汽车等效均布荷载的简化计算

1、Buildina Structure设计交流汽车等效均布荷载的简化计算朱炳寅/中国建筑设计研究院疲上PMm0.250300350 400450.500.550.60005事070动力系数1301.271.241 201 171.141 101.071.041 00汽车絵压荷銭传至樓板及梁的动力系数表1注：1）覆土，度不为表中数值时.其动力系数町按线件内播法确 L： 2）当亘按采用简我規范3表4.1.1中第8项规定的散值时无需 再乘以衣屮数值.可30akNMMMrtf«»t汽车（消防花）轮压以英荷我数值大、作用位尺不确定 及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注结构设计的关 键

2、问逆在汽车轮压等效均布荷载数值的确泄。轮用尙载作 用位世的不确疋性，给效均布荷戏的确定帯來了 定雄 度i般情况下，要桔确计更轮压的等效均布荷我是比较用 难的，且从工程设计角度看,也没有必要“等效”和“折 减"的本质都是“近似”，U其次数越多，误基就越大。本 文推存满足L程设計粘度需耍的汽乍轮压等效均伽简我的 简化计毎方法,供读者参考.1影响等效均布荷载的主要因素1.1跨度筲效均布荷仅的数値I丿构件的跨度仃血接的关系,任相 同等级的汽千轮压作用下，板的跨度越小.则等效均布荷裁 的数值越大：而板的跨度越大，则等效均布荷载数值越小。 结构设计中应注盘“等效均布荷载”及“效应相等”的特点,

3、汽车轮压荷孜H仃荷裁作用位朮变化的特性，是移动的活荷 载.梵最大效应把拥闲堆L效应类熨（弯矩、剪力等）不 同，等效均布荷载的数值也不相同，等效的过程就是一次近 似的过程。1.2动力系数汽车荷载帕丁动力荷载,板顶塩十或面层对汽车动力荷 载起缓冲和扩散件用.板顶稜十或血层太浒时 一般町不占 虑其仃利影响。而当板顶磁土厚度较大时,轮压荷我对顶板 的动力影响U经不明显.可取动力系数为1.0（农1）荷 载规范表4.1.1中给出的车辆荷载，是一种克接作用在楼 板二的等效均如荷载,12考虑了动力系数，可直接采用。 够J7,轮压扩散足够充分时,汽千轮压荷我可按均布荷截考 虑-当粒十层厚度足够时，町按汽车在合理

4、投彩面枳范I料内 的平均荷車计算汽车的轮斥倚载，见表2。H土厚慶足够时消防车的荷载表2汽午类"100UN150kN200kN300kN550kN術扱kN存4.36.38.511.311.4覆十片哎瑕小（ft屁dm2.52.42.42.32.6足够的耀卜用度扌乩汽车轮压通过土层的扩散、交粋和 眶叠，达到在某一半血近似均匀分布时的覆土层厚度。足够 的粒上厚度数值应根据工程经蛉确定半无可靠设il经验 时，可按麻轴轮压的扩散而积不小丁按荷匝比例划分的汽午 投影而积（图1）确定相应的賀土厚度为，当实际覆土 厚度於九时，可认为覆上厚度足够.以300kN级汽车为例（图1）:考世汽车介理间距（每侧6

5、00mm）后汽千的投影而积为 （8十0 6） x （2.5P.6） -2666m'后轴轮冷占全车巫城的比例为240/300-0 8取后轴轮压的扩散面枳为0 8x26.66-21.33m1.3希土层厚度 荷载规范衣4. 1. 1中第8项所规定的汽车荷载, 足轮压直接作用在楼板上的等效均布荷叔o 更正：本刊2009年1期15页表1葢右一列：44文的要 求比文严许多"应为“文的要求比文1严许, 特此更正.并向作者和读者致歉.根据后轴轮压的扩散而积不小丁按荷飛比例划分的汽 车投影面积有:（2 + 2A tan 30° X2 + 2/i tan 30°） = （2

6、+ 2/» tan 30°）: 5= 21.33 则：22. 28m,取2. 3m,此时可确定为覆土层厚度足够, 年身介理投影范I科内的平均币:厳为300/26. 66 =11.3kN/m-o2等效均布荷载的折减1）荷菽规范按跨中疗矩川身的脈则进行转效荷载的 计算,并将其用于所有的各类构件（板、梁、柱和墙等）全 部效应（弯矩、剪力、轴力等）的设计计算。采用的是拨构 件类崔及从屈面枳折减的方法。2）对现浇梁板结构，汽车轮压荷戯在地卜结构顶板及 顶板聚内部仃分布和传遡结构设计时可将轮压荷技按：楼 板一次梁f卞梁的路径传递，以简化设计过程。楼板传递给Buildina Struct

