地下室頂板消防車活荷載取值探討

匡良萍

（四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081）

只有有效地利用地下空間才能夠更好地解決城市用地緊張的問題，甚至地下空間會被直接做成車庫和變電站。另外，地下建筑的頂板上都會存在不同厚度的覆土，從而更好地滿足管道建設(shè)和園林綠化的要求。但是，如果地下室的上方正好存在著消防車道和消防車登高操作面，那么在設(shè)計的過程中按規(guī)范要求必須考慮消防車活荷載，確保地下室頂板安全，才能夠使項目建設(shè)得更好。

1 消防車活荷載值的范圍

根據(jù)《荷載規(guī)范》中的描述：在限制的條件下規(guī)定了消防車的活荷載值。對于板跨不小于2m 的單向板樓蓋和板跨不小于3m×3m 的雙向板樓蓋而言，可以取值35kN/m2。對于板跨不小于6m×6m 的雙向板樓蓋和柱網(wǎng)不小于6m×6m 的無梁樓蓋而言，可以取值20kN/m2。在實際項目設(shè)計的過程中，通常會直接設(shè)計成十字梁和井字梁體系來降低造價[2]。注意讓板的跨度小于6m。另外，在《荷載規(guī)范》條文說明中，也明確地規(guī)定了對于板上有覆土的消防車活荷載可以考慮覆土的影響，一般可在原消防車輪壓作用范圍的基礎(chǔ)上，取擴散角為35°，以擴散后的作用范圍按等效均布方法確定活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。但是消防車的荷載和覆土擴散作用的影響程度到底怎么取值，工程師在應(yīng)用的過程中會產(chǎn)生較多的爭議。

2 消防車荷載的主要特征

2.1 偶然性

一般只有在發(fā)生火災(zāi)時，消防車才需要出動。也只有在這個特殊的時期，建筑地下室的頂板才會需要承載相關(guān)的消防車荷載。但是失火只是一個概率較小的偶然性的事件。所以，可以將地下室頂板的消防車荷載可以被設(shè)定為偶然荷載。這些荷載不太可能會發(fā)生。在實際設(shè)計的過程中，一定要將這些載荷設(shè)計為可變載荷。

2.2 短暫性

消防車載荷本身還有短暫性的特征。這也就是說，頂板消防車的載荷時間通常較短，更不會讓更多的壓力在長時間內(nèi)施加在地下室的頂板之上。從實際執(zhí)行的情況來看，消防車也不會在火災(zāi)現(xiàn)場停留太長的時間。所以，從使用時間來看，消防車活載本身的所存在作用時間將會占據(jù)非常小的比例。

2.3 局部性

由于大多數(shù)消防車的載荷屬于活的荷載，同時包含消防車自身的重量和充水的重量。又因為消防車本身的結(jié)構(gòu)非常特殊[3]。所以，在實際作用于地下室頂板的過程中，并不會直接鋪滿地下室頂板內(nèi)部的某一個區(qū)域。而是會以輪壓為基礎(chǔ)來作用于不同的區(qū)域。其作用的面積非常小。所以，消防車的荷載具有非常明顯的局部性特征。

2.4 移動性

實際使用的過程來看，消防車不會長期固定在地下室頂板內(nèi)部的某個區(qū)域中。隨著火災(zāi)撲救工作的開展，消防車也會在使用的過程中出現(xiàn)移動的現(xiàn)象。從實際使用的過程來看，可以將消防車真正看作一個移動的荷載。從實際執(zhí)行的過程來看，消防車的荷載作用和作用力的大小都會隨著時間的推移而變化。

2.5 沖擊性

消防車的活荷載和其他汽車的活荷載一樣，都會在實際使用的過程中發(fā)揮出不同的作用。當(dāng)消防車在道路上行駛時，需要同時考慮到車輛的啟動和剎車時所產(chǎn)生的沖擊。

3 地下室頂板消防車活荷載的合理取值

3.1 荷載的頻遇組合

正是因為消防車的活荷載具有短暫性的特征，所以在極限的狀態(tài)下，消防車的活荷載也不會直接和標(biāo)準(zhǔn)組合。在有關(guān)的荷載規(guī)范的過程中，一定要能夠?qū)τ嘘P(guān)極限狀態(tài)進行一定的規(guī)定。在對極限狀態(tài)設(shè)計的過程中，不一定非要在設(shè)計的基準(zhǔn)范圍內(nèi)確定最大的荷載，而是應(yīng)該依據(jù)相關(guān)的條件來進行有效地考慮。所以，從實際正常使用的過程中，需要將消防車活載和頻遇組合更好地結(jié)合在一起。

3.2 荷載的偶然組合

消防車的荷載具有偶然的特征。所以，當(dāng)消防車的承載力量達到極限時，尤其需要對消防車的活載進行全面地考慮。從實際運用的過程中，消防車的活載僅僅會參與到荷載的偶然組合中[4]。另外，也需要在建筑荷載規(guī)范的過程中進行明確的規(guī)定。在針對偶然荷載效應(yīng)的表達式進行計算的過程中，一方面不需要對荷載分項系數(shù)全面地進行考慮，另外一方面也不需要考慮兩種或者兩種以上偶然的荷載。所以，在實際計算的過程中，需要取其標(biāo)準(zhǔn)值。

3.3 消防車輪壓的最不利布置

消防車活荷載本身有很明顯的活動性的特征。所以，一定要對消防車輪壓最不利的情況先進行考慮，之后才能夠有效地考慮地下室頂板消防車荷載的合理取值。如果以300KN的消防車為例子，消防車的平面尺寸和排列的間距應(yīng)該滿足更多的要求。對于同一個等級的消防車而言，其本身的重量加上水的重量則一定是300KN。普通的消防車一共有2 個前輪和4 個后輪組成。常規(guī)情況下，每一個前輪的重量為30KN，每一個后輪的重量為60KN，每一個輪子的作用面積主要為0.2m×0.7m。

4 結(jié)語

目前，地下室也在城市建筑中發(fā)揮著重要的作用。因此，在設(shè)計地下室的過程中，一定要結(jié)合實際的情況對消防車荷載取值進行有效地確定。根據(jù)建筑功能布局，所有消防車的荷載都確定之后，才能夠有效地對地下室頂板的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。