列车辆布置的原因,应谨慎对待工程设计取值。     

地下室顶板考虑覆土影响后的消防荷载取值

文章计算了几种常用厚度覆土下地下室顶板的消防车产生的等效均布荷载,提出可供工程设计人员参考的几种常用厚度覆土下的消防荷载数值。     

41t登高消防车等效荷载取值研究

国内关于高吨位(41t)登高消防车在板面行驶以及展开扑救状态时的等效荷载缺乏权威的数据资料。在南宁市有关消防部门提供资料及现场测量数据的基础上,利用有限元模拟软件ABAQUS对该车作用于南宁市某项目地下室顶板行车路线所在板块的等效均布荷载进行计算,并且将该消防车在若干情况下(不同车型组合、不同覆土厚度、扑救面等)的均布荷载进行对比研究,得出了等效荷载的相关规律和取值建议,以期为考虑该类型消防车荷载项目的结构设计及规范编制提供参考。     

温州某办公楼大底盘地下室结构设计

在建筑结构设计中,地下室底板采用无梁筏板经济合理。顶板结构方案比选时,依据规范对消防车等效荷载采用不同的折减系数。板在人防、消防车荷载下应采用塑性设计。通过实例分析可知,矩形柱网常规恒载的地下室,顶板采用主梁加大板的结构形式具有明显的优势。     

地下室顶板上消防车活荷载设计值的分析

地下室顶板上覆土设计可以满足居民绿化环境和埋设管网的环境。为了符合消防车通道设计的要求,在顶板设计中必须充分考虑消防车的活荷载取值。本文分析了地下室顶板上覆土层在消防车活荷载的扩散与折减少的作用,并探讨了合理建模的方法。     

地下车库顶板消防车活荷载的合理取值研究

根据消防车活荷载的作用特征分析指出,该项活荷载应取荷载的偶然组合参与结构构件的承载能力极限状态验算;应取荷载的频遇组合参与结构构件的正常使用极限状态验算。以常用的柱网尺寸为8.4m×8.4m的全埋式地下车库为例,讨论了地下室顶板分别采用单向板、双向板和无梁楼盖方案时消防车轮压的最不利布置方式。并采用SAP2000有限元软件中的薄板单元模型分析推导出相应的消防车活荷载的等效均布荷载值。与规范将消防车活荷载视为一般活荷载而提供的建议值相比,本文提供的意见无论在荷载组合概念上,还是在消防车等效均布荷载取值上更显科学合理,且其在工程上的应用具有较大的经济效益与社会效益。     

消防车等效荷载计算随想

阐述了建筑结构荷载规范中关于消防车活荷载取值的规定,结合具体工程实例,探讨了在地下室顶板设计中如何对消防车的活荷载进行合理取值,从而使地下室的造价得以减少,达到合理、经济的目的。     

对地下室顶板单向板上消防车活荷载取值的探讨

对工程中常遇到的地下室顶板单向板上消防车活荷载取值进行探讨,以确定合理的消防车活荷载值,以达到工程设计安全且经济的目的。     

A New Method to Analyze the Membrane Action of Composite Floor Slabs in Fire Condition

During 1995 and 1996, a total of six localized fire tests were conducted on a full-scale, eight-storey, steel framed building at Building Research Establishment Laboratory at Cardington. The test results show that the fire performance of steel-concrete composite floor is better than that obtained from traditional design method, and the load capacity of composite floor slab in fire condition is usually higher than the predicted capacity without considering membrane action. In the past decade, researchers have done a series of analyses in this area, such as Bailey, Usmani, and Li. In this paper, a new method to calculate the load capacity of simply supported composite floor slabs with considering the membrane action is presented. The slab is divided into five parts at the limit state of load capacity, including a center-elliptic part and four rigid parts around. The deflection of the slab, the force of rebars in high temperature, and the force distribution between four rigid parts are reasonably assumed. According to force and moment equilibrium requirements on the slab, a series of equations are obtained to calculate the ultimate load capacity of floor slabs in fire condition. The effectiveness of this new method is validated through comparison with results from experiments and different theoretical simulations. The comparison shows that this new method is more reasonable in predicting the deflection and ultimate load capacity of floor slabs in fire condition than previous methods.     

