樓板面上布置靈活自由輕質(zhì)隔墻的荷載取值實用法

[摘要]隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，現(xiàn)在一般多高層樓房、住宅樓多為商品房，業(yè)主購買后期還要進行改造，再次裝修，于是需要考慮解決樓板面荷載變化問題。靈活自由布置的輕質(zhì)隔墻一般是由用戶后期二次裝修時自行設(shè)定的，樓板上布置靈活自由輕質(zhì)隔墻的荷載取值就成了較核心的問題。文章將介紹幾種實用的荷載取值方法，以供參考。

[關(guān)鍵詞]樓板；輕質(zhì)隔墻；荷載；取值；實用

1、研究背景

現(xiàn)代很多客戶購買樓房后，進行二次改造是常有的事。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常將厚度小于120mm的墻視為輕質(zhì)隔墻，靈活自由布置的輕質(zhì)隔墻由于只能直接施加于樓板面之上，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樓板面的荷載問題就成了重點問題。

常見的樓板面上布置隔墻的方法有兩種：①在固定隔墻下布置底標(biāo)高與板平齊的上翻梁，梁截面采用倒T型截面，梁脅寬與隔墻寬度相同截面，能實現(xiàn)建筑與結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，但施工不便，再改造困難，對結(jié)構(gòu)加混凝土梁也難以實現(xiàn)；②采用加固處理中于板內(nèi)增設(shè)暗梁，暗梁與板同厚的寬扁梁，這種適合板厚加厚情況，但當(dāng)板厚變?yōu)檩^薄時，暗梁剛度較低，很難找到隨板厚變化的暗梁。兩種布置方法均有缺陷，作者通過實踐探索更實用的方法。

2、單向板的荷載取值

按照（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范）（GB5009-2012）第5.1.1.條注6規(guī)定，位置固定輕質(zhì)隔墻，應(yīng)按永久荷載（即恒載）考慮。布置靈活自由輕質(zhì)隔墻時，隔墻的自重應(yīng)計算入內(nèi)，計算規(guī)則為：≥1/3的每延米長墻重（KN/m）作為樓面活荷載的附加值（KN/m2）計入，且附加值應(yīng)≥1.0KN/m2。關(guān)于線荷載按一定的荷重比例折算后作為活荷載計算，在計算過程中，找出其中最不利的效應(yīng)數(shù)值，將其與在等效均布活荷載（滿布）作用下，簡支情況時構(gòu)件相應(yīng)效應(yīng)值相等，即可求出等效均布活荷載。

應(yīng)用荷載規(guī)范（附錄C.O.4條）確定的等效荷載法有如下：qe=8×Mmax/b x 12

（qe：單向板上局部荷載（包括集中荷載）的等效均布活荷載KN/m；L板的跨度m；b：板上荷載的有效分布寬度m；Mmax：簡支單向板的絕對最大彎矩KN.m，應(yīng)按設(shè)備的最不利布置確定。根據(jù)公式，可導(dǎo)出對于單向板上布置固定隔墻的等效荷載：

隔墻沿單向板跨度短方向布置時：qe=q/（btx+2s+h+0.71）

隔墻沿單向板跨度長方向布轉(zhuǎn)置時：qe=q/（btx+2s+h）

（q為隔墻（墻面持灰在內(nèi)）的單位長度重量；btx為隔墻厚度；KN/m；s為板上墊層厚度；h為板厚。單位分別為：KN/m、m、m、m）

3、雙向板的荷載取值

建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄第c.o.6條規(guī)定，可采用和單向板一樣的原則，通過四邊簡支板絕對最大彎矩等值來求得雙向板的等效均布荷載。雖規(guī)定了原則，但實際計算非常麻煩。業(yè)內(nèi)采用的計算表格方法可從相應(yīng)的表格上等效荷載均布靜載值，具有一定實用性，但若超出表格范圍則無幫助。通常，Mmax可以通過《建筑結(jié)構(gòu)計算手冊》或《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》求得，但實際工程中，隔墻布置位置和布設(shè)方向、樓板開間進深比值時常變化，手工求解隔墻作用于雙向板上的絕對最大彎矩Mmax存在很大困難，雙向板的荷載取值需尋求更為實用的方法。

作者通過實踐發(fā)現(xiàn)借助電算程序、軟件分析計算得出了板上隔墻等效荷載簡化計算公式法。具體為：通過ANSYS軟件對四邊簡支薄板上有隔墻時的受力進行了大量有限元分析，對計算結(jié)果的回歸分析，得到如圖示按隔墻位于板的跨中，且隔墻荷載沿板某向滿布的（最不利情況）板面等效均布荷載近似計算公式：qe=λqb（q：隔墻每延米重量KN/m；b：現(xiàn)澆板的短邊尺寸m；λ：等效系數(shù)）

當(dāng)隔墻沿板長邊方向布置時：λ=0.7（ab）2-2.71（ab）+4.74

當(dāng)隔墻沿板短邊方向布置時：λ=0.77（ab）2-1.93（ab）+3.89

公式中，ab為板的長邊與短邊尺寸之比，且1≤ab≤2。

以上計算方法經(jīng)過大量使用者驗證，與《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄c限定的值誤差控制在3%以內(nèi)。

注意：簡化計算中，單向板中非簡支的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會有一定的設(shè)計誤差，一般為10%左右，但經(jīng)工程實踐表明其誤差尚不會影響結(jié)構(gòu)安全，且多數(shù)情況下是保守和偏安全的。

4、幾種實用的荷載取值法總結(jié)

（1）當(dāng)樓層中直接作用于樓板上的輕質(zhì)隔墻數(shù)量較少且分布較分散時，按位置不定隔墻的等效樓面活荷載方法進行樓板和主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，等效時借助ANSYS軟件推導(dǎo)出近似計算公式。

（2）樓層中直接作用在樓板上的輕質(zhì)隔墻數(shù)量較多且密度較大時，設(shè)計樓板時宜采用荷載規(guī)范中的等效均布荷載方法，宜把樓板和主體結(jié)構(gòu)分別建模，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計時宜采用布置虛次梁且于次梁上布置隔墻線荷載的方式。

（3）工業(yè)建筑方面，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）附表D.0.1-1～6）以外的等效均布活荷載取值采用樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，其余的工業(yè)建筑應(yīng)用等效均布活荷載代替實際局部荷載，樓面上無設(shè)備區(qū)域的操作荷載，包括操作人員，一般工具，零星原料和成品自重，可按均布活荷載考慮，其標(biāo)準(zhǔn)值采用2.0KN/m2。

結(jié)語：

文章作者根據(jù)實踐經(jīng)驗，針對單向板和雙向板都提出了較實用的荷載取值法，并列舉了一些有用的實踐經(jīng)驗，對樓板上布置自由靈活的輕質(zhì)隔墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較強的借鑒意義。