浅谈消防车活荷载的取值
2018-02-10张月开贵阳建筑勘察设计有限公司贵州贵阳550081
文/ 张月开 贵阳建筑勘察设计有限公司 贵州贵阳 550081
消防车对结构的影响是轮压,尤其是后轮压,以及消防车的数量、排列等均有不同程度的影响,本文在此不叙述来源,本文着重探讨关于《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)(以下简称荷载规范)中已很明确的消防车荷载取值和折减系数以及荷载规范未明确,需要设计人员根据自己的经验来判断的情况。 怎样才能做到结构的安全可靠、经济合理,才是我们做结构设计的责职所在。
1、消防车活荷载的折减
《荷载规范》中规定:“对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋梁应取0.8,对单向板楼盖的主梁应取0.6,对双向板楼盖的梁应取0.8;”;设计墙、柱时,荷载规范没有规定具体折减系数,要根据实际情况考虑,(个人认为应根据墙、柱所围成的等代楼板跨度取相应的标准值以及折减系数);设计基础时可不考虑消防车荷载。消防车活荷载按覆土厚度和板跨的折减系数可按《荷载规范》附录B规定采用。
2、消防车活荷载与结构跨度的关系
消防车活荷载与板跨的关系反比例关系,简单描述为:板跨越小,荷载标准值越大,板跨越大,荷载标准值越小。《荷载规范》规定,单向板楼盖(板跨不大于2m)和双向板楼盖(板跨不大于3mx3m)时取值为:35kN/㎡;双向板楼盖(板跨不小于6mx6m)和无梁楼盖(柱网不小于6mx6m)时取值为:20kN/㎡;单向板板跨介于2m~4m和双向板板跨介于3mx3m~6mx6m之间时,应按跨度线性插值确定。那针对于密肋梁楼盖时如何取值?个人认为不管跨度多少,均应取值为:35kN/㎡,甚至大于35kN/㎡。
2.1 消防车活荷载与结构布置的关系
以8.1米X8.1米的柱网为例,结构布置大致可分为四种:①厚板结构布置(或无梁楼盖结构):消防车活荷载标准值为:20x0.8=16kN/㎡;②十字梁结构布置:次梁消防车活荷载标准值按线性插值计算,取值为:29.75x0.8=23.8kN/㎡,墙、柱、主梁按等代楼板跨度荷载标准值为:20x0.8=16kN/㎡;③井字梁结构布置:次梁消防车活荷载标准值为:35x0.8=28kN/㎡,墙、柱、主梁按等代楼板跨度荷载标准值为:20x0.8=16kN/㎡;④单向双次梁布置:次梁消防车活荷载标准值为:35x0.8=28kN/㎡,墙、柱、主梁按等代楼板跨度荷载标准值为:20x0.8=16kN/㎡(特别注意:平行于次梁方向的主梁,荷载取值时也得按次梁考虑,即荷载标准值为:35x0.8=28kN/㎡)。若不按等代楼板考虑,简单套用规范,则主梁、墙、柱的等效均布荷载会大许多,造成不必要的浪费。
2.2 消防车活荷载与覆土厚度的关系
《荷载规范》附录B规定了消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数。显而易见,覆土越厚,荷载折减越多。 关于折算覆土厚度公式中的θ值,规范规定不大于45°,个人认为力在混凝土中按45°传递,在覆土中最大按35°考虑,否则将趋于不安全。另外覆土的荷载应按土的饱和容重考虑。
3、消防车活荷载作用的有效范围
高层建筑牵涉到消防车荷载的有消防登高面和消防车道。消防登高面往往面积很大,而其紧贴建筑外边缘。个人认为建筑外边缘外扩3m~5m范围内可不考虑消防车荷载,尽管建筑布置的有消防登高面,理由有三点:一、建筑外围均布置有绿化带以及管网,消防车不可能到达;二、建筑造型的出挑,如阳台,雨棚等也阻碍了消防车紧贴建筑;三、消防车的云梯起降需要一定的坡度,如果紧贴建筑,则消防云梯无法升降。基于这三点,建筑外边缘外扩3m~5m范围内可不考虑消防车荷载。
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结论:
⑴随着板跨的增加,消防车荷载标准值逐渐减小,随着覆土厚度的增加,折减作用越显著;反之,板跨越小,消防车活荷载越大,若单向板板跨小于2m,双向板板跨小于3mx3m,则消防车活荷载标准值应大于35kN/㎡。如密肋梁楼盖设计时,消防车活荷载标准值荷载应适当加大。
⑵ 合理利用等代楼板概念,能有效降低消防车荷载,从而降低结构构件尺寸,降低层高,增大使用空间等等,达到安全可靠,经济合理的目的。
⑶ 充分理解消防车工作原理以及实际的建筑情况,合理把控消防车作用范围,能有效避免不必要的浪费。