关于消防车荷载的简化计算
消防车荷载计算课件
该案例涉及到一个大型工业园区，包括各种厂房、仓 库和生产线等设施。由于工业园区的建筑结构和用途 较为特殊，因此需要进行专业的消防车荷载计算。在 计算过程中，需要考虑设备的重量、建筑物的结构形 式和材料、以及消防车的工作方式和特点等因素。此 外，还需根据实际情况对计算结果进行校核和调整， 以确保建筑物结构的安全性和稳定性。
消防车荷载的应用场景
消防车荷载主要应用于消防通道、消防车道、桥梁、隧道等 场景的计算中，以确保这些结构物在消防车行驶或停放时能 够满足承载要求，保障安全。
在进行消防车荷载计算时，需要考虑多种因素，如消防车的 重量、尺寸、轮胎压力和接触面积等，以及路面材料的抗压 强度和抗剪强度等参数。
02 消防车荷载计算方法
有限元分析方法
定义
有限元分析方法是一种数值分析 方法，通过将结构物离散化为有 限个单元，利用数学模型描述其 受力状态，从而求解结构物的内 力和变形。
适用范围
适用于复杂结构物的受力分析， 如桥梁、隧道等。
计算步骤
建立有限元模型、施加边界条件 和载荷、进行有限元分析、输出 结果。
计算结果的校核与调整
04 消防车荷载的规范与标准
国家相关规范与标准
01
《建筑设计防 火规范》
02
《消防车通道 技术要求》
《消防车荷载 规范》
03
04
《消防车通道 设计规范》
地方相关规范与标准
01
北京市《消防车通道技术要求（暂行）》
02
上海市《消防车通道设计规范（试行）》
广东省《消防车通道技术要求（试行）》
03
国际相关规范与标准
消防车荷载计算课件
目录
Contents
• 消防车荷载概述 • 消防车荷载计算方法 • 消防车荷载对结构的影响 • 消防车荷载的规范与标准 • 实际应用案例分析
消防车荷载计算导则
消防车等效均布荷载的计算适用范围：仅适用于井字梁楼盖或十字梁楼盖,其板跨为2.2m×2.2m～3.9m×3.9m的消防车荷载取值。
1．消防车的布置消防车按单列布置进行等效均布荷载计算。
两车车尾对车尾的排列，两车尾间净距按500㎜计，消防车总重量按《荷载规范》要求,以300 kN计算。
消防车荷载前、后桥轮压及车列布置见图1～图3, 轮压面积按200㎜X600㎜计。
2．楼板计算2.1. 有填土结构布置如图4。
填土厚度600～1200㎜,计算时考虑了填土层压力扩散影响,其压力扩散角θ取22°,钢筋混凝土顶板厚度按160㎜计, 压力扩散角θ取45°。
当采用井字梁楼盖板的等效均布荷载取值,见表2. 1. 1。
表2. 1. 1填土厚㎜后桥扩散面积㎡板等效均布荷载kN/㎡600 2.4X3.2=7.68 31700 2.48X3.28=8.13 30800 2.56X3.36=8.6 28900 2.64X3.44=9.1 261000 2.72X3.52=9.57 251100 2.8X3.6=23.8 23.61200 2.88X3.68=10.6 22.6当采用十字梁楼盖板的等效均布荷载取值，见表2. 1. 2:表2. 1. 2板跨（m） 3.3 3.45 3.6 3.75 3.9等效均布荷载（kN/㎡）22 20 18.5 17 162.2 无填土当板上无填土时, 板厚度仍按160㎜计, 扩散角θ取45°,楼板的等效均布荷载取值见表2. 2. 1。
表2. 2. 1板跨（m） 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.3 3.45 3.6 3.75 3.9 等效均布荷载（kN/㎡）47 43 40 36 34 32 31 30 29 283. 框架梁等效均布荷载取值可按《荷载规范》20 kN/㎡。
消防车荷载计算PPT
考虑了车辆动态效应，更接近实际情况。
计算复杂，需要更多的数据和参数支持，可能存在不确定性。
有限元分析法
定义
有限元分析法是一种数值分析方法，通过将结构离散化为 有限个小的单元（有限元），对每个单元进行受力分析， 进而得到整个结构的受力状态。
优点
可以模拟结构的复杂性和细节，得到更精确的计算结果。
某高层住宅楼的消防车荷载计算
总结词
高层住宅楼的消防车荷载计算需要结合建筑物的特点，考虑消防车停放位置和消防通道的特殊要求。
详细描述
