刘如驰
南京市建筑设计研究院有限责任公司 江苏南京 210000
[摘要]通过对民用住宅小区常用施工车辆荷载对于各种柱网尺寸的地下室结构的梁板等效荷载分析，为了减少后期加固所造成的时间和经济损失，提供了一些结构建议及措施。
[关键词] 施工车辆 等效荷载 地下室结构
一、引言
民用住宅小区一般是通过若干栋高层住宅与连接各栋住宅的地下室组成，施工过程中，地下室往往先于住宅结构施工完毕，因此需要利用地下室结构顶板作为施工车辆的行车道，但是在项目设计过程中，受限于各种条件，无法提供施工车辆的行车道位置，也就无法考虑到行车道的荷载作用。这种情况普遍存在于工程建设中，本文通过分析行车道等效荷载作用对于原结构的影响，提供一些结构建议及措施。
二、常用施工车辆荷载取值
需要利用地下室顶板作为行车道的车辆一般有钢筋、PC构件运输车,混凝土罐车，干混砂浆罐车。钢筋、PC构件运输车钢筋按装350kN考虑,车重约150kN，总重约为500kN。混凝土罐车按10立方米车考虑,罐车自重约150kN，10立方米混凝土重约240kN，总重约为390kN。干混砂浆罐车，按装15立方米车考虑，车自重约200kN，砂浆重约为250kN，总重约为450kN。为了简化分析，假定各种车型荷载均作用于后轴上，后轴轮距布置及轮胎着地尺寸按城B级[1]汽车后轴轮距布置要求，如图1所示。
综上，可取最不利荷载500kN作为常用施工车辆荷载的设计荷载取值。局部分布荷载为：满载500/4/0.2/0.6=1041.6 kN/㎡
图1 城B 汽车荷载布置图
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三、结构板的等效荷载分析
目前地下室结构顶板结构一般为无次梁的梁板结构，根据柱网间距，地下室结构分为大柱网（8.4m×8.4m）、小柱网（5.4m×4.8m）和大小柱网（8.4m×4.8m）结构。现结合这三种柱网尺寸，分别分析地下室顶板的等效荷载作用。
按单个柱网只有一辆车考虑，车辆荷载最不利布置方式为车轮对称布置于柱网中心，用理正工具箱板计算程序按四边简支的双向板进行有限元计算，得到楼板最大弯矩，并据此得到等效面荷载，等效面荷载考虑车辆动力系数1.3，计算结果如表1所示。
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地下室顶板行车时地下室顶板尚未覆土，因此在施工车辆工况下，顶板荷载主要为地库顶板自重与行车等效荷载qe.结构原设计工况下，顶板荷载主要为地下室顶板自重、覆土荷载与地下室顶板活荷载，地下室顶板覆土按1.5m高考虑，每平方米荷载:18KN/m×1.5m=27KN/㎡，顶板活荷载普通车道位置按5kN/m2，消防通道位置按20~26kN/m2考虑，则原设计工况下，非消防车道位置地下室顶板可承受荷载为q=27×1.3/1.5+5=28.4kN/m2；消防车道位置地下室顶板可承受荷载为q=27×1.3/1.5+20~26=43.4~49.4kN/m2.从表1可知，原地下室顶板设计无法满足施工车辆荷载要求，尤其是在小柱网情况下，差距较大。
四、结构梁的等效荷载分析
现结合这三种柱网尺寸，分别分析地下室结构梁的等效荷载作用。
车辆荷载最不利布置方式为车轮对称布置于梁中心，并简化为两个集中荷载作用在简支梁上，用理正工具箱计算程序计算，得到结构梁最大弯矩及剪力，并据此得到等效面荷载，等效面荷载考虑车辆动力系数1.3，计算结果如表2所示。
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从表2可知，在消防车道位置，原地下室结构梁设计能满足施工车辆施工荷载要求。但在非消防车道位置，只有在大柱网情况下，可以满足施工车辆荷载要求。
五、结构建议及措施
由前分析，施工车辆荷载按500kN考虑可满足大部分工地施工要求，而这部分荷载在设计阶段并未考虑，因此在设计阶段及施工阶段，便需要提前采取相应的措施，尽可能减少后期加固所造成的时间和经济损失。
上文分析的施工车辆等效荷载有赖于现场统一的车辆管理措施，即行车道不能会车，只能单车行驶。另考虑大型车辆行驶的不利因素（如：行驶车辆的动荷载、局部轮压、车辆转弯离心力、刹车荷载等），施工现场应控制车辆行驶车速。
否则上文分析的等效荷载可能偏小。从以上分析结果可知，柱网尺寸的大小对于梁板等效荷载的影响显著。下面针对各种柱网尺寸，提供一些结构建议及措施。
1）大柱网尺寸（8.4m×8.4m）
当地下室覆土厚度为1.5m时，原设计地下室顶板可承受荷载与施工车辆等效荷载相差较小，上文分析的施工车辆等效荷载采用的活荷载的分项系数1.5及动力系数1.3，可通过现场的车辆管理措施，限制车辆超重，施工工况下，可适当减小活荷载的分项系数至1.2，原设计便可满足施工车辆行驶要求。
2）小柱网尺寸（5.4m×4.8m）
当地下室覆土厚度为1.5m时，原设计地下室顶板可承受荷载与施工车辆等效荷载相差很大，但是在消防车道位置，荷载差异较小。当现场采取限制车辆超重等管理措施及利用原顶板下的模板支撑，在消防车道位置设置施工车辆行车道，可满足原设计要求。
否则，应在设计阶段便要考虑行车道位置荷载进行设计，或者在模板支撑设计时考虑施工车辆的附加荷载。
3）大小柱网（8.4m×4.8m）
当地下室覆土厚度为1.5m时，原设计地下室顶板可承受荷载与施工车辆等效荷载相差较大，当现场采取限制车辆超重等管理措施及利用原顶板下的模板支撑，原设计可满足施工车辆行驶要求。另在消防车道位置设置施工车辆行车道，可满足设计要求。
参考文献
[1]CJJ 11－2011 城市桥梁设计规范[S]．北京:中国建筑工业出版社,2019．