地下室頂板消防車活荷載取值探討

匡良萍

（四川省林業和草原調查規劃院，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，那么在設計的過程中按規范要求必須考慮消防車活荷載，確保地下室頂板安全，才能夠使項目建設得更好。

1 消防車活荷載值的范圍

根據《荷載規范》中的描述：在限制的條件下規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不小于6m×6m 的無梁樓蓋而言，可以取值20kN/m2。在實際項目設計的過程中，通常會直接設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《荷載規范》條文說明中，也明確地規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準值。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，工程師在應用的過程中會產生較多的爭議。

2 消防車荷載的主要特征

2.1 偶然性

一般只有在發生火災時，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定為偶然荷載。這些荷載不太可能會發生。在實際設計的過程中，一定要將這些載荷設計為可變載荷。

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施加在地下室的頂板之上。從實際執行的情況來看，消防車也不會在火災現場停留太長的時間。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非常小的比例。

2.3 局部性

由于大多數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構非常特殊[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部的某一個區域。而是會以輪壓為基礎來作用于不同的區域。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部的某個區域中。隨著火災撲救工作的開展，消防車也會在使用的過程中出現移動的現象。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揮出不同的作用。當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，所以在極限的狀態下，消防車的活荷載也不會直接和標準組合。在有關的荷載規范的過程中，一定要能夠對有關極限狀態進行一定的規定。在對極限狀態設計的過程中，不一定非要在設計的基準范圍內確定最大的荷載，而是應該依據相關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范的過程中進行明確的規定。在針對偶然荷載效應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，需要取其標準值。

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 結語

目前，地下室也在城市建筑中發揮著重要的作用。因此，在設計地下室的過程中，一定要結合實際的情況對消防車荷載取值進行有效地確定。根據建筑功能布局，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構進行設計。