在进行某高层住宅楼的消防车荷载计算时，需要考虑高层住宅楼的特点，如楼层高度、楼面用途等。同时，需要 结合当地的消防规范和标准，考虑消防车停放位置和消防通道的特殊要求。根据这些因素，可以确定各楼层楼面 的活荷载和消防车荷载。
新型消防车及装备研发
高效灭火装备
研发新型高效灭火装备，提高灭 火效率，减少灭火过程中对消防 车的载重压力。
多功能集成
将多种功能集成于消防车及装备 中，如救援、运输、通信等，提 高消防车的综合性能和应对复杂 灾害的能力。
绿色环保的消防车荷载技术
节能减排
采用绿色环保的发动机和传动系统，降低消防车的能耗和排放，减少对环境的影 响。
消防车荷载计算
目录
• 消防车荷载概述 • 消防车荷载计算方法 • 消防车荷载实例分析 • 消防车荷载的优化设计 • 消防车荷载的未来发展
01
消防车荷载概述
消防车荷载的定义
01
消防车荷载是指在消防车行驶或 停放时，对路面或结构物产生的 垂直压力或水平推力。
02
消防车荷载属于可变作用，其值 随消防车的类型、载重、轮胎压 力和路面状况等因素而变化。
消防车荷载计算
消防车荷载对基础的影响
基础沉降
消防车荷载可能引起基础的不均 匀沉降，导致建筑物倾斜或开裂。
基础承载力
消防车荷载对基础承载力有要求， 如果基础承载力不足，可能发生破 坏。
基础稳定性
消防车荷载可能影响基础的稳定性， 导致基础失稳，影响建筑物安全。
消防车荷载对道路的影响
道路承载力
消防车荷载对道路的承载力有要求， 如果道路承载力不足，可能发生沉陷 或损坏。
中型消防车
介于轻型和重型之间，适 用于城市和乡镇的灭火救 援工作。
重型消防车
载水量大，设备齐全，适 用于大型火灾的扑救和救 援工作。
消防车荷载的组成
01
02
03
04
消防车自重
指消防车本身的重量，包括车 体、设备、水箱等。
消防员及装备重量
指参与灭火救援的消防员及其 携带的装备重量。
灭火剂重量
指消防车水箱中的水量或干粉 、泡沫等灭火剂的重量。
谢谢
THANKS
要点一
总结词
要点二
详细描述
工业设施、特殊设备、复杂环境
工业园区通常包含各种工业设施和特殊设备，这些设施和 设备的布局和结构对消防车荷载计算产生一定影响。此外 ，工业园区的环境相对复杂，地面状况、建筑物之间的距 离等也会对消防车的行驶和作业造成一定影响。因此，在 计算消防车荷载时，需要充分考虑这些因素，以确保消防 车在紧急情况下能够快速有效地进行灭火和救援工作。
动力有限元法
总结词
动力有限元法是一种基于数值模拟的计算方法，通过建立结 构的有限元模型，模拟消防车行驶时对结构的动态响应。
详细描述
动力有限元法考虑了消防车行驶过程中产生的动荷载，能够 模拟结构在不同频率和幅值的振动下的响应。该方法精度高 ，适用于复杂结构和非线性分析，但计算量大，需要高性能 计算机和专业的数值分析软件。
消防车荷载分析
车库顶板消防车布置分析第一种消防车布置情况：梁板编号【图一】消防车布置（一）【图二】按消防车实际布置位置输入消防车荷载荷载简图【图三】荷载取值说明：1、30kN/m2为考虑1.5米厚覆土恒载，根据《荷载规范》附录A取覆土容重18kN/m3,板自重程序自动计算.2、4kN/m2为地下室顶板活荷载.3、A、C、G、K板面的17 kN/m2为消防车2个后轮的荷载，根据《荷载规范》条文解释P197页得2个后轮的重量为120kN,平均分布到2650x2650mm的板上，即q=120kN/(2.65*2.65) m2=17.0 kN/m2.暂按均不荷载计算，因为均不荷载对计算梁配筋不存在误差，虽然对板计算有误差，后面再考虑消防车压对把的影响。
4、B、H板面的35 kN/m2为两台消防车4个后轮的荷载，根据《荷载规范》条文解释P197页得4个后轮的重量为2x120kN,平均分布到2650x2650mm的板上，即q=240kN/(2.65*2.65) m2=34.0 kN/m2,这与《荷载规范》P15页表5.1.1第8项双向板楼盖（跨度不小于3mx3m）取35 kN/m2基本吻合，如果仅考察消防车荷载对板四周梁产生的作用，2.65mx2.65m的双向板仍然可按35 kN/m2取值.5、计算仅考虑消防车荷载对梁的作用，不考虑消防车荷载对板的作用，故可按均布荷载输.按20kN/m2输入消防车荷载荷载简图【图四】荷载取值说明：1、30kN/m2为考虑1.5米厚覆土恒载，根据《荷载规范》附录A取覆土容重18kN/m3,板自重程序自动计算2、20kN/m2为地下室顶板满布消防车荷载采用PKPM2012计算，得出结果如下：按实际消防车荷载计算结果【图五】按20kN/m2消防车荷载计算结果【图六】计算结果比较：由以上计算结果表格相比较得知，在这种消防车布置情况下对梁产生的效应比按满布20kN/m2的荷载要小。
