多层仓库超规范车辆活荷载布置简化方法(2)

介绍车库荷载的布置

２０１０年第５期王燕，等：多层仓库超规范车辆活荷载布置简化方法

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辆所需的运行面积大，车辆在建筑物各运行区域内随机出现。设计中需要考虑的工况组合比较复杂。2.4

国内尚无工程实例可供设计简化参考

多层物流仓库结构设计过程复杂、难度大，而且本类工程在国内尚无工程实例总结可供参考。3

车辆活荷载布置简化方法

多层物流仓库功能较为复杂，车辆活荷载大，需要分析各结构构件的真实受力状况。根据荷载对各结构构件的影响、构件承受最大荷载的概率，针对不同构件采取不同的荷载简化方法和布置方案，经过多工况、多模型的计算归纳出结构构件的受力包络图，按包络图计算配筋。3.1

板荷载布置简化方法1）板的设计考虑两种方法。

①根据车辆的最大轮压按《建筑结构荷载规范》中附录B楼面等效活荷载的方法进行简化，将最大轮压分别

[2]

考虑港口工程荷载规范与建筑结构荷载规范的荷载组合系数不尽相同，设计时取恒、活荷载的标准值计算出构件的剪力和弯矩。根据《建筑结构荷载规范》中3.2.3条基本组合公式分别按以下2种组合计算出最大弯矩及剪力后进行配筋设计。

①可变荷载效应控制的组合：

S=γGSGK+γQ1SQ1K+ΣγQiψciSQiK

i=2n

②永久荷载效应控制的组合：

S=γGSGK+ΣγQiSQiK

i=1n

2）单个轮压作用面积为200mm×600mm。由于板是直接承受车辆活荷载，将荷载传递给梁，再由梁传递给柱，进而传递给地基基础的重要构件，同时板直接承受车辆的动力荷载，因此板的设计宜采用车轮荷载直接布置计算才较为合理。根据各车轴在板块上的出现情况，归纳出楼板荷载布置的各种工况如下：

①行车道和双向坡道计算，采用井字梁板结构，最大板块尺寸为a×b=3.0m×3.0m，板范围内承受荷载的情况如图2所示。

P2=77.5kN

P3=45kNP3=45kN

布置于板边用于计算剪力，布置在跨中用于计算最大弯矩。但此种方法仅限于周边简支的支撑条件。对于本工程而言，这种方法存在一定的局限性，仅用于校核。

②利用《丰海港口工程计算系统》软件中的码头面板计算模块对计算板单元上各种实际行车工况进行计算。

P1=32.5kN

P1

b

b

P2

b

P3P3

P3P3

板边界

板边界

P1

P2

板边界

a

aa

（a）前轴全部进入板范围内（b）中轴全部进入板范围内（c）后轴全部进入板范围内

图2板范围内承受荷载的情况

表1

项目最小法一

值法二最大法一值法二

②单向坡道计算，采用梁板结构，最大板块尺寸为a×b=3.0m×5.1m，板范围内承受荷载的情况如图2所示。

3）按照图2（b）所示工况，利用《丰海港口工程计算系统》软件中码头面板模块计算板的弯矩和剪力，简称法一；根据荷载规范[2]附录B，将货车后轴荷载简化为77.5×2=155kN的集中荷载，按结构板厚200mm，板上垫层厚200mm，并考虑1.1的动力系数[2]，计算出等效均布荷载约40kN/m2，在此条件下计算板的弯矩和剪力，简称法二。将二者在承载能力极限状态组合的计算结果对比，如表1。

经过比较，采用丰海有限元计算的弯矩和剪力的结果较等效荷载简化的计算结果大。考虑有限元计算的模型更接近于实际工况，并且丰海软件计算范围广、工况考虑全，故设计中采用丰海软件的计算结果进行设计。

承载能力极限状态组合对比

弯矩Mx弯矩My剪力Qx剪力Qy

-1-1-1

/（kN·m·m）/（kN·m·m）/（kN·m）/（kN·m-1）-30.650-25.70811.1098.851

-27.678-25.70813.9498.851

-118.792-75.237118.79275.237

-124.492-75.237124.49275.237

3.2次梁（井字梁）的荷载布置简化方法

多辆汽车同时作用于1根次梁单元上的概率非常高，

荷载简化时把重轴荷载布置于次梁最不利位置跨中和支座，采用中国科学研究院开发的PKPM软件分别计算次梁跨中最大弯矩、支座处最大剪力。考虑PKPM软件计算井字梁时是按协调变形原理进行计算，设计时分别按两个方