电信建筑结构设计的几点建议
从《建筑结构荷载规范》(GB 5009-2001)的附录C"工业建筑楼面活荷载"所列的表C.0.1~表C.0.6中可以看出:板的楼面均布活荷载,普遍存在着随板跨的增大而逐步降低的趋势,在《电信建筑设计规范》的附录A的表A中,也有同样的反映。例如,该表中序号2的安装阀控式密封蓄电池(48 V电池组四层双列摆放GM-3045)的蓄电池室,板的楼面有三个等效均布活荷载值。当板跨为1.9~2.4 m时,为16.0 kN/m²;当板跨为2.5~2.9 m时,为14.0 kN/m²;当板跨大于或等于3.0 m时,为13.0 kN/m²。但是,这种蓄电池室的楼面均布活荷载在《电信建筑设计规范》表6.2.2.2序号1中已确定为16.0 kN/m²,工程设计时必须按此执行,可是,板的跨度土建设计人员可以自主选择,土建设计时,将板跨选在2.5~2.9 m时,板的楼面活荷载与16.0 kN/m²相比就有2.0 kN/m²的储备,而选用板跨大于或等于3.0 m时,则有3.0 kN/m²的潜力,因此,笔者建议将电信机房的楼板跨度选择在2.5~4.0 m之间,这就增强了机房楼面对不断出现的设备更新换代的适应能力。板跨不要太小的原则,也适用于一般的民用建筑。
3、建议楼板选用双向板
《建筑结构荷载规范》附录B,在楼面等效均布活荷载的确定方法上,详细地介绍了按单跨简支的单向板确定等效均布活荷载的方法。在该规范附录C"工业建筑楼面活荷载"中列出的各种工业建筑楼面活荷载表里,注明了这些荷载适用于单向支承的现浇楼板,但对双向板的等效均布活荷载,有关条文只作了原则性的规定,即双向板的等效均布活荷载,可按单向板相同的原则,按四边简支板的绝对最大弯矩等值来确定。在《电信建筑设计规范》表6.2.2.2中所列电信建筑楼面均布活荷载值,也只适用于按单向板配筋的现浇板,但同时又说明按双向板配筋的现浇板亦可参照使用。
总之,到目前为止,笔者还没有见到具体的用双向板方法确定的工业建筑楼面活荷载值。虽然多数"工业建筑楼面活荷载"表,只表态适用于单向板,对双向板却只字不提(假如该表用于双向板会带来不安全的后果,则表中必须说明这一点),因此,实际上这就默认了可以用于双向板。实际工作中,用单向板方法确定的楼面活荷载,也可用在双向板上。
但是,在楼面活荷载传递过程中,单向板只向一个方向传递,而双向板则向两个方向传递,因此,在相同荷载、相同板跨的情况下,它们产生的等效均布活荷载是不一样的,其结果是单向板的要大于双向板的。所以用单向板确定的楼面活荷载值,对于双向板来说,就有较大的富余,尤其是当双向板成为正方形时就更为显著。因此,笔者建议尽量选用长边与短边之比为1的正方形双向板,这样能为楼板增加较多的承载力。
4、选用双向框架有利于降低房屋层高和节能
既然楼板选用双向板,则次梁势必是双向井字梁,次梁将楼面荷载传至两个方向的框架梁上,这样做与单向框架相比,具有以下优点:
a)双向框架与单向框架相比,能将结构上的力比较均匀地分布在2个不同方向的框架梁上,有利于平时的结构受力和抗震。
b)以单向的横向框架为例,楼面的绝大部分荷载由次梁传至横向框架上,由于荷载大,所以框架梁的高度就高,从而影响房屋的层高。而采用双向框架后,由于楼面荷载向纵横2个框架传递,虽然传到纵向框架的荷载增加了,但不足以影响层高,而传到横向框架上的荷载就比单向横向框架时要小,这就为降低梁高创造了条件。层高降低了,建筑物的空间变小了,节约了工程的投资,也降低了房屋的能耗。
5、电信建筑楼板厚度不宜小于100~110 mm
现浇楼板的最小厚度,砼设计规范及设计手册都有规定。例如,单向板,当为民用建筑楼板时为60 mm,当为工业建筑楼板时为70 mm,而双向板则不得小于80 mm等。有时由于板的跨度不大,经计算板厚70或80 mm也就可以了,于是就选板厚为70或80 mm,这样做就可能带来麻烦。笔者曾经碰到过在砼楼板施工时,由于电气暗管交叉后露出了板的表面,施工单位要求设计单位处理的尴尬情况,其原因就是楼板厚度太薄。
现在电信建筑的智能化管理程度越来越高,建筑电气专业在现浇楼板内埋设很多机电暗管,而且这些暗管还避免不了要交叉。根据有关规定,暗管外径不得大于板厚的1/3,管壁至板上下边缘的净距应不小于25 mm。现以单向板为例,外径25 mm的暗管,只交叉一次,板厚就要100 mm,双向板则要110 mm。因此,建议电信建筑现浇楼板的板厚不小于100-110 mm。如果暗管直径更大,交叉不止一次,则板厚100-110 mm就不够了。此时,应与电气专业协商,妥善处理管线交叉与管径
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