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1、叉車作用樓面等效均布活荷載的確定方法 鄭德勝( 江蘇省化工設(shè)計院有限公司, 南京 210024)【摘 要】 采用荷載規(guī)范中樓面等效均布活荷載的確定方法對多層工業(yè)廠房樓面上的叉車作用荷載進(jìn)行探討, 通過具體算例分析, 給出樓板在常用跨度時叉車作用的等效樓面活荷載, 以供設(shè)計人員參考?!娟P(guān)鍵詞】 叉車作用; 等效均布活荷載; 絕對最大彎矩1001 - 6864( 2013) 08 - 0089 - 02 【中圖分
2、類號】 TU312. 1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B 【文章編號】2 近些年來, 隨著土地資源的日益緊張多層廠房與 倉庫已在 各 個 開 發(fā) 區(qū) 內(nèi) 廣 泛 的 應(yīng) 用。工 業(yè) 廠 房 與 倉 庫在樓面水平運輸中常常需要采用叉 車, 這 就 需 要 結(jié) 構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)叉車樣本提供的參數(shù), 采用 GB 50009- 2012 《建筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范》 [ 1 ] ( 下 文 簡 稱 荷 載 規(guī) 范 ) 附錄 C 方法確定樓面等效均布活荷
3、載, 作為結(jié)構(gòu)設(shè)計 的依據(jù)。1 設(shè)計依據(jù)荷載可按 qe = 8Mmax / ( bL ) ( C. 0. 4 - 1 ) 計 算; 式 中, L為板跨度; b 為荷載的 有 效 分 布 寬 度; Mmax 為 簡 支 單 向 板的絕對最大彎矩, 按叉車的最不利布置確定。簡支單向板的絕對最大彎矩 M 可用影響線的原 max理求出, 可參照簡支梁最大彎 矩 求 解 方 法 計 算。計 算 單向簡
4、支板的最大彎矩一般可按下列 步 驟 進(jìn) 行: 首 先確定使板中點截面發(fā)生最大彎矩的臨界荷載 P , 然后 K移動荷 載 組, 使 P 和 板 上 荷 載 的 合 力 R 對 稱 于 板 的 K中點, 在計算此時 PK 作用點處的彎矩, 即得絕對最大 1. 1 內(nèi)燃平衡式叉車技術(shù)條件在工業(yè)建 筑 樓 面 行 駛 的 的 叉 車 額 定 起 重 量 一 般[ 2 ], 如圖 1
5、所示。 彎矩 Mmax 在 1 ~ 2t, 具體計算參數(shù)見表 1。表 1 叉車計算參數(shù)額定起重量 / kg 1000 2000自重 / kg軸距 / mm 前輪距 / mm 后輪距 / mm2600140092092035501600960980注: 表內(nèi)參數(shù)取用合力叉車樣本。叉車輪壓在滿載時, 前橋 0. 9( G + P) , 后橋為 0. 1( G + P) ; 空載時, 前 橋 0. 4G, 后 橋 為 0. 6G
6、。P 為 叉 車 額定起重量, G 為叉車的自重, 在設(shè)計中我們可僅考慮 叉車滿載工況, 通常這樣設(shè)計 也 是 安 全 的。輪 胎 與 樓 面的接觸面積可近似考慮為 0. 15m × 0. 20m。1. 2 結(jié)構(gòu)布置條件廠房與倉庫樓面一般采用 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面, 板厚 120mm, 樓 板 頂 面 建 筑 面 層 厚 約 30mm。樓 面 次 梁常 按 單 向 板 布 置, 通 常 采 用 的
7、 樓 板 跨 度 為 1. 8~ 3. 0m。P1 × d R 2 ( L - a) ; ; Mmax = a = 4L P1 + PKR = R ( L - a) ; R = ( P + P ) A 2Lk 1式中, PK 為叉車較大輪壓; P1 為叉車較小輪壓; R為叉車荷載合力; L 為次梁之間距離。1. 3. 2 動力系數(shù)的規(guī)定荷載規(guī)范 5. 6. 2 條規(guī)定搬運和裝卸重物以及車輛 啟動和剎車的
8、動力系數(shù)可采用 1. 1 ~ 1. 3; 其動力荷載 傳遞至樓 板 和 梁。研 究 結(jié) 果 表 明 車 輛 的 動 載 系 數(shù) 隨 著路 面 不 平 度、 車 輛 速度和胎壓的增加 而 增加, 隨 著 軸重的增加而減小, 在路面條件良好情 況 下, 車 輛 的1. 3 規(guī)范規(guī)定1. 3. 1 等效荷載的規(guī)定根據(jù)荷載規(guī) 范 附 錄 C 的 C1. 0. 2 條 規(guī) 定“連 續(xù) 板 的等效均布活 荷 載, 可 按 單 跨 簡 支 計
9、 算。 ” C. 0. 4 條 規(guī) 定單向板上的均 布 荷 載 ( 包 括 集 中 力 ) 的 等 效 均 布 活[ 3 ] 動 載 系 數(shù) 為 1. 12 ~ 1. 38 。叉 車 運 行 中 時 速 較 低 且樓面平整度良好, 動 載 系 數(shù) 取 值 1. 3 能 滿 足 設(shè) 計 安 全 的需要。在 計 算 中 一 般 將 叉 車 荷 載 先
