地下室顶梁上消防车活荷载设计取值的探讨

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1、地下室顶井字梁上消防车活荷载设计取值分析1马宗玺(1.2.青岛香根温泉置业有限公司，青岛266071)摘要：针对有覆土层的井字梁顶梁形式的地下室，对其顶部的消防车活荷载进行分析，选取合理的覆土应力扩散角，对应不同的消防车作用方式，建立起合理的计算模型。针对大多数工程采用的顶部覆土的十字形式的井字梁进行分析，采用的柱距及覆土层厚度数据涵盖了大多数常规地下工程的适用范围，列出了上述条件下经覆土层折减后的梁顶消防车等效均布活荷载值，并给出合理的设计取值。结果表明：覆土对地下室顶经子梁上的消防车荷载起明显的折减作用。折减后的消防车等效均布荷载，远小于规范中类似条

2、件下未考虑覆土层时对应的荷载值。关键词：地下室顶；井字梁；消防车活荷载；覆土层；折减+中图分类号：TU312.1文献标志码：A1地下室顶部消防车活荷载取值情况现状伴随着近期房地产业的火爆，城市中办公区和住宅区的地上空间越来越不能满足人们的工作、生活需求，而地下空间的开发面积则越来越大。在这些地下室的顶板上大多会覆土以满足绿化、管网埋设及[1,2]消防通行等要求。其中消防通行的需要决定了此类地下室在设计中必须考虑消防车活荷载的取值，而现行规范中并未给出覆土条件下消防车等效活荷载设计值，若不考虑覆土的折减作用，直接取《建筑结构荷载规范》(GB50009-20

3、01)(以下简称《荷载规范》)对应条件下活荷载值进行设计，一则考虑荷载可能过大，造成过大浪费，二则规范对很多常见柱距下荷载取值无对应规定，故对此进行分析，利用覆土层对消防车轮压的扩散作用，对消防车活荷载进行适当的折减。根据折减后的活荷载进行计算，以减小梁构件的结构高度及配筋量，大大降低工程造价。2《荷载规范》中规定了消防车活荷载标准值：双向板（板跨不小于6m×6m）采用20kN/m，单向2[3]板（板跨不小于2m）采用35kN/m。但对于工程中常用的3m~5m板跨的双向梁、板，规范并未给出明确的荷载取值；对于常见的板顶覆土的情况，规范也未对荷载的折减做出

4、明确规定。笔者曾经在《关于地下室顶板上消防车活荷载设计值的探讨》中曾经提到过，通常结构工程师在设计此处时取值比较随[1]意，经常造成浪费或出现配筋不足的情况。对此，笔者曾经发表论文《关于地下室顶板上消防车活荷载设计值的探讨》(以下简称《荷载讨论》)列出了常见跨度下单、双向板的消防车活荷载设计值以供设计人员参考。但其中数据仅能用于顶板的计算，计算顶梁、柱及基础时，应分别按照《荷载规范》附录B.0.7、B.0.8、B.0.9中相应方法计算。在实际地下工程设计时，柱、基础设计时，《荷载规范》附录B.0.9建议按照B.0.8方法计算；B.0.8规定了主梁上等效均

5、布活荷载的计算方法。上述两方法较简单易行，且计算精度能够让人接受，故无需专门撰文分析。而对于次梁的设计，《荷载规范》附录B.0.7也作出了相应规定，规定方法也简单易行，2在其适用范围内，结构工程师都能据其快速推算出等效荷载。但由其所用公式qeM=8Mmax/sl，qeM=2Vmax/sl[3]可见，该方法仅适用于一般情况下的次梁，并不适用于大面积地下工程最常用的井字梁形式。对于井字梁形式下的局部活荷载计算，现行井字梁计算表格均未提供相应计算方法，故大多数情况下，地下室顶梁的消防车等效活荷载计算都成为一般结构设计师难以逾越的一个难点。笔者的目的即针对规范盲

6、区，为设计常规覆土地下室提供荷载取值的理论依据，使设计师在地下室设计过程中既不至于因取了较大消防车荷载而造成过度浪费，也不会因消防车荷载取值较小而造成危险，以帮助结束当下地下工程设计时普遍存在的活荷载乱取值现象。————————————作者简介：马宗玺(1976-5)，男，山东青岛人。工程师，主要从事工程设计方面的研究。E-mail：mazongxi@139.com。2计算依据笔者在《荷载讨论》中已论述过，依据《荷载规范》，消防车应按照车全重300kN、最大轮压为P=60[3]kN、轮胎着地尺寸为0.6m×0.2m考虑，而车具体尺寸应按《公路桥涵设计通用

7、规范》(JTJ021-89)(以[4]下简称《公路规范》)的规定，如下图布置。纵向布置应选取《公路规范》中汽车-20级车队。图1300kN汽车的平面尺寸工程上常见的大面积覆土地下室一般为地下车库，柱距7～9m，大多采用十字形井字梁，其覆土厚度一般在0.5~2.5m。故本次分析主要集中在上述范围内进行，并涵盖了一些大多大面积地下工程都会少量出现的小跨度十字梁。按照《荷载规范》附录B关于梁、板的等效均布荷载计算假定，本次计算采取了井字梁铰接于周边主梁的支撑形式。3计算方法3.1车队、车道及车轮数选取按《荷载讨论》中所述，因汽车-20级车队中消防车对应车辆与前

8、后车相距至少10m，故纵向布置时只需考虑一台消防车的后两轴荷载即可。而横向布置时