柱、墻設計時活荷載按樓層的折減問題

程麗

摘 要：從實際工程出發，介紹柱、墻設計時活荷載按樓層的折減問題，在SATWE設計參數補充定義，以及如何在柱、墻構件計算結果中查看折減系數。

關鍵詞：柱配筋設計；活荷載；按樓層數折減活荷載；房屋類別

1 樓面活荷載折減系數

《建筑結構荷載規范》5.1.2作為強制性條文，明確規定設計樓面梁、墻、柱及基礎時的樓面均布活荷載的折減系數，作為設計必須遵守的最低標準。作用在樓面上的活荷載，不可能以標準值的大小同時布滿在所有的樓面上，因此設計梁、柱、墻和基礎時，還有考慮實際荷載沿樓面分布的變異情況，也即在確定梁、墻、柱和基礎的荷載標準值時，允許按樓面活荷載標準值乘以折減系數。

折減系數的確定實際上比較復雜，采用簡化的概率統計模型來解決這個問題還不夠成熟。規范通過從屬面積來考慮荷載折減系數。對于支撐單向板的梁，其從屬面積為梁兩側各延伸二分之一的梁間距范圍內的面積；對于支撐雙向板的梁，其從屬面積由板面的剪力零線圍成。對于支撐梁的柱，其從屬面積為所支撐梁的從屬面積的總和；對于多層房屋，柱的從屬面積為其上部所有柱從屬面積的總和。

2 SATWE中如何進行柱、墻活荷載折減設置

用PMCAD擬建一辦公樓，共五層，各層平面布置圖相同，見下圖1。根據《建筑結構荷載規范》5.1.2第2項規定，設計墻、柱和基礎時，房屋類別為規范表5.1.1第1（1）項時，活荷載按樓層折減系數見圖5。這里考慮的是在多層或高層建筑中，上、下樓層同時達到活荷載設計值的可能性，也就是活荷載同時出現的概率的大小問題，一般情況下，樓層數量越多，各層活荷載同時出現的可能性就越小。從規范表5.1.2可以看出，計算截面以上的樓層數越多，相應的折減系數的數值就越小。查找系數注意是指墻、柱計算截面以上的樓層數，屋面層不計入在內。在SATWE分析與設計參數補充定義菜單下的活荷信息中，勾選墻、柱設計時勾選“折減”選項，折減系數定義正確與否，可以在后面SATWE子菜單中活荷載折減系數補充定義中查看。例如此辦公樓，一層柱計算截面以上樓層數為4，按照5.1.2表，折減系數為0.70，見圖2。二、三層柱計算截面以上樓層數為3，2，折減系數為0.85，見圖3。而四層柱計算截面以上樓層數為1，折減系數取1.00，見圖4。五層柱計算截面以上是屋面層，不參與折減。設計時一定要注意房屋類別，如果是表5.1.1中第1（2）～7項應采用與其樓板梁相同的折減系數。特別需要注意的是SATWE對于柱、墻的活荷載折減，只是在混凝土構件配筋、鋼構件驗算考慮，標準內力文件沒有考慮。

3 如何在構件計算結果中查看折減系數

在SATWE分析與設計參數補充定義中定義墻、柱活荷載折減系數，最后在哪里查看此參數定義是否參與構件計算中呢？各荷載工況下構件標準內力簡圖是不考慮折減系數的，是否設置折減系數，其內力簡圖是一樣的。我們可以點擊“混凝土構件配筋及鋼構件驗算簡圖”進入界面，在構件信息中點擊柱信息，打開TXT文本，可以看到某個柱構件設計信息，在構件驗算設計信息中RLIVEC就是此柱的折減系數。

折減系數會影響計算軸壓比的控制軸力，還有柱縱筋與箍筋的配置。

4 結束語

使用柱、墻活荷載折減系數時，注意以下幾點：（1）使用折減系數一定要注意房屋類別，程序不具備判斷功能，需要設計人員人為判斷，在SATWE中選出與實際工程情況符合的折減系數。（2）注意按樓層折減，墻、柱計算截面以上的層數，是指樓面層，不包括屋面層。（3）對于底盤、裙房部分的柱、墻截面都直接按照最高的樓層數取用折減系數是不合理的，可能造成對活荷載的折減過多。對于各層的柱、墻和基礎應該按照它上方實際的樓層數來確定活荷載的折減系數，對各層平面上的每根構件應該分別取值。為此SATWE提供“活荷載折減系數補充定義”菜單，可以對每一層的每個柱，單獨定義下折減系數。方便用戶靈活設置參數。

參考文獻

[1]多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE用戶手冊及技術條件[J].中國建筑科學研究院，2013，12.

[2]朱炳寅.建筑結構設計問答及分析[M].中國建筑工業出版社.