10、 按 靜 力 荷 載 計2013 年第 8 期( 總第 182 期) 低 溫 建 筑 技 術(shù) 90算, 然后將結(jié)果乘以動力系數(shù)得出等效均布荷載。2 計算實例取額定起重量 1t 的叉車作用于板跨為 3. 0m 的樓 面, 分 別 求 出 叉 車 以 不 同 方 向 行 進(jìn) 時, 樓 板 的 等 效 均 布活荷載。在實際使用過程中, 在 同一板跨內(nèi)遇到兩 臺或 兩 臺 以 上 叉 車 會 車、 共同 作業(yè)的機(jī)會較小,
11、 因 此 在計算時僅考慮同一板跨內(nèi)一臺叉車的作用。P1 = 0. 1( G + P) /2 = 18kN, R = 18kNd = 1. 400m, a = 0. 14m, e = 0. 92mR 2 Mmax = ( L - a) = 12. 3kN·m. 4L局部荷載作用的長邊平 行 于 板 跨 時, 簡 支 板 上 荷載有效分布寬度可按荷載規(guī)范 C. 0. 5. 1 條計算。bcy
12、 = bty + 2s + h = 0. 15 + 0. 15 = 0. 30mb = bcy + 0. 7L = 2. 4m由于兩個局部荷載相鄰且間距 e < b, 此時荷載的 等效有限寬度 b' = b /2 + e /2 = 1. 66m, 等效均布活荷載2. 1 叉車行進(jìn)方向與板跨方向垂直叉車平面布置圖如 圖 2 所 示, 此時板中最大絕對 彎 矩 可 以 叉 車 總 負(fù) 荷
13、計 算, 以前輪為荷載布置方式,這樣設(shè)計是偏于安全的。 2 2 qe = 8Mmax / ( b'l ) = 6. 6kN / m 。綜合以上兩種工況下的 計 算 結(jié) 果 可 以 得 出, 板 的等 效 均 布 荷 載 在 考 慮 動 力 系 數(shù) 后 應(yīng) 取 值 1. 3qe9. 4kN·m。3 結(jié)語=( 1) 常用叉車在樓板下的等效均布荷載可見表2, 均 已 考 慮 荷
14、載 動 力 系 數(shù), 可 作 為 設(shè) 計 參 考, 在 計 算時只需要根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 的 實 際 尺 寸 和 叉 車 樣 本 的 參 數(shù) 按 計算實例過程計算即可。表 2 等效均布荷載取值 kN·m 此時, PK = P1 = ( G + P) /2 = 18. 0kNd = 0. 92m, a = 0. 460m, R = 36. 0kN 跨度 / m 額重
15、1t 額重 2t1. 82. 43. 018. 612. 99. 427. 619. 414. 1R 2 Mmax = 4L( L - a) = 19. 4kN·m當(dāng)局部荷載作用的長邊 垂 直 于 板 跨 時, 單 向 簡 支板上荷載 有 效 分 布 寬 度 可 按 荷 載 規(guī) 范 C. 0. 5. 2 條 計 算。此時:bcy = bty + 2s + h = 0. 35m( 2
16、) 設(shè)計時雙向板的等效均布活荷載可按與單向板相同的原則, 按四邊簡支板的最大 彎 矩 等 值 來 確定, 但在 設(shè) 計 過 程中通常按單向板計算 取 值, 這 樣 做 便于設(shè)計取值也偏于安全的。b = 2 b + 0. 73L = 2. 42m cy 3由于計算 時, 忽 略 后 輪 荷 載 的 作 用, 此 時 有 效 板 ( 3) 在計算梁、 柱、 基礎(chǔ)時應(yīng)考慮樓面活荷載的2 寬可以取為 2. 42m
17、。等效均布活荷載 qe = 8Mmax / ( bl )= 7. 2kN / m2 。2. 2 叉車行進(jìn)方向與板跨方向平行折減系數(shù), 可參照荷載規(guī)范 5. 1. 2 條規(guī)定取值, 這要求在設(shè)計過程中應(yīng)多次試算, 確保建筑物的安全和經(jīng)濟(jì)。參考文獻(xiàn)[ 1][ 2]GB 5009 - 2012, 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 [ S ] .施嵐青. 一、 二級注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試應(yīng)試指南[ M] . 北 京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2
18、006: 61 - 62.董忠紅, 呂彭明. 高等級路面上的車輛動荷載 [ J ] . 長安大學(xué)學(xué) 報( 自然科學(xué)版) , 2010, ( 1) : 95 - 98.[ 3][ 收稿日期 ] 2013 - 04 - 18[ 作者簡介 ] 鄭德勝( 1980 - ) , 男, 江蘇南京人, 一級注冊結(jié)構(gòu) 工程師, 從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。 叉車平面布置圖如 圖 3 所 示, 板中最大絕對彎矩 為叉車一側(cè)前、 后輪荷載
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