注：許多設(shè)計人員咨詢車庫頂面有很厚覆土?xí)r，消防車活荷載取之問題，現(xiàn)發(fā)一篇自己發(fā)表在《結(jié)構(gòu)工程師》雜志上的文章的精簡版，供同行參考

足夠覆土下車庫頂板消防車活荷載合理取值

摘要   《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（2006版）實施一年多來，人們對4.1.1條第8項消防車活荷載取值爭議頗多，尤其在考慮覆土厚度影響時，從送審的圖紙看，不同設(shè)計人員取值差別很大。本文針對此問題，考慮到覆土對消防車輪壓的擴散作用，計算出當(dāng)履土達到足夠厚度時消防車活荷載折減及合理取值，這些計算結(jié)果

 可作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員和審查人員參考。

1 引言

荷載規(guī)范^[1]（2006年版）實施一年多來,爭議較多的就是消防車道活荷載合理取值問題。規(guī)范^[1]只規(guī)定了板跨不小于 2m單向板取35kN/m²，板跨不小于6mX6m雙向板樓蓋取20kN/m²，對不符合上述情況的消防車活荷載，規(guī)范只在注3中說明應(yīng)將車輪的局部荷載按結(jié)構(gòu)效應(yīng)的等效原則，換算為等效均布活荷載。實際工程設(shè)計中，車庫頂一般都有不同厚度的覆土，且雙向板一般為3m左右，很少做到6m以上。因此設(shè)計人員在做每一項工程時，幾乎都要對消防車道取值進行等效換算。從送審圖紙看，相同板跨和相同覆土厚度的車庫頂板，車道活荷載取值差別很大，許多設(shè)計人員不考慮實際板跨及覆土厚統(tǒng)一取10kN/m²、15kN/m²、20kN/m²等等。由于荷載取值不同直接關(guān)系到車庫頂板梁高及配筋，因此在滿足規(guī)范要求的前提下，合理的取值是工程安全和經(jīng)濟的重要保證。

目前有關(guān)覆土對消防車活荷載折減的介紹資料較少：鄒海莉等^[3]提出按照45^o對消防車輪壓在不同厚度覆土中進行擴散，采用擴散后的活荷載作為車庫頂面均布活荷載，由于消防車輪壓在土中的擴散角度與覆土的性質(zhì)和路面構(gòu)造有關(guān)，按45^o擴散角取值，其計算結(jié)果偏小；朱炳寅^[4]提出當(dāng)覆土厚度足夠時（對300kN消防車，相應(yīng)的覆土厚度最小值為2.5m）消防車荷載可取11.25kN/m²，其結(jié)果在設(shè)計中較難采用。本文針對上述問題，按照輪壓在土中的擴散角取35^o計算出不同厚度覆土下，消防車活荷載合理取值，供設(shè)計人員和審查人員參考。

2  消防車輪壓擴散作用計算

2.1 輪壓在土中擴散角的確定

地下車庫頂消防車道路面做法一般為：（1）180厚C25混凝土路面（2）300厚3：7灰土（3）素土夯實。參考《城市供熱管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》^[5]，輪壓在混凝土中的擴散角為45^o，在土中的擴散角為35^o,偏于安全取消防車輪壓在土中擴散角35^o進行計算。

2.2 計算依據(jù)

規(guī)范^[1]表4.1.1中第8項給定的消防車荷載，只能用于當(dāng)輪壓直接作用在樓板上時的等效荷載，當(dāng)不符合規(guī)范規(guī)定的情況時，不可直接采用規(guī)范給定的數(shù)值。首先應(yīng)根據(jù)汽車輪壓擴散原理計算輪壓（取后軸輪壓）作用在樓板上的局部荷載（荷載數(shù)值及作用面積），然后根據(jù)樓面等效活荷載的等效原則（見規(guī)范^[1]附錄B）將輪壓局部荷載等效為樓面等效均布荷載。

消防車對樓面的荷載作用，主要包括車輛滿載重量和汽車輪壓的動荷載效應(yīng)，根據(jù)規(guī)范^[1]4.1.1條的說明，一般取300kN的消防車，按最大輪壓為60kN考慮。動力系數(shù)與樓面覆土厚度等因素有關(guān)，取值參照規(guī)程^[2]第4.2.5條。300kN消防車平面尺寸和橫向布置參照《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》（結(jié)構(gòu)）

3 消防車等效均布荷載合理取值

工程設(shè)計中，車庫頂板一般為板跨3m左右的雙向板，對雙向板等效均布活荷載值,規(guī)范^[1]并未給出具體計算公式，附錄B第B.0.6條只說可按與簡支板相同的原則，按四邊簡支板的絕對最大彎矩值來確定。實際計算比較麻煩，也給設(shè)計人員帶來了諸多不便。

3.1    雙向板等效均布活荷載計算分析

參照規(guī)范^[1]B.0.4條對四邊支承雙向板進行計算分析，局部荷載分布如圖7所示，相關(guān)參數(shù)意義同B.0.5條。

3.2    不同覆土下雙向板等效均布活荷載值

為了在工程中便于運用，利用VB編制程序，計算出不同板跨、不同覆土厚度下車庫頂板等效均布活荷載值（見表3所示）。表中當(dāng)覆土厚度H≤1.0m時，由于輪壓擴散后的荷載在 區(qū)域內(nèi)未滿布，偏于安全對一臺車取荷載在a₁Xb₁區(qū)域，對二臺車取荷載在a₁Xb₂區(qū)域內(nèi)滿布的輪壓標(biāo)準(zhǔn)值進行計算。

4.  結(jié)論

本文在考慮車庫板頂覆土厚度對消防車輪壓的擴散作用下，計算出比較接近實際的不同跨度雙向板等效活荷載取值。計算結(jié)果表明，當(dāng)板頂覆土厚度足夠時（H≥1.1m），其對消防車活荷載合理取值影響很大。從表3中數(shù)據(jù)可以得出:若覆土厚度大于2.0m時，等效活荷載建議取值13 kN/m²；覆土厚度在1.5~2.0m之間時，建議取值15 kN/m²；覆土厚度在1.1m~1.5m時，建議取值20 kN/m²。在實際設(shè)計中當(dāng)無可靠設(shè)計經(jīng)驗時，可參考表3相關(guān)數(shù)據(jù)，使得設(shè)計的車庫既安全又經(jīng)濟。