地下室頂板車輛荷載分析

\h地下室頂板車輛荷載計(jì)算分析一、前言地庫頂板要走重車（混凝土罐車、大型材料運(yùn)輸車等），能不能承受的起，是否要加固。想到了前段時(shí)間各地?zé)o梁樓蓋地庫坍塌事件，看了下眼前的項(xiàng)目，還好不是無梁樓蓋。本著安全負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)類似項(xiàng)目進(jìn)行一個(gè)簡化分析和總結(jié)。樓板上的行車荷載，理論上來講，計(jì)算比較復(fù)雜，可能會(huì)涉及到影響線等知識(shí)，然后采用有限元軟件進(jìn)行比較精確的模擬，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，說實(shí)話這方面我也不是很專業(yè)，橋梁領(lǐng)域可能用的多一些。就是像下圖這樣。二、荷載規(guī)范中對(duì)消防車荷載的規(guī)定說到走車，我們首先想到的是設(shè)計(jì)中經(jīng)?？紤]的消防車荷載，現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中對(duì)有消防車的等效均布荷載的取值是20kN/m2~35kN/m2，該取值范圍是板跨3mx3m~6mx6m之間線型內(nèi)插（雙向板），其中消防車的總重是30t，也就是300kN。把規(guī)范中的這種荷載等效說的通俗一點(diǎn)，就是消防車在最不利布置的情況下，輪壓集中荷載對(duì)板跨中產(chǎn)生彎矩與一個(gè)均布荷載對(duì)板跨中產(chǎn)生的彎矩相等，該均布荷載就是300kN重消防車的等效均布荷載，而該均布荷載的取值與板的跨度有關(guān)，當(dāng)板跨越大，取值越小。如下圖所示：消防車集中荷載與等效均布荷載的關(guān)系三、其他重車荷載分析1、消防車道區(qū)域?yàn)榱撕喕治?，根?jù)消防車荷載等效原理，同樣我們可以將混凝土罐車進(jìn)行等效，混凝土罐車自重約15t，滿載12方混凝土30t，總重是45t，考慮到罐車可能會(huì)超載，取50t，即500kN進(jìn)行分析。就是這樣的罐車假如罐車的尺寸，輪胎個(gè)數(shù)與消防車一致，如果300kN的消防車等效為30kN/m2均布荷載（看設(shè)計(jì)說明中消防車等效荷載的具體取值），那么500kN的罐車就可以等效為50kN/m2均布荷載。這個(gè)方法是不是簡單又快捷。然后我們來分析下罐車的尺寸輪胎個(gè)數(shù)與消防車有多大區(qū)別。網(wǎng)上查了下，消防輪距和罐車輪距還真差不多，罐車的前后輪距要稍微大點(diǎn)，當(dāng)然越大越可能把荷載分?jǐn)偟絻煽缰腥?，屬于有利因素，所以該等效方法偏于保守，基本可行。消防車與混凝土罐車輪距示意分析到這里有人就說了，那就是頂板上不了重車嘍？別急，我們還沒有考慮覆土荷載。通常我們地庫的頂板是有覆土的，假如覆土厚度1.5m，那么恒荷載就是1.5x18=27kN/m2，消防車道區(qū)域再考慮上消防車的活荷載30kN/m2，那么荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是57kN/m2。而地庫頂板上罐車的時(shí)候肯定是覆土之前，此時(shí)的施工期間荷載標(biāo)準(zhǔn)值是50kN/m2。這么一分析，在原設(shè)計(jì)頂板消防車道區(qū)域走混凝土罐車基本沒啥問題。當(dāng)然以上分析還要考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)，然后消防車荷載在有覆土?xí)r會(huì)有一定的折減，但這個(gè)折減系數(shù)在板跨較大及覆土較淺的時(shí)候影響很小。所以對(duì)于施工單位大致判斷頂板走能否走車，是一個(gè)簡單快捷的方法。2、非消防車道區(qū)域那么問題又來了，如果非消防車道區(qū)域也想走罐車呢？好吧，你們家罐車比較調(diào)皮，頂板上面想隨便跑。同樣的，如果原設(shè)計(jì)覆土厚度有3m，那么恒荷載為3x18=54kN/m2，這樣跑罐車應(yīng)該也問題不大。如果原設(shè)計(jì)覆土厚度沒有那么厚，那么有兩個(gè)辦法。1、控制混凝土罐車總重，每次少拉點(diǎn)，使得罐車的等效均布荷載小于覆土均布荷載；2、地庫頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮上該施工荷載，進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，把板厚加大點(diǎn)，配筋加多點(diǎn)，梁尺寸加大點(diǎn)，配筋搞多些。那么問題又來了，如果頂板已經(jīng)施工完了呢？結(jié)構(gòu)加強(qiáng)已經(jīng)來不及了，那么只能進(jìn)行下部滿堂架回頂。這種做法有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：1、下部滿堂架支撐會(huì)影響地下室二次結(jié)構(gòu)及裝飾裝修的施工進(jìn)度；2、滿堂架回頂荷載取值很難確定，如果板面無變形，則滿堂架支撐需分擔(dān)全部罐車等效的50kN/m2荷載，則算出來支架會(huì)很密；若考慮原結(jié)構(gòu)分?jǐn)傄徊糠趾奢d，分?jǐn)偠嗌贌o法確定。滿堂架回頂示意四、結(jié)尾再說幾點(diǎn)1、施工單位總有個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為頂板上直接走重車很不利，如果覆上土將荷載擴(kuò)散后，上車就沒關(guān)系。其實(shí)覆土反而會(huì)增大頂板荷載，再在其上走重車，才是最不利的，雖然覆土?xí)?duì)車輛荷載有一定的折減，但是根據(jù)荷載規(guī)范的表格（下圖）可以看出，板跨越大，覆土厚度越小，折減效應(yīng)越小，如果指望著覆1米多土，或者加個(gè)路基板就能將荷載減小，無疑是走入誤區(qū)。2、根據(jù)上述分析，覆土前走重車不是施工期間最不利的工況，最不利的工況是覆土后走重車。在已經(jīng)達(dá)到覆土厚度的區(qū)域進(jìn)行土方車輛運(yùn)輸、土方回填作業(yè)時(shí)，該工況等效荷載最大，是最不利工況。如下圖所示：土方車輛進(jìn)行土方回填示意3、建議設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把土方回填最不利工況考慮進(jìn)去，把地庫頂板的施工活荷載取值增大；業(yè)主單位也不要扣扣嗖嗖，為了節(jié)省點(diǎn)鋼筋，留下安全隱患；施工單位在土方回填時(shí)，控制土方運(yùn)輸車的載重，覆土厚度達(dá)到后就盡量不要滿載運(yùn)土。4、之前報(bào)道中幾起無梁樓蓋的坍塌事故，基本都是板柱節(jié)點(diǎn)處破壞，也就是說板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切不滿足，沒有出現(xiàn)跨中把樓板直接