問題描述:
如圖1所示,美標混凝土設計首選項包含一個參數:Pattern Live Load Factor(樣式活荷載系數)。該系數的作用是什么?它對計算結果有何影響?
圖1 樣式活荷載系數(美標)
解答:
在SAFE/ETABS中,如需考慮樓板活荷載不利布置引起的結構內力增大,有兩種方法:一種是在分析階段整體計算中予以考慮(以下簡稱“詳細計算法”),另一種是在設計階段對梁正彎矩放大進行近似處理(以下簡稱“彎矩放大法”)。詳細計算法通過“樣式活荷載-自動(Pattern
Live-Auto)”或“樣式活荷載(Pattern Live)”來實現,具體請參考知識庫《活荷載不利布置在SAFE中的實現》。彎矩放大法則通過樣式活荷載系數實現。
理解了這兩種方法后,我們進一步說明樣式活荷載系數(Pllf)在這兩種方法中的作用。
1. “詳細計算法”中Pllf的作用
當采用“自動樣式活荷載(pattern live-auto)”或“樣式活荷載(pattern live)”考慮活荷載不利布置時,樣式活荷載系數的作用是:在基于規(guī)范生成的默認荷載組合中,對樣式活荷載的分項系數進行折減。具體來說,對于自動樣式活荷載,Pllf折減的是其生成的多步靜力工況,如圖2所示;對于樣式活荷載,Pllf折減的是自動生成的Range Add(同號疊加)類型的荷載組合,如圖3所示。
圖2 Pllf折減多步靜力工況(自動樣式活荷載)
圖3 Pllf折減Range Add荷載組合(樣式活荷載)
當Pllf設置為0時,程序默認采用0.75的折減系數。該系數來源于ACI 318-19規(guī)范第6.4.3條的規(guī)定,如圖4所示,是考慮到最大正彎矩與最大負彎矩不可能同時發(fā)生,結構可在破壞前進行內力重分布。需要注意的是,美標設計中考慮活荷載不利布置的荷載組合中,僅包括重力荷載,不包括風荷載和地震作用。
圖4 ACI關于0.75折減系數的規(guī)定
2. “彎矩放大法”中Pllf的作用
當采用程序內置的“彎矩放大法”來近似考慮活荷載不利布置時,樣式活荷載系數的作用是:在設計階段,活荷載(或折減活荷載)作用下,梁的跨中正彎矩按兩端鉸接計算,其活荷載(或折減活荷載)數值按乘以Pllf后的結果計算,如圖5所示。
圖5 “彎矩放大法”中Pllf的作用示意
需注意以下兩點:
a. 該系數僅適用于“活荷載”或“折減活荷載”類型的荷載,不適用于“樣式活荷載”或“樣式活荷載-自動”類型的荷載。
b. 該方法僅放大梁的正彎矩(如下圖所示公式),不考慮負彎矩的放大。

3. 美標設計Pllf使用建議
由于樣式活荷載系數(Pllf)同時控制兩種考慮活荷載不利布置的方法,建議在美標設計中按照以下邏輯設置:
(1)Pllf設置為0:表示關閉“彎矩放大法”。此時應采用“詳細計算法”考慮活荷載不利布置。Pllf僅用于將默認荷載組合中的樣式活荷載按0.75進行折減。
(2)Pllf設置為非零值:表示啟用“彎矩放大法”。此時不應再同時采用“詳細計算法”。Pllf將直接用于活荷載或折減活荷載產生的正彎矩,程序會自動確保放大后的彎矩不小于活荷載滿布時的彎矩,即當設計彎矩等于分析彎矩時,結果不再發(fā)生變化。