关于地下车库顶板消防车荷载取值的探讨

文章编号:1672-3961(2005)0n－

关于地下车库顶板消防车荷载取值的探讨

张树胜；李学龙；黄昌厚

（德州市建筑规划勘察设计研究院 山东省 德州市 邮编253020）

摘要：本论文主要讨论地下车库顶板作为停车场使用时，消防车辆可以在顶板上任意位置停靠，在满足结构受力要求的前提下，计算结构（框架）主梁时，如何合理确定消防车荷载的取值。 关键词：消防车荷载取值；主梁。 中图分类号：TU

文献标识码：A

1、问题的提出

《建筑结构荷载规范》（GB50009）（以下简称《荷载规范》）对于消防车荷载的取值，第5.1.2条规定在计算梁时，按照《荷载规范》表5.1.1规定的标准值乘以不小于0.8的折减系数。

但在工程设计中，计算结构主梁时，消防车荷载的取值，如果仅仅与板格划分的大小直接相关，则计算结果将会有较大的差距。

本文讨论地下车库的顶板作为停车场使用时，消防车辆可以在顶板上任意位置停靠（即考虑最极端的情况：满载消防车辆停满整个停车场）。

《荷载规范》表5.1.1注3中说明，消防车的等效均布荷载按照车轮的局部荷载按结构效应的等效原则换算而来，单辆消防车按300kN考虑（前轴重60kN，两个前轮；后轴重2×120kN，四个后轮），最大轮压60kN，作用在0.6m×0.2m的局部面积上。

图1 计算模型（无次梁）平面示意图

图2 计算模型（有次梁）平面示意图 2.1 楼盖无次梁时，主梁的内力计算

此时各双向板板跨尺寸均大于6m×6m。按照《荷载规范》表5.1.1的规定，楼面均布消防车活

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荷载取值为20.0 kN/m，按第5.1.2条的规定设计楼面梁时取0.8的折减系数，则楼面均布活荷载为

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20.0 kN/m×0.8＝16.0 kN/m。这种工况下，《荷载规范》给出的活荷载值已综合考虑了消防车台数、按照荷载最不利布置原则确定消防车位置得出的，仅按照消防车均布活荷载进行计算。主梁的弯矩包络图见图3。

2.2 楼盖有次梁时，主梁的内力计算

此时板跨尺寸为2.7m×2.5m和2.7m×3.15m。

2、计算模型

一般纯地下车库采用柱网尺寸为8.0m左右的框架结构，本计算模型采用进深方向三跨尺寸分别为6.3m＋7.5m＋6.3m，五个开间尺寸均为8.1m，计算层高3.6m。本次计算分别考虑当楼盖次梁布置不同（无次梁和有次梁）情况下，消防车荷载的取值对结构主梁内力的影响，消防车荷载的取值分别按照等效均布荷载（《荷载规范》的规定值）和消防车不利布置进行计算，计算时不考虑覆土。计算模型的平面示意图（图1、图2）如下：

收稿日期：yyyy-mm-dd

作者简介：张树胜（1968-），男，河北省枣强县，高级工程师，大学本科，结构技术应用。电话：13605345303，E-mail:zpssbb@126.com

第一种荷载工况（等效均布活荷载）：按照《荷载规范》附录C计算，消防车的等效楼面均布活荷载

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值分别为42.0 kN/m和32.0 kN/m，按《荷载规范》第5.1.2条的规定计算梁时取0.8的折减系数，则楼

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面均布荷载分别为42.0 kN/m×0.8＝33.6 kN/m和

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32.0 kN/m×0.8＝25.6 kN/m；第二种荷载工况（消防车最不利布置）：将消防车最大轮压按照影响线取值，作用在主梁和次梁上，分别考虑消防车横向和纵向停放。两种计算工况下主梁的弯矩包络图见图4和图5，图中未显示次梁弯矩。