预应力叠合板抗火性能试验研究

为了解预应力叠合板在火灾中及火灾后的受力性能,制作了12块不同叠合层厚度的预应力叠合板,通过受火试验及受火后的静载试验,研究叠合板在高温和荷载耦合作用下的受力性能以及不同受火时间下受火后的受力机制和剩余承载力。结果表明：预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,叠合面将会产生水平裂缝,燃烧时间越长,这种现象越明显,甚至出现预制层与叠合层脱离;钢筋桁架对预应力叠合板的抗火性能具有重要作用,保证了叠合层与预制层脱离后板仍具有一定的整体工作性能;预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,将会产生顺筋裂缝,发生黏结破坏;受火后预应力叠合板再施加荷载,预制层与叠合层将会完全分离脱开,板的受力机制发生变化,由受弯构件转化为桁架结构;对于受火时间不超过60min、保护层厚度为20mm的预应力叠合板,其剩余承载力仍能达到未受火叠合板的80%以上;对于保护层厚度为20mm、预制层厚度为40mm、叠合层厚度不小于70mm的叠合板,其耐火极限可达2h以上。     

火灾下钢结构建筑楼板的薄膜效应机理及理论模型

通过试验及火灾实例发现,建筑结构中的钢筋混凝土楼板或压型钢板组合楼板在高温下能产生很大变形,进而产生薄膜效应,能大大提高楼板的抗火性能。因此,在结构防火设计中正确考虑薄膜效应的影响,对发挥楼板的抗火潜能,降低结构抗火成本,有重要意义。本文论述了火灾下楼板的薄膜效应产生的机理,建立了分析模型,将楼板划分为5部分,包括周边4个刚性板块和中间一呈椭球面的板块。分别对板块的内力和弯矩进行了分析,然后根据板块内力及弯矩的平衡方程及位移协调方程,推导出了火灾下考虑薄膜效应后楼板极限承载力的计算公式,为考虑薄膜效应时的楼板抗火设计提供了参考。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。     

Modelling of unbonded post-tensioned concrete slabs under fire conditions

This paper investigates the structural behaviour of unbonded post-tensioned one-way spanning concrete slabs in fire conditions. The slabs were simply supported and reinforced with 15.7 mm nominal diameter seven-wire mono-strand tendons. A nonlinear finite element model for the analysis of post-tensioned unbonded concrete slabs at elevated temperatures was developed. The mechanical and thermal material nonlinearities of the concrete, prestressing tendon and anchorages have been carefully inserted into the model. The interface between the tendon and surrounding concrete was also modelled, allowing the tendon to retain its profile shape during the deformation of the slab. The temperature distribution throughout the slab, time–deflection behaviour, time–longitudinal expansion, time–stress behaviour in the tendon, and the failure modes were predicted by the model and verified against test data. The study has shown that the coefficients of thermal expansion currently used in the European Code for calcareous and siliceous concrete can lead to inaccurate predictions of the structural behaviour. A parametric study was conducted to investigate the effects on the global structural behaviour due to the change in the aggregate type, load ratio and boundary conditions. It was shown that by varying the boundary conditions the fire resistance was greatly affected. Although changing the aggregate type and load ratio affected the time-displacement response, the fire resistance defined by failure of the slab was not affected due to the splitting mode of failure above the tendon locations not being affected by these parameters. Comparison with the codes shows that the UK code BS8110 is generally unconservative, whereas the Eurocode EN1992-1-2 provides reasonable design rules.     

预应力混凝土简支板抗火性能试验与分析

完成了9块无粘结和1块有粘结预应力混凝土单向简支板的抗火试验。各试验板内的热电偶在火灾下的实测结果表明,温度由迎火面至背火面逐渐递减,由迎火面至背火面的温度变化梯度随离迎火面距离的增大而减小。布置于无粘结预应力筋锚固端的力传感器和试验板上的位移传感器的测试结果表明,受火初期试验板挠曲变形增长较快,无粘结预应力筋应力呈增长趋势;受火一段时间之后试验板变形增长速度有所减缓,无粘结预应力筋应力呈减小趋势,且这种趋势一直延续到停火后一段时间;停火一段时间之后,试验板有变形恢复趋势,无粘结预应力筋应力水平又有所恢复。在受火过程中试验板背火面经历了水分溢出、水蒸气形成和发展、溢出水干涸及水蒸气消失的过程。在试验炉两侧壁的观察孔观测到有6块试验板发生了爆裂,爆裂发生在预应力度较高、荷载作用水平较低的试验板的邻近支座区域。基于试验结果,试算确定了对流换热系数、辐射换热相当发射率系数、混凝土导热系数和比热的取值,应用ANSYS