“逃生荷载”对混凝土框架结构安全性影响

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 我国结构安全度设置水准现状
• 1.1.2 影响建筑结构的安全性的主要因素
• 1.1.3 关于荷载规范标准值中活荷载的思考
• 1.2 本论文研究的目的、意义
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 建筑防火消防设计与“逃生荷载”的形成
• 2.1 火灾的发展过程
• 2.2 建筑设计防火措施
• 2.3 单、多层建筑防火分区设计
• 2.4 安全疏散
• 2.4.1 疏散人员的心理与行为
• 2.4.2 疏散路线及设施的布置
• 2.4.3 安全疏散距离
• 2.4.4 安全出口、走道的宽度
• 2.5 走廊结构单元人员疏散讨论
• 2.6 走廊单元算例分析
• 2.7 逃生荷载”的提出
• 2.8 国内外活荷载取值比较
• 2.8.1 所选规范标准
• 2.8.2 楼面最小均布活荷载比较
• 2.8.3 荷载分项系数对比
• 2.9 本章小结
• 第三章 钢筋混凝土内廊式框架结构计算
• 3.1 工程算例
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 计算模型的建立
• 3.1.3 SAP2000 计算软件介绍
• 3.2 内力计算
• 3.2.1 1800 内廊内力与配筋计算
• 3.2.2 2400 内廊内力与配筋计算
• 3.2.3 3000 内廊内力与配筋计算
• 3.3 计算结果分析
• 3.3.1 正截面受弯
• 3.3.2 斜截面受剪
• 3.3.3 理论配筋量比较
• 3.4 裂缝分析与计算
• 3.4.1 框架梁开裂原因
• 3.4.2 裂缝验算
• 3.4.2.1 1800 内廊裂缝计算
• 3.4.2.2 2400 内廊裂缝计算
• 3.4.2.3 3000 内廊裂缝计算
• 3.5 防止框架梁开裂措施
• 3.6 本章小结
• 第四章 钢筋混凝土外廊式结构计算
• 4.1 外廊结构布置
• 4.2 1200 外廊结构内力与配筋计算
• 4.3 计算结果比较分析
• 4.3.1 正截面弯矩变化
• 4.3.2 斜截面受剪变化
• 4.3.3 理论配筋面积对比
• 4.4 1200 外廊裂缝验算
• 4.5 1500 外廊结构内力与配筋计算
• 4.6 计算结果比较分析
• 4.6.1 正截面弯矩变化
• 4.6.2 斜截面受剪变化
• 4.7 1500 外廊裂缝验算
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 待研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在读研究生期间发表的论文