7、ure设计交流Buildina StructureBuildina Structure相应支承构件（次梁、主梁、柱或墙等）的等效均布荷载应 按荷取规范4.1.2条的耍求进行相应的折减.3）ihT-效均布荷载与其效应貝冇一一对应的关系， 不同效应之何的等效均布荷载不同，脈则上不能通用可以 发现此处对等效均布佝披的折减乂是-次更人程度的近似 过乩同时也再次农明，对等效均布荷我进行所谓梢细il球 是没有意义的，计算以满足工程待度为宜.3汽车等效均布荷载的简化计算1）（荷载規范明确规定了等效均布荷载的计算原则, 但山丁消防车轮压位朮的不确定性，实际汁妹父杂IL计算结 果冇时与规范数值出入很大.特殊惜况

8、下（如双向板等）， 等效均布简载的计舜结果明显不合理，当支承情况越复杂、 局部荷载的作用面积越小、板顶面层或拔土层很薄时,等效 均布荷取的数值偏星幅度越大，因此.应注意对等效均伟荷 载的比较并合理取值.举例说明如下：某简支双向板，跨度/工=ly =2u»板厚II = 150mm. U 上作用有300kN级消防车,已知后轴轮压 "kN,轮压着 地面积为0. 2mX0. 6m,动力系数1.3,板顶面混凝土面层 S = 100mm厚求=解：舟虑板顶混凝上血层对轮压的扩散作用，在混凝土 内的轮压扩散角按45。考虑（见图2）,査建筑结构静力计 算手册（第二版）表4-29,5 =0.

9、2+2 X 0. l=0. *lni 9=0. 6+2 X 0. l=0. 8m »a JIy =0. 4/2=0. 2* % 寓=0 8 2=0.4 不虑动力系数丿11 q = 1.3P/（aAflv）=244 kN m"简支双向板的绝对最大弯矩Mg = 0.1434 X 244 X 0.4X0. 8=11.2kN m-Af saux =0.1176 X 244 X 0.4 X 0.8=9. 18 kN.m < Mg=ll2kNm 取 M m3S = A/Iffi3S =H-2 kNm.简支双向板在等效均布荷取作用下的跨中弯矩值査建 筑结构静力计算手册（第二版）农4

10、-16 , Afrm3X=0. 036S/:=0.1472么 则 qc = 11.2/0. 1472 =76 kN/m-,比规范给定的简殳单向板等效均布荷载值（35 kNm:）还大，明显不合理。图2简支双向板庄汽车轮爪作用卜的尊效均布背血I算2）为避免上述问题的出现，实际匸程中可按线性关系确起筲效均布荷叔的数値为方便设汁此处捉供在泊阴乍（300kN级轮压作川2满足I.程设计粘度要求的等效荷 载计算表,供设计者选择使用.（1）不同板跨时.双向板等效均布荷栽见表3。消防牟轮压N接作用卜以向板的等效均布荷我农3板跨/m2.02.53.03.54.04.55.05.5上6.0等效勺布荷我kN35033

11、.131.329.427.525.623.821920.0（2）不同覆上厚度时，消防车轮压等效均布荷载 的调整系数.按表4确定。等效均布荷我调廉系数农4« M度心WO. 250 500.751 001.251 501.752.00>2.50调植蔡数1.000920.830.750 660.580490.410.32（3）综合考虑板跨和不同覆土层厚度时消防车 轮压等效均布荷栈见农5. 6o泊防I轮乐作用卜沖向板的竽效均布術敎仙kNm2& 5板跨血减土"度EW0.250 500.751.001.251 501.752.00>2.50M235.032.029.

12、126 123.220.217.214.311.3泊防V轮爪作用F双向板的等效均布術找仙kNm? A 0板格復土甲度沁的短边 跨度/mW0.250.500.751.001.251.501.752.0022.502.035.032.029.126 123.220.217.214.311.32.533.130.427.724919.516814.011.33.031.32&826.323.821.31S.816313.811.33.529.427.124.922.620.31&115.813.611.34.027.525.523.521.419.417.415.413.311.34

13、.525.623.822.020.31&516.714913.111.35.023.820.619.117.516.014.412.911.35.521.920619.217.916615.314012.6113±0 020.01S 917.S10.715.714.013 512.411.34结论1）汽车等效均布荷枚与板跨、覆七层厚度等密切相关。2）汽乍的等效均布简载还与效应的选择仃关，效应不 同等效均布荷我的数值也不相同，不同效应之间等效均布荷 载不可通用.3）规范按跨中弯矩相等脈则确定等效均布荷叔，并将 其用丁所有效应的计算。等效的本质就是近似。4）等效均布荷载的计更屈丁结构估