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文檔簡介
大型結(jié)構(gòu)荷載的取值
目前,卡車負(fù)荷的值是不確定的。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)負(fù)荷規(guī)范》(2006年版)(以下簡稱“負(fù)荷規(guī)范”),每根板(板距2m)和每根板(板距6ms)的位移為20n。m2,即使是相同的平均值負(fù)荷為26kn。m,主梁為0.8.行。當(dāng)每根梁的高度為0.95.20和19kvn時,每個高度為0.18.3。而消防車荷載的取值又屬“強(qiáng)條”?!逗奢d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?!奔聪儡嚭奢d的取值大小應(yīng)按等效均布荷載計(jì)算。這些對每一個設(shè)計(jì)人員來說,都是清楚的。但是在實(shí)際工程中,由于等效均布荷載計(jì)算過程較為繁瑣,設(shè)計(jì)周期又短等各種原因,大都未進(jìn)行等效均布荷載的計(jì)算。一般來說,凡取等效均布荷載的,都沒有相應(yīng)的計(jì)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(jì),一般采用井字梁樓蓋或十字梁樓蓋,板跨大都小于6.0m×6.0m,故消防車荷載是不能取20kN/m2,而應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行等效均布荷載計(jì)算(單向板或密肋樓蓋較少采用,所以此處僅就雙向板進(jìn)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(jìn)行了常見的幾種情況的計(jì)算,供設(shè)計(jì)界同仁參考。1等效總重量的計(jì)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)按并列兩輛消防車的布置進(jìn)行等效均布荷載計(jì)算。此種情況,不在本文敘述范圍)。為求最不利情況,按兩車尾對尾的排列,兩車尾間凈距按500mm計(jì),消防車總重量按《荷載規(guī)范》要求,以300kN計(jì)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200mm×600mm計(jì)。2計(jì)算的地板計(jì)算2.1后橋輪壓計(jì)算地下室柱網(wǎng)尺寸一般為6.6~7.8m,結(jié)構(gòu)布置常采用井字梁樓蓋或十字梁樓蓋,如圖4~圖7。地下室頂板上部,由于綠化需要,均有填土,填土厚度一般為600~900mm,計(jì)算時考慮了填土層壓力擴(kuò)散影響,其壓力擴(kuò)散角θ取22°,鋼筋混凝土頂板厚度按160mm計(jì),壓力擴(kuò)散角θ取45°,如圖8。當(dāng)采用井字梁樓蓋時從圖9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(kuò)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1。當(dāng)采用十字梁樓蓋時,板跨為(3.3×3.3)~(3.9×3.9),從圖9中可以看出,輪壓擴(kuò)散后面積基本覆蓋全板,故可以按板面積平均,則得表2。2.2板中心一個輪壓當(dāng)板上無填土?xí)r,對于井字梁樓蓋則以后橋輪壓計(jì)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(jìn)行計(jì)算,如圖10。如果板厚度仍按160mm計(jì),擴(kuò)散角θ取45°,不考慮道路面層的影響,計(jì)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載在板跨中心處所產(chǎn)生的彎矩相等的原則確定。計(jì)算結(jié)果見表3(計(jì)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10布置,計(jì)算原則同井字梁樓蓋,計(jì)算結(jié)果見表3(計(jì)算過程從略)。3多集中力作用下的荷載次梁的等效均布荷載,按簡支梁跨中彎矩相等的原則進(jìn)行計(jì)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??紤]一側(cè)輪壓作用在梁上(不考慮填土的擴(kuò)散作用),另一側(cè)輪壓實(shí)際作用在板上。為方便采用現(xiàn)有程序計(jì)算,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(kuò)散作用,直接按集中力進(jìn)行計(jì)算,如圖11、圖12。由此計(jì)算得到次梁的等效均布荷載。結(jié)果見表4、表5(計(jì)算過程從略)。4主梁等效均布荷載主梁等效均布荷載計(jì)算,也按簡支梁跨中彎矩相等的原則進(jìn)行。同樣考慮最不利荷載布置,采用與次梁同樣的簡化方法計(jì)算求得主梁的等效均布荷載。如圖13、圖14。結(jié)果見表6、表7(計(jì)算過程從略)。5單車制動對抗車荷載的影響按《荷載規(guī)范》第6.4.2條:“……車輛起動和剎車的動力系數(shù),可采用1.1~1.3;其動力荷載只傳至樓板和梁”。對于消防車而言,起動和剎車屬瞬間荷載,不像車庫哪樣起動和剎車隨時都存在,且可能數(shù)臺車同時起動和剎車。畢竟火災(zāi)的發(fā)生具有偶然性,再加以頂板上填土的減震作用,消防車制動對樓板和梁的影響也是很有限的。所以,筆者認(rèn)為,對有填土的消防車荷載其動力系數(shù)K可以取1.0;對無填土的消防車荷載其動力系數(shù)K可以取《荷載規(guī)范》規(guī)定的1.1~1.3的中間值1.15~1.2。6等效均布荷載的計(jì)算(1)本文中所得消防車等效均布荷載只考慮了消防車本身的荷載,而實(shí)際尚應(yīng)考慮其他荷載的存在,如:指揮車或其他消防器具、圍觀群眾等荷載。故應(yīng)在計(jì)算主梁和次梁時的等效均布荷載再加上一均布荷載值,筆者建議此值可取2.0kN/m2。(2)對防空地下室中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說,處于屈服后開裂狀態(tài)仍屬正常的工作
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