文档介绍：Building 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
汽车(消防车)轮压以其荷载数值大、作用位置不确定够厚,轮压扩散足够充分时,汽车轮压荷载可按均布荷载考
及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。结构设计的关虑。当覆土层厚度足够时,可按汽车在合理投影面积范围内
键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。轮压荷载作的平均荷重计算汽车的轮压荷载,见表 2。
用位置的不确定性,给等效均布荷载的确定带来了一定难覆土厚度足够时消防车的荷载表 2
度,一般情况下,要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困汽车类型 100kN 150kN 200kN 300kN 550kN
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难的,且从工程设计角度看,也没有必要。“等效”和“折荷载/kN/m
覆土厚度最小值 hmin/m
减”的本质都是“近似”,且其次数越多,误差就越大。本
文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的足够的覆土厚度指:汽车轮压通过土层的扩散、交替和
简化计算方法,供读者参考。重叠,达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。足够
1 影响等效均布荷载的主要因素的覆土厚度数值应根据工程经验确定,当无可靠设计经验
跨度时,可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车
等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系,在相投影面积(图 1)确定相应的覆土厚度为 hmin,当实际覆土
同等级的汽车轮压作用下,板的跨度越小,则等效均布荷载厚度 h≥hmin 时,可认为覆土厚度足够。
的数值越大;而板的跨度越大,则等效均布荷载数值越小。以 300kN 级汽车为例(图 1):
结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点, 考虑汽车合理间距(每侧 600mm)后汽车的投影面积为
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汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性,是移动的活荷(8+)×(+)=
载,其最大效应把握困难,且效应类型(弯矩、剪力等)不后轴轮压占全车重量的比例为 240/300=
2
同,等效均布荷载的数值也不相同,等效的过程就是一次近取后轴轮压的扩散面积为 ×=
似的过程。根据后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽
动力系数车投影面积有:
0 0 0 2 ≥
汽车荷载属于动力荷载,板顶填土或面层对汽车动力荷(2 + 2h tan 30 )(2 + 2h tan 30 ) = (2 + 2h tan 30 )
载起缓冲和扩散作用,板顶覆土或面层太薄时,一般可不考则:h≥,取 h=,此时可确定为覆土层厚度足够,
虑其有利影响。而当板顶覆土厚度较大时,轮压荷载对顶板车身合理投影范围内的平均重量为 300/
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的动力影响已经不明显,可取动力系数为 (表 1)。《荷= kN/m 。
载规范》 中给出的车辆荷载,是一种直接作用在楼
板上的等效均布荷载,已考虑了动力系数,可直接采用。
汽车轮压荷载传至楼板及梁的动力系数表 1
覆土厚度/m