汽車荷載的簡化計算

1、建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)通訊20093論文編號zby27汽車等效均布荷載的簡化計算朱炳寅中國建筑設計研究院（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間較短而倍受結(jié)構(gòu)設計者關(guān)注。結(jié)構(gòu)設計的關(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?shù)睦щy，一般情況下，要精確計算輪壓的等效均布荷載是比較困難的，且從工程設計角度看，也沒有必要?！暗刃А焙汀罢蹨p”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計精度需要的汽車輪壓等效均布荷載的簡化計算方法，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)設計中應注意“等效均布荷載”及“效應相等”的特點，汽車輪壓荷載具有荷載作用位置變化的特性，是移動的活荷載，其最大效應的把握困

3、難，且效應類型（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）動力系數(shù)汽車荷載屬于動力荷載，板頂填土或面層對汽車動力荷載起緩沖和擴散作用，板頂覆土或面層太薄時，一般可不考慮其有利影響。而當板頂覆土厚度較大時，輪壓荷載對頂板的動力影響已經(jīng)不明顯，可取動力系數(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、至樓板及梁的動力系數(shù)覆土厚度（m）0.250.300.350.400.450.500.550.600.65≥0.70動力系數(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，其動力系數(shù)可按線性內(nèi)插法確定；2當直接采用《荷載規(guī)范》表4.1.1中第8項規(guī)定的數(shù)值時，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汽車輪壓具有擴散作用(車輪壓力擴散角，在混凝土中按45考慮，在土中可按30考慮)，覆土越厚，汽車輪壓擴散越充分，當覆土層厚度足夠厚，輪壓擴散足夠充分時，汽車輪壓荷載可按均布荷載考慮。當覆土層厚度足夠時，可按汽車在合理投影面積范圍內(nèi)的平均荷重計算汽車的輪壓荷載，見表2。表2覆土厚度足夠時消防車的荷載建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)通訊20093論文編號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。同時也再次表明，對等效均布荷載進行所謂精細計算是沒有意義的，計算以滿足工程精度為宜。3.汽車等效均布荷載的簡化計算1）《荷載規(guī)范》明確規(guī)定了等效均布荷載的計算原則，但由于消防車輪壓位置的不確定性，實際計算復雜且計算結(jié)果有時與規(guī)范數(shù)值出入很大。特殊情況下（如雙向板等），等效均布荷載的計算結(jié)果明顯不合理，當支承情況越復雜、局部荷載的作用面積越小、板頂面層或覆土層很薄時，等效均布荷載的數(shù)值偏差幅度越大，因此，應注意對等效

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級消防車，已知yxll?h后軸輪壓P=60kN，輪壓著地面積為0.20.6m，動力系數(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輪壓的擴散作用，在混凝土內(nèi)的輪壓擴散角按45考慮(見圖2)，查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》（第二版）表429，=0.220.1=0.4m，=0.620.1=0.8m，=0.42=0.

8、2，=0.82=0.4xayaxxlaxyla，考慮動力系數(shù)后=1.360(0.40.8)=244kNm2)(3.1yxaaPq?簡支雙向板的絕對最大彎矩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)靜力計算手冊》（第二版）表416，=0