第二种消防车布置情况：消防车布置（二）【图七】按消防车实际布置位置输入消防车荷载荷载简图【图八】荷载取值说明：1、30kN/m2为考虑1.5米厚覆土恒载，根据《荷载规范》附录A取覆土容重18kN/m3,板自重程序自动计算2、4kN/m2为地下室顶板活荷载3、D、F、H板面的17 kN/m2为消防车2个后轮的荷载，根据《荷载规范》条文解释P197页得2个后轮的重量为120kN,平均分布到2650x2650mm的板上，即q=120kN/(2.65*2.65) m2=17.0 kN/m2(仅考虑消防车荷载对梁的作用，不考虑消防车荷载对板的效应，故可按均布荷载输)4、E板面的35 kN/m2为两台消防车4个后轮的荷载，根据《荷载规范》条文解释P197页得4个后轮的重量为2x120kN,平均分布到2650x2650mm的板上，即q=240kN/(2.65*2.65) m2=34.0 kN/m2,这与《荷载规范》P15页表5.1.1第8项双向板楼盖（跨度不小于3mx3m）取35 kN/m2基本吻合，如果仅考察消防车荷载对板四周梁产生的作用，2.65mx2.65m的双向板仍然可按35 kN/m2取值( 中间跨板为2.7mx2.7m，为简化分析，全按2.65x2.65取)5、G、K板面9 kN/m2为消防车1个后轮的荷载，根据《荷载规范》条文解释P197页得1个后轮的重量为60kN,平均分布到2650x2650mm的板上，即q=60kN/(2.65*2.65) m2=8.54 kN/m2,取9 kN/m26、计算仅考虑消防车荷载对梁的作用，不考虑消防车荷载对板的作用，故可按均布荷载输按20kN/m2输入消防车荷载荷载简图【图九】按实际消防车荷载计算结果【图十】按20kN/m2消防车荷载计算结果【图十一】由以上计算结果表格相比较得知，在这种消防车布置情况下对梁产生的效应比按满布20kN/m2的荷载要小。
消防车荷载计算
01
02
03
04
Hale Waihona Puke 0506消防车荷载计算的主要参数
消防车总重量：包括车辆自重、水箱、泡沫罐、消防器材等
消防车最大载水量：水箱的最大容量
消防车最大泡沫量：泡沫罐的最大容量
消防车最大灭火剂量：灭火剂罐的最大容量
消防车最大救援人数：车辆可容纳的救援人员数量
消防车最大救援设备数量：车辆可携带的救援设备数量
消防车最大行驶速度：车辆在满载状态下的最大行驶速度
定期对消防车进行清洗和打蜡，保持其外观整洁
定期对消防车的水泵、水箱等部件进行维护和保养，确保其正常工作
定期对消防车的电气系统进行维护和保养，确保其正常工作
5
火灾预防的基本原则
消除火灾隐患：定期检查和维护消防设施，确保消防设施完好有效
01
提高消防安全意识：加强消防安全教育，提高公众消防安全意识和自救互救能力
消防车最大爬坡能力：车辆在满载状态下的最大爬坡能力
消防车荷载计算的计算方法
确定消防车的类型和规格
01
计算消防车的总重量和重心位置
02
计算消防车的荷载分布和荷载系数
03
计算消防车的最大荷载和荷载极限
04
计算消防车的稳定性和抗倾覆能力
05
计算消防车的制动距离和制动性能
06
3
消防车荷载计算中的常见错误
运输：消防车可运输消防队员和消防器材，快速到达火灾现场。
03
指挥：消防车配备通信设备，可进行现场指挥和调度。
宣传：消防车可进行消防知识宣传，提高公众消防安全意识。
05
消防车的维护和保养
定期检查消防车的各种设备，确保其正常工作
定期更换消防车的机油、机滤、空滤等零部件
消防车荷载计算精品文档
对于长方形板块，规范未明确，可分别按短边边长
和长边边长确定相应的数值，并取其平均值作为等 效均布活荷载，如3mx5m的板块，可按3mx3m 和5mx5m分别确定为35kN/m2和25kN/m2，取 平均值30kN/m2作为3mx5m的等效均布活荷载
2）考虑动力系数和覆土பைடு நூலகம்影响
消防车荷载属于动力荷载，规范已考虑动力系数， 表5.1.1中的数值是按消防车荷载直接作用于楼板 的情况下计算而来。
计算楼板的荷载 计算楼面梁的荷载 计算柱的荷载 计算基础的荷载
