消防車等效均布荷載的計算

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1、消防車等效均布荷載的計算【摘要】消防車荷載的取值，一直比較混亂，為使消防車荷載有一個較為合理的取值,筆者對消防車等效荷載進行了常見的幾種情況的計算，供設(shè)計界同仁參考?！娟P(guān)鍵詞】消防車等效荷載輪壓擴散角動力系數(shù)消防車荷載的取值,就目前來說,一直比較混亂,有按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（下面簡稱《荷載規(guī)范》）要求單向板（板跨度≥2m）取35kN/㎡、雙向板（板跨度≥6m）取20kN/㎡的,也有取等效均布荷載為26kN/㎡的,還有主梁取0.8X20=16kN/㎡次梁為0.95X20=19kN/㎡的,如此等等,各種取法都

2、有。而消防車荷載的取值又屬“強條”。《荷載規(guī)范》表4.1.1注第3條：“……;當(dāng)不符合本表的要求的時候,應(yīng)將車輪的局部荷載按結(jié)構(gòu)效應(yīng)的等效原則,換算為等效均布荷載。”即消防車荷載的取值大小應(yīng)按等效均布荷載計算。這些對每一個設(shè)計人員來說,都是清楚的。但是在實際工程中,由于等效均布荷載計算過程較為繁瑣,設(shè)計周期又短等各種原因,大都未進行等效均布荷載的計算。一般來說,凡取等效均布荷載的,都沒有相應(yīng)的計算資料,大都采取“估算”的辦法。就目前成都建筑市場而言,基本上都采用大底盤地下室,其上部修建若干棟多、高層建筑，這

3、樣必然出現(xiàn)小區(qū)內(nèi)的消防通道置于地下室的頂板上。而地下室的頂板設(shè)計，一般采用井字梁樓蓋或十字梁樓蓋,板跨大都小于6.0mX6.0m,故消防車荷載是不能取20kN/㎡。而應(yīng)按規(guī)范要求進行等效均布荷載計算（單向板或密肋樓蓋較少采用,所以此處僅就雙向板進行分析）。為使消防車荷載有一個較為合理的取值,筆者對消防車等效均布荷載進行了常見的幾種情況的計算，供設(shè)計界同仁參考，以饗讀者。1.荷載計算消防車荷載均沿消防車道布置。小區(qū)道路通常不是很寬，一般在5m左右，所以消防車按單列布置（當(dāng)小區(qū)消防通道寬度≥6m時，應(yīng)按并列兩輛

4、消防車的布置進行等效均布荷載計算。此種情況,不在本文敘述范圍）。為求最不利情況,按兩車車尾對車尾的排列，兩車尾間凈距按500㎜計，消防車總重量按《荷載規(guī)范》要求,以300kN計算。消防車荷載前、后橋輪壓及車列布置見圖1～圖3,輪壓面積按200㎜X600㎜計。精選范本,供參考！1.樓板計算2.1.有填土地下室柱網(wǎng)尺寸一般為6.6m～7.8m，結(jié)構(gòu)布置常采用井字梁樓蓋或十字梁樓蓋,如圖4。地下室頂板上部，由于綠化需要,均有填土,填土厚度一般為600～900㎜,計算時考慮了填土層壓力擴散影響,其壓力擴散角θ取22

5、°,鋼筋混凝土頂板厚度按160㎜計,壓力擴散角θ取45°,如圖5:精選范本,供參考！當(dāng)采用井字梁樓蓋時從圖6可以看出,后橋輪壓由于填土（未考慮道路面層的影響）,局部壓力擴散后,基本連成一片,且其覆蓋面積已超出井字樓蓋中一塊板的面積。所以可將后橋輪壓直接除以面積,就得到板的等效均布荷載,見表一。當(dāng)采用十字梁樓蓋時，板跨為3.3X3.3～3.9X3.9,從圖6中可以看出,輪壓擴散后面積基本覆蓋全板,故可以按板面積平均,則得表二:表一填土厚㎜后橋擴散面積㎡板等效均布荷載kN/㎡6002.4X3.2=7.68317

6、002.48X3.28=8.13308002.56X3.36=8.6289002.64X3.44=9.126表二板跨（m）3.33.453.63.753.9等效均布荷載（kN/㎡）222018.517162.2無填土當(dāng)板上無填土?xí)r,對于井字梁樓蓋則以后橋輪壓計算板的等效均布荷載。由于當(dāng)一個輪子放在板中心時,另一個輪子已在板外,所以只須考慮板中心一個輪壓進行計算。如圖7。精選范本,供參考！如圖8：板厚度仍按160㎜計,擴散角θ取45°,不考慮道路面層的影響，計算時以局部荷載在板跨中心處所引起的彎矩與等效均布荷

7、載在板跨中心處所產(chǎn)生的彎矩相等的原則確定。計算結(jié)果見表三（計算過程從略）。當(dāng)采用十字梁樓蓋時,利用“影響線”原理,板跨中心最大彎矩時的輪壓位置按圖9布置,計算原則同井字梁樓蓋,計算結(jié)果見表三（計算過程從略）。表三板跨（m）2.22.32.42.52.63.33.453.63.753.9等效均布荷載（kN/㎡）474340363428282828283.次梁計算次梁的等效均布荷載,按簡支梁跨中彎矩相等的原則進行計算。消防車輪壓局部荷載作用下的最大彎矩最不利布置按多個集中力作用下的影響線求得。考慮一側(cè)輪壓作用在

8、梁上（不考慮填土的擴散作用）,另一側(cè)輪壓實際作用在板上。為采用現(xiàn)有程序計算方便,將其簡化為另一側(cè)輪壓作用在另一次梁上,并且不考慮輪壓的擴散作用,直接按集中力進行計算，如圖10。由此計算得到次梁的等效均布荷載。結(jié)果見表四、表五（計算過程從略）。精選范本,供參考！表四：井字梁柱網(wǎng)（mXm）6.6X6.66.9X6.97.2X7.27.5X7.57.8X7.8等效均布荷載（kN/㎡）12.511.010.39.89.3