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Building Structure 设计交流 汽车等效均布荷载的简化计算 朱炳寅/中国建筑设计研究院 汽车（消防车）轮压以其荷载数值大、作用位置不确定 够厚，轮压扩散足够充分时，汽车轮压荷载可按均布荷载考 及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。结构设计的关 虑。当覆土层厚度足够时，可按汽车在合理投影面积范围内 键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。轮压荷载作 的平均荷重计算汽车的轮压荷载，见表2。 用位置的不确定性，给等效均布荷载的确定带来了一定难 覆土厚度足够时消防车的荷载 表2 度，一般情况下，要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困 汽车类型 100kN 150kN 200kN 300kN 550kN 2 难的，且从工程设计角度看，也没有必要。“等效”和“折 荷载/kN/m 4.3 6.3 8.5 11.3 11.4 覆土厚度最小值hmin/m 2.5 2.4 2.4 2.3 2.6 减”的本质都是“近似”，且其次数越多，误差就越大。本 文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的 足够的覆土厚度指：汽车轮压通过土层的扩散、交替和 简化计算方法，供读者参考。 重叠，达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。足够 1 影响等效均布荷载的主要因素 的覆土厚度数值应根据工程经验确定，当无可靠设计经验 1.1跨度 时，可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车 等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系，在相 投影面积（图 1）确定相应的覆土厚度为 hmin ，当实际覆土 同等级的汽车轮压作用下，板的跨度越小，则等效均布荷载 厚度 h≥hmin 时，可认为覆土厚度足够。 的数值越大；而板的跨度越大，则等效均布荷载数值越小。 以300kN级汽车为例（图1）： 结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点， 考虑汽车合理间距（每侧600mm）后汽车的投影面积为 （8+0.6 ）× （2.5+0.6 ）=26.66m2 汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性，是移动的活荷 载，其最大效应把握困难，且效应类型（弯矩、剪力等）不 后轴轮压占全车重量的比例为 240/300=0.8 同，等效均布荷载的数值也不相同，等效的过程就是一次近 取后轴轮压的扩散面积为 0.8×26.66=21.33m2 似的过程。 根据后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽 1.2 动力系数 车投影面积有： 0 0 0 2 ≥21.33 汽车荷载属于动力荷载，板顶填土或面层对汽车动力荷 (2 +2h tan 30 )(2 +2h tan 30 ) (2 +2h tan 30 ) 载起缓冲和扩散作用，板顶覆土或面层太薄时，一般可不考 则：h≥2.28m，取h=2.3m，此时可确定为覆土层厚度足够， 虑其有