十字梁布置 30 24 24 5
大板布置 18 15 15 5
问题：计算主梁时，相同的消防车作用，荷载相差 较大，如何解决？
1、PKPM中荷载折减界面 第1个界面对应5.1.2第1条，为计算楼面梁的折减 第2个界面对应5.1.2第2条，为计算墙、柱、基础
1、概念 荷载规范2.1.18
等效均布荷载：结构设计时，楼面上不连续分布的 实际荷载，一般采用均布荷载代替；等效均布荷载 系指其在结构上所得的荷载效应能与实际的荷载效 应保持一致的均布荷载。
在结构设计控制部位，将复杂荷载或无规律分布活 荷载，根据其荷载效应与“假想的均布活荷载”效 应相等的原则来确定这一“假想均布活荷载”的数 值，其中的“假想均布活荷载”就是等效均布活荷 载。
的折减
不同效应之间，等效均布活载的数值一般不能通用。 如果采用，也只能是近似计算。
不同构件计算时的等效均布活荷载不能通用。如计 算楼板的等效均布活荷载与计算梁、柱及基础等的 等效均布活荷载不能通用。
3、计算
4、小结 1）、附录C.0.2、 C.0.6 ：按单跨简支计算 2）、相同荷载时，效应不同，等效均布活荷载的 数值不同
消防车荷载计算
2、特点：一一对应
等效一定是针对某个特定的效应进行，效应不同时， 等效均布活载的数值也不同。
比如按剪力相等原则确定的等效均布活荷载，与按 跨中弯矩相等原则确定的等效均布活荷载不同。
2）考虑动力系数和覆土的影响
消防车荷载属于动力荷载，规范已考虑动力系数， 表5.1.1中的数值是按消防车荷载直接作用于楼板 的情况下计算而来。
覆土对汽车动力荷载起到缓冲和扩散作用，计算楼 板、梁、柱、墙时均可考虑覆土的有利影响，按规 范附录B确定折减系数。
附录B.0.2，板顶折算覆土厚度，当同时存在土层 和混凝土层时，可分别折算各自的折算覆土厚度， 总的折算厚度取两部分之和。
际情况考虑；
5.1.2条文说明：消防车荷载标准值很大，但 出现概率小，作用时间短。在墙、柱设计时应容许 做较大的折减，有设计人员根据经验确定折减系数。
5、计算实例
图为一住宅小区地下室其中一板块，柱距7m，布 置十字梁，覆土厚度为1,0m，板块上经过300kN 级消防车，计算消防车荷载。
1）设计楼板时的消防车荷载 查表5.1.1，按照线性插值法计算得32.5kN/m2， 查表B.0.2，考虑覆土厚度影响的折减系数为
双向板：
板跨小于3mx3m，按轮压换算，并且不小于 35kN/m2；
板跨3mx3m， 35kN/m2； 板跨不小于6x6， 20kN/m2； 板跨3x3~6x6，线性插值确定 规范只给出正方形板块的取值，对于长方形板块
对于长方形板块，规范未明确，可分别按短边边长
和长边边长确定相应的数值，并取其平均值作为等 效均布活荷载，如3mx5m的板块，可按3mx3m 和5mx5m分别确定为35kN/m2和25kN/m2，取 平均值30kN/m2作为3mx5m的等效均布活荷载
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关于消防车荷载的简化计算
规范明确规定了等效均布荷载的计算原则，但由于消防车轮压位置的不确定性，实际计算复杂且计算结果有时与规范数值出入很大，对双向板问题更加突出.为方便设计，并应网友的要求，此处提供满足工程设计要求的等效荷载计算表（此为博主正在编辑整理的书稿内容），供设计者选择使用。
1．不同板跨时，双向板等效均布荷载的简化计算表格
表1中列出了在消防车（300kN级）轮压直接作用下，不同板跨的双向板其等效均布荷载简化计算数值，供读者参考。
2. 不同覆土厚度时，消防车轮压等效均布荷载的简化计算
不同覆土厚度时，对消防车轮压等效均布荷载数值的计算可采取简化方法，考虑不同覆土厚度对消防车轮压等效均布荷载数值的影响，近似可按线性关系按表2确定。
3. 综合考虑板跨和不同覆土层厚度时，消防车轮压等效均布荷载的确定
考虑板跨和不同覆土层厚度确定消防车轮压作用下的等效均布荷载数值时，可采用简化计算方法，参考表-3，表-4确定不同板跨、不同覆土层厚度时的等效均布荷载数值。
2
表4 消防车轮压作用下双向板的等效均布荷载值(kN/m2)
4. 等效均布荷载属于结构估算的范畴，追求过高的计算精度对工程设计而言没有必要。
实际工程中应注意效应的统一性，即注意在不同效应时，等效荷载不可通用。