車輛荷載簡(jiǎn)化計(jì)算的探討

車輛荷載簡(jiǎn)化計(jì)算的探討

1樓地面等效均布活荷載根據(jù)當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)負(fù)荷規(guī)范，可根據(jù)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的原則，將車輛的局部負(fù)荷轉(zhuǎn)換為具有相同分布模式的疲勞負(fù)荷。設(shè)計(jì)時(shí)一般將最大輪壓與荷載作用面積的比值作為樓面局部荷載。此局部荷載的樓面等效均布活荷載應(yīng)在其設(shè)計(jì)控制部位上,根據(jù)彎矩等值的原則,按單跨簡(jiǎn)支板計(jì)算確定。樓板、梁、柱及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)即采用此樓面等效均布活荷載。筆者在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn):對(duì)于大型車輛,樓板采用等效均布活荷載計(jì)算與按車輛實(shí)際荷載分布計(jì)算,其結(jié)果相近,偏于安全。但梁、柱和基礎(chǔ),若將車輛荷載按實(shí)際分布進(jìn)行簡(jiǎn)化,按簡(jiǎn)化活荷載進(jìn)行內(nèi)力分析,其內(nèi)力比采用等效均布活荷載計(jì)算的內(nèi)力要大為減小?，F(xiàn)從某工程卸料大廳取出縱橫向各三跨進(jìn)行探討。2交叉次梁結(jié)構(gòu)某卸料大廳柱網(wǎng)尺寸為8m×8m,柱截面尺寸為500mm×500mm,框架梁截面尺寸為350mm×900mm,交叉次梁尺寸為250mm×600mm,結(jié)構(gòu)平面布置如圖1。裝載車輛參數(shù):長(zhǎng)7.0m,寬2.4m,輪距1.8m,軸距=4.0m,滿載總重106kN,最大前輪壓18kN,最大后輪壓35kN。前輪作用面積0.25m×0.2m,后輪作用面積為0.5m×0.2m(見圖2)。3根據(jù)等效平均配置法的相同負(fù)荷，計(jì)算框架內(nèi)力3.1局部荷載不利作用車輛在樓面行駛,動(dòng)力系數(shù)取1.2,則最大輪壓為1.2×35kN=42kN。作用面積為0.5m×0.2m,樓面局部活荷載為42kN/(0.2m×0.5m)=420kN/m2。車輛橫向凈距按0.6m考慮,相鄰輪距最小值為1.2m。故按兩種局部荷載不利作用情況,分別計(jì)算板跨中最大彎矩,計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算結(jié)果見圖3。其中,第二種情況更不利。按形心點(diǎn)彎矩等效原則求得等效均布活荷載值為22.3kN/m2,樓板等效均布活荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算結(jié)果見圖4。3.2計(jì)算結(jié)果圖2按q=22.3kN/m2,求框架梁、交叉次梁及框架柱內(nèi)力。(1)框架梁計(jì)算結(jié)果(圖5)(2)交叉次梁計(jì)算結(jié)果(圖6)(3)框架柱計(jì)算結(jié)果(圖7)(4)基礎(chǔ)荷載計(jì)算(圖8)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),不考慮車輛荷載動(dòng)力系數(shù),基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載采用柱底內(nèi)力除以動(dòng)力系數(shù)1.2。4根據(jù)車輛負(fù)荷的實(shí)際分布，簡(jiǎn)化并集中力的力4.1車輛荷載簡(jiǎn)化考慮到車輛荷載的特殊性,參考《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》及《汽車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)章節(jié),車隊(duì)車輛橫向凈距取0.6m,縱向凈距取2.0m,對(duì)車輛荷載進(jìn)行簡(jiǎn)化。車輛荷載以車隊(duì)表示。梁上集中力荷載按車輛后輪壓取值。簡(jiǎn)化集中力值取P=1.2×35kN=42kN。每跨梁及樓面集中力分布如圖9?？蚣軆?nèi)力分析時(shí),考慮活荷載不利布置情況。4.2車輛荷載的計(jì)算(1)框架梁計(jì)算結(jié)果(圖10)(2)交叉次梁計(jì)算結(jié)果(圖11)(3)框架柱計(jì)算結(jié)果(圖12)(4)基礎(chǔ)計(jì)算1)荷載取值車輛荷載傳至基礎(chǔ)時(shí),不考慮動(dòng)力系數(shù)。計(jì)算基礎(chǔ)時(shí),按樓面車輛滿布,取平均分布荷載=車輛滿載總重/車輛占地面積。車輛占地面積按車輛橫向凈距0.6m,縱向凈距2m計(jì)算。則平均分布荷載為2)計(jì)算結(jié)果(圖13)5樓面板等效集中力為探討不同跨度對(duì)荷載取值的影響,又對(duì)6m×6m柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。經(jīng)計(jì)算,樓面板等效均布活荷載q=32.1kN/m2,簡(jiǎn)化集中力分布及結(jié)構(gòu)布置如圖14?？蚣軆?nèi)力計(jì)算過程從略,僅將分析結(jié)果分列于表1～表4。6車輛荷載的簡(jiǎn)化集中力(1)對(duì)有大型車輛荷載的工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),樓面板設(shè)計(jì)采用等效均布活荷載進(jìn)行內(nèi)力分析是合理可行的。(2)對(duì)于梁、柱,采用根據(jù)實(shí)際分布情況簡(jiǎn)化的集中活荷載進(jìn)行內(nèi)力分析所得的內(nèi)力值,比采用等效均布活荷載的內(nèi)力值大為減小。因此,設(shè)計(jì)梁、柱時(shí),車輛荷載建議采用簡(jiǎn)化集中力進(jìn)行內(nèi)力分析。(3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),車輛活荷載可取平均分布荷載=車輛滿載總重/車輛占地面積。此活荷載取值計(jì)算所得內(nèi)力遠(yuǎn)小于按等效均布活荷載求得的內(nèi)力,兩者內(nèi)力之比等于荷載之比。(4)通過對(duì)兩種不同跨度框架結(jié)構(gòu)的分析,說(shuō)明對(duì)梁、柱及基礎(chǔ)采用簡(jiǎn)化集中力或平均分布荷載是可行的。(5)板、梁柱及基礎(chǔ)在大型車輛荷