“逃生荷载”对混凝土框架结构安全性影响

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建筑结构荷载取值和荷载组合关系到结构的安全性能和人民生命财产的安全。我国荷载设计规范与国外荷载规范之间存在较大的差异。在荷载取值上我国规范规定的活荷载标准值往往小于国外规范规定的活荷载最小值很多,特别是在建筑结构的疏散单元,比较我国与美国的荷载设计规范,可以发现,美国楼面活荷载取值普遍比我国规范规定的标准值高很多,特别是走廊、楼梯、阳台、门厅等人流密集区,其取值更是比我国高出一倍之多。正是因为我国规范未考虑紧急状况下人员的疏散而造成楼面活荷载超过规定值。而且我国建筑结构的设计规范,在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性等方面的安全设置水准,总体上均低于国外同类规范。本文对具有代表性的中国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、美国《ASCE 7-05 (Minimum Design Loads for buildings and other Structures with Book mark)》中关于活荷载的理论以及规定分别予以介绍,讨论和比较。通过对建筑防火消防设计与火灾发生时人员疏散的研究,以排队论为基础,建立走廊结构单元人员疏散模型,在综合比较国内外活荷载取值基础上,提出了“逃生荷载”的概念,并确定了模型参数。基于以上讨论,采用SAP2000计算程序,以教学楼为研究对象,建立了两组典型混凝土框架结构计算模型,分别按照正常情况、走廊“逃生荷载”作用取4KN/m2、5KN/m2、6KN/m2三个数量级计算得出结构内力值、理论配筋量和裂缝宽度的数值,并与正常设计时进行比较。结果表明:在逃生荷在作用下,控制截面弯矩增长明显,不容忽视,理论配筋量也呈线性增长,裂缝宽度一般均超过了规范容许值,严重影响到了建筑结构的安全性和耐久性。最后,通过上述研究得出了相关的结论,对今后结构设计中荷载取值和如何减小构件裂缝提出建议,并对今后结构安全设置调整作了展望。
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