B轴梁弯矩计算结果对比 表1 ○

有无次梁第一第一第二第二及其工况 跨中 支座 跨中 支座 无次梁均1093 -1061 950 布活荷载 -957 第三跨中 994 有次梁时1123 -1271 967 -1171 1002 不利布置 有次梁均1605 -1637 1387 -1495 1449 布活荷载 5轴梁弯矩计算结果对比 表2 ○有无次梁第一第一第二第二及其工况 跨中 支座 跨中 支座 无次梁均布活荷载 有次梁时不利布置 有次梁均布活荷载 516 652 -684 -814 769 760 -684 -830 第三跨中 516 662 815

图3 无次梁-均布活荷载主梁弯矩（kN·m）

815 -1166 1300 -1166

图4 有次梁-均布活荷载主梁弯矩（kN·m）

图5 有次梁-不利布置主梁弯矩（kN·m）

3、计算结果对比

对比图3~图5的计算结果可以发现，当双向板楼盖结构设置次梁时，由于消防车的楼面等效均布活荷载取值较大，造成主梁弯矩增加很多。实际工程设计时，若结构主梁的高度受到车库净高的限制，则梁的配筋会很大，有时甚至会出现三排配筋，不但增加了工程造价、浪费了材料，梁的受力也不尽合理。对比结果见表1和表2：

3.1 对比分析一 在计算消防车最大轮压不利布置的工况下，考B轴和○5轴主梁上荷载的不利布置，其他梁上虑了○

的荷载工况与此相同。此种工况下是按照消防车满载排列在主梁上，而实际消防现场车辆是呈“一”字形纵向排列，侧面朝向火灾现场，因此可以认为，主梁的内力最大轮压不利布置工况与无次梁均布活荷载工况基本相同，与楼盖中是否设次梁无关。 3.2 对比分析二

对等效均布活荷载工况，楼盖有次梁比无次梁主梁的弯矩增加了55%左右，与楼面均布荷载输入值增加的比例相当。显然，在柱网尺寸不变的情况下，仅仅因为楼盖设置了次梁，而使结构主梁的弯矩增加如此之多是不合理的。结构主梁的内力应与柱网尺寸（即：主梁的跨度）有关，是否设置次梁对主梁的内力影响很小，不应因为楼盖结构设置了次梁，而使主梁承担多余的活荷载（双向次梁间距加密到极限即为双向板楼盖）。

4、结论与建议

《荷载规范》对于消防车等效均布活荷载的取值规定，仅适用于计算楼板和次梁，计算次梁内力时可以进行按照《荷载规范》的规定对活荷载进行折减。但是楼面活荷载的折减系数，《荷载规范》中并没有对双向板楼盖的框架主梁和次梁进行区

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分，虽然把（板跨不小于6m×6m）双向板楼盖和（柱网尺寸不小于6m×6m）无梁楼盖归为一类，由于对板跨的概念规定太笼统，仅按板的跨度来确定活荷载取值，在工程设计时容易产生误解。

建议一：消防车楼面等效均布活荷载的取值，对于能够明确区分主梁和次梁的双向板楼盖，除根据板格尺寸进行区分外，还应按照柱网尺寸加以区别，当柱网尺寸不小于6m×6m、计算双向板楼盖的

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结构主梁时，楼面等效均布活荷载取20.0 kN/m。而对于主梁和次梁区分不明显的双向板楼盖，其受力特征更接近无梁楼盖，则直接按照《荷载规范》规定的荷载值进行计算。

建议二：当地下室顶板上有覆土时，消防车的楼面等效均布活荷载可以根据覆土厚度、按照《荷载规范》附录B的规定进行折减，但对于地下车库的覆土顶面作为停车场使用时，折减后的楼面均布

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活荷载不应小于15.0 kN/m（原因：满载重量300kN

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消防车的平面尺寸为2.5m×8.0m=20.0 m，消防车

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满布时平均重量为300kN ÷20.0 m=15kN/m）。

参考文献:

[1]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

[2]全国民用建筑工程设计技术措施《结构体系》（2009） 中国建筑标准设计研究院

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作者简介：张树胜（1968-），男，河北省枣强县，高级工程师，大学本科，结构技术应用。电话：13605345303，E-mail:zpssbb@126.com

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5bbo.html