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结构设计丨消防车荷载在工程设计中应用的关键点探讨

文化交流
2019-06-05

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消防车作为城市消防工作的中坚力量,其荷载取值在结构设计中至关重要。取值偏大,结构设计经济性达不到要求;取值偏小,结构设计存在安全隐患,无法保障消防车安全通行、全力施救。因此,掌握消防车荷载在工程设计使用中的关键点是作为一名合格设计人员的必备素质。

目前,结构设计中经常用到的消防车满载总质量一般有三种:30吨级、36吨级、55吨级。《全国民用建筑工程设计技术措施》关于各种满载荷载级别汽车平面尺寸的描述如下图所示。《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中仅提供了满载总质量为30吨级的消防车等效均布荷载,而针对36吨级、55吨级消防车未作说明。

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分析满载总质量为30吨级消防车等效局部荷载的计算思路如下:全车总重300KN,共3轴。单个前轴重60KN,两个后轴重120KN,荷载等效计算时,两个后轴起控制作用。综合考虑消防车台数、楼板跨度、板长宽比以及覆土厚度等因素的影响,按照荷载最不利布置原则确定消防车位置,采用有限元软件分析在消防车轮压作用下不同板跨单向板和双向板的等效均布活荷载值,如表1所示。

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等效均布荷载属于结构估算的范畴,追求过高的计算精度对工程设计而言没有必要。故采用类比法,估算36吨级、55吨级满载总质量的消防车等效均布荷载如下:

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消防车满载总质量36吨级,查阅相关类型消防车说明书,满载重量为353 KN,共3轴。单个前轴重77.34KN,两个后轴重137.83KN,荷载等效计算时,两个后轴起控制作用。

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消防车满载总质量55吨时,查阅相关类型消防车说明书,满载重量为550 KN,共5轴。单个前轴重30KN,两个中轴重120KN,两个后轴重140KN,(中轴后轴间距7.0m,忽略中轴后轴荷载相互叠加影响),荷载等效计算时,两个后轴起控制作用。

采用30吨级等效均布荷载计算值为依托,近似计算36吨级、55吨级对应的等效均布荷载值如表2所示。

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查阅广东省标准《建筑结构荷载规范》DBJ15-101-2014,55吨级消防车等效均布荷载如表3所示。与刚才的估算结果对比不难发现,40<40.83<42、20<23.33<24,偏差约±10%以内,估算结果满载工程精度要求。故36吨消防车荷载近似计算结果可以应用到工程设计中。

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文 蔡莉

建筑设计七院