汽車荷載的簡化計(jì)算

1、建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)通訊20093論文編號(hào)zby27汽車等效均布荷載的簡化計(jì)算朱炳寅中國建筑設(shè)計(jì)研究院（100044）汽車（消防車）輪壓以其荷載數(shù)值大、作用位置不確定及一般作用時(shí)間較短而倍受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者關(guān)注。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題在于汽車輪壓等效均布荷載數(shù)值的確定。輪壓荷載作用位置的不確定性，給等效均布荷載的確定帶來了相當(dāng)?shù)睦щy，一般情況下，要精確計(jì)算輪壓的等效均布荷載是比較困難的，且從工程設(shè)計(jì)角度看，也沒有必要。“等效”和“折減”的本質(zhì)都是“近似”

2、，“等效”和“折減”的次數(shù)越多其誤差就越大。本文推薦滿足工程設(shè)計(jì)精度需要的汽車輪壓等效均布荷載的簡化計(jì)算方法，供讀者參考。1.影響等效均布荷載的主要因素1）跨度等效均布荷載的數(shù)值與構(gòu)件的跨度有直接的關(guān)系，在相同等級(jí)的汽車輪壓作用下，板的跨度越小，則等效均布荷載的數(shù)值越大；而板的跨度越大，則等效均布荷載數(shù)值越小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意“等效均布荷載”及“效應(yīng)相等”的特點(diǎn)，汽車輪壓荷載具有荷載作用位置變化的特性，是移動(dòng)的活荷載，其最大效應(yīng)的把握困

3、難，且效應(yīng)類型（彎矩、剪力等）的不同，等效均布荷載的數(shù)值也不相同，等效的過程就是一次近似的過程。2）動(dòng)力系數(shù)汽車荷載屬于動(dòng)力荷載，板頂填土或面層對(duì)汽車動(dòng)力荷載起緩沖和擴(kuò)散作用，板頂覆土或面層太薄時(shí)，一般可不考慮其有利影響。而當(dāng)板頂覆土厚度較大時(shí)，輪壓荷載對(duì)頂板的動(dòng)力影響已經(jīng)不明顯，可取動(dòng)力系數(shù)為1.0。見表1?！逗奢d規(guī)范》表4.1.1中給出的車輛荷載，是一種直接作用在樓板上的等效均布荷載，已考慮了動(dòng)力系數(shù)，可直接采用。表1汽車輪壓荷載傳

4、至樓板及梁的動(dòng)力系數(shù)覆土厚度（m）0.250.300.350.400.450.500.550.600.65≥0.70動(dòng)力系數(shù)1.301.271.241.201.171.141.101.071.041.00注：1.覆土厚度不為表中數(shù)值時(shí)，其動(dòng)力系數(shù)可按線性內(nèi)插法確定；2當(dāng)直接采用《荷載規(guī)范》表4.1.1中第8項(xiàng)規(guī)定的數(shù)值時(shí)，無需再乘以表中數(shù)值。3）覆土層厚度1）《荷載規(guī)范》表4.1.1中第8項(xiàng)所規(guī)定的汽車荷載，是輪壓直接作用在樓板上的等效

5、均布荷載。2）結(jié)構(gòu)板面的覆土及面層對(duì)汽車輪壓具有擴(kuò)散作用(車輪壓力擴(kuò)散角，在混凝土中按45考慮，在土中可按30考慮)，覆土越厚，汽車輪壓擴(kuò)散越充分，當(dāng)覆土層厚度足夠厚，輪壓擴(kuò)散足夠充分時(shí)，汽車輪壓荷載可按均布荷載考慮。當(dāng)覆土層厚度足夠時(shí)，可按汽車在合理投影面積范圍內(nèi)的平均荷重計(jì)算汽車的輪壓荷載，見表2。表2覆土厚度足夠時(shí)消防車的荷載建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)通訊20093論文編號(hào)zby27不同，原則上不能通用。可以發(fā)現(xiàn)，此處的等效均布荷載的折減又是一

6、次更大程度的近似過程。同時(shí)也再次表明，對(duì)等效均布荷載進(jìn)行所謂精細(xì)計(jì)算是沒有意義的，計(jì)算以滿足工程精度為宜。3.汽車等效均布荷載的簡化計(jì)算1）《荷載規(guī)范》明確規(guī)定了等效均布荷載的計(jì)算原則，但由于消防車輪壓位置的不確定性，實(shí)際計(jì)算復(fù)雜且計(jì)算結(jié)果有時(shí)與規(guī)范數(shù)值出入很大。特殊情況下（如雙向板等），等效均布荷載的計(jì)算結(jié)果明顯不合理，當(dāng)支承情況越復(fù)雜、局部荷載的作用面積越小、板頂面層或覆土層很薄時(shí)，等效均布荷載的數(shù)值偏差幅度越大，因此，應(yīng)注意對(duì)等效

7、均布荷載的比較并合理取值。舉例說明如下：某簡支雙向板，跨度=2m，板厚=150mm，其上作用有300kN級(jí)消防車，已知yxll?h后軸輪壓P=60kN，輪壓著地面積為0.20.6m，動(dòng)力系數(shù)1.3，板頂面混凝土面層=100mm厚求。seq解：考慮板頂混凝土面層對(duì)輪壓的擴(kuò)散作用，在混凝土內(nèi)的輪壓擴(kuò)散角按45考慮(見圖2)，查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（第二版）表429，=0.220.1=0.4m，=0.620.1=0.8m，=0.42=0.

8、2，=0.82=0.4xayaxxlaxyla，考慮動(dòng)力系數(shù)后=1.360(0.40.8)=244kNm2)(3.1yxaaPq?簡支雙向板的絕對(duì)最大彎矩2440.40.8=11.2kN.m，1434.0max?xM2440.40.8=9.18kN.m＜=11.2kN.m，1176.0max?yMmaxxM取=11.2kN.mmaxmaxxMM?簡支雙向板在等效均布荷載作用下的跨中彎矩值查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（第二版）表416，=0