到底要几个模型才能算清楚消防车荷载
到底要几个模型才能算清楚消防车荷载
问题阐述
本篇文章讨论怎么样使用自定义工况实现消防车荷载在不同计算过程中是
否参与计算的目的。
问题分析
对于传统计算方式，在面对有消防车荷载的计算时，通常会建两个模型，一个只添加普通活荷载，用于计算基础配筋；另一个将消防车荷载按照活荷载输入，用于计算梁板柱等构件的配筋、挠度等。
虽然这样的建模方式可以将两种工况下的结构计算的很清楚，但仍旧存在两个弊端：
当需要修改模型的时候，必须同时修改两个模型，从而达到统一的效果。
若修改的工作量比较大，必然会影响效率，出现误差的几率也会变大。
将两个模型合并，有利于模型的调整试算。
在进行楼板配筋的时候，消防车荷载是可以按照塑性理论计算的，允许消防车作用下，楼板出现裂缝和塑性铰，从而降低楼板的配筋；而将消防车荷载按照普通活荷载输入后，计算软件并不能识别为消防车荷载，无法按照塑性计算。
精
我们通过一个对照计算模型来讲解如何使用这个功能。
建立一个计算模型，布置如下图：
然后复制两次，形成三个塔楼。
从左往右依次编号为1、2、3号。
恒荷载均取1m覆土厚度，按20赋值。
1号活荷载=4
2号活荷载=22
3号活荷载=4
另外，在盈建科“自定义工况”分页下，添加一个工况。
自定义工况命名为“消防车荷载”，其中几个系数的取值需要进行修改：
荷载类型选择“消防车”，只有这样，后面计算板的时候才能将其识别从而进行塑性计算。
重力荷载代表值系数=0，消防车不参与抗震计算。
因为着火的同时发生地震的概率实在是太低了。
非地震组合系数=0.7
频遇值系数=0.5,3和4都是按照规范取值
准永久值系数=0，消防车不参与基础的计算，所以取为0
墙柱活荷载折减系数=0.8
楼面梁活荷载折减系数均=0.8
参数设置完毕时，和下图是一致的。
接着要布置消防车荷载，点击第二个图标“楼板”，输入消防车荷载22。
然后仅布置在3号塔楼。
至此建模的步骤结束，进入前处理阶段。
由于三个塔楼在一个模型里，其他的计算参数发挥的作用一致，不需要特别设定。
仅有一项需要注意：活荷载信息。
活荷载信息当中包含两种折减设定：墙柱和梁的活荷载折减。
但是这里输入0.8，双向板折减系数取0.8，均不能实现活荷载的折减。
而是需要在“活荷折减”功能当中单独指定梁、柱的折减系数。
感兴趣的同学可以自己试验一下。
同时，这个折减系数对于自定义工况并不起作用，自定义工况的折减系数在前面的荷载输入过程已经定义。
在活荷折减当中，设置2号塔楼的梁、柱折减系数均为0.8，3号塔楼均为1。
计算结果如下图所示：
1号塔楼由于没有消防车荷载，配筋较小，不具参考性。
2号和3号塔楼梁、柱计算结果几乎完全相同。
可见自定义工况的应用方式正确。
再来看一下板施工图。
由于板厚=150mm，属于较厚的楼板，计算之前先定义楼板类型为弹性板6，这样更接近实际情况。
另外在计算参数当中选取有限元方式，并且勾选消防车荷载塑性计算。
经过计算后，三个塔楼的结果均不相同。
其中，2号塔楼的配筋最大，1号塔楼最小，3号塔楼配筋约为2号的70%左右。
可见塑性算法起到了作用，并且很大程度上降低了楼板的配筋。
当然，是否采用塑性算法，还需要同学们自行斟酌。
梁、柱施工图，2号、3号的配筋是一样。
在基础计算中，仍旧采取默认参数计算。
结果是1号和3号完全一致，而2号的独基尺寸要大一些，这是2号的消防车荷载是按照活荷载输入的，参与了基础计算。
以上就是使用自定义工况在一个模型当中根据不同的计算内容确定是否采用消防车荷载的方法。
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
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。
到底要几个模型才能算清楚消防车荷载
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问题分析对于传统计算方式，在面对有消防车荷载的计算时，通常会建两个模型，一个只添加普通活荷载，用于计算基础配筋；另一个将消防车荷载按照活荷载输入，用于计算梁板柱等构件的配筋、挠度等。
虽然这样的建模方式可以将两种工况下的结构计算的很清楚，但仍旧存在两个弊端：当需要修改模型的时候，必须同时修改两个模型，从而达到统一的效果。
若修改的工作量比较大，必然会影响效率，出现误差的几率也会变大。
将两个模型合并，有利于模型的调整试算。
在进行楼板配筋的时候，消防车荷载是可以按照塑性理论计算的，允许消防车作用下，楼板出现裂缝和塑性铰，从而降低楼板的配筋；而将消防车荷载按照普通活荷载输入后，计算软件并不能识别为消防车荷载，无法按照塑性计算。
精我们通过一个对照计算模型来讲解如何使用这个功能。
建立一个计算模型，布置如下图：然后复制两次，形成三个塔楼。
从左往右依次编号为1、2、3号。
恒荷载均取1m覆土厚度，按20赋值。
1号活荷载=42号活荷载=223号活荷载=4另外，在盈建科“自定义工况”分页下，添加一个工况。
自定义工况命名为“消防车荷载”，其中几个系数的取值需要进行修改：荷载类型选择“消防车”，只有这样，后面计算板的时候才能将其识别从而进行塑性计算。
重力荷载代表值系数=0，消防车不参与抗震计算。
因为着火的同时发生地震的概率实在是太低了。
非地震组合系数=0.7频遇值系数=0.5,3和4都是按照规范取值准永久值系数=0，消防车不参与基础的计算，所以取为0墙柱活荷载折减系数=0.8楼面梁活荷载折减系数均=0.8参数设置完毕时，和下图是一致的。
接着要布置消防车荷载，点击第二个图标“楼板”，输入消防车荷载22。
然后仅布置在3号塔楼。
结构计算模型中消防车荷载的输入
结构计算模型中消防车荷载的输入作者：王功江叶烨来源：《科技风》2019年第08期摘要：消防车荷载一般情况下较大，属于特殊荷载，结构建模计算时，消防车荷载直接按活荷载输入，是不合理的。
本文以盈建科结构计算软件为例，阐述结构建模计算时，消防车荷载应该如何输入。
关键词：消防车荷载;结构建模计算1 消防车荷载与普通活荷载不同消防车荷载属于特殊荷载，在实际工程中經常遇到，尤其是有大底盘的工程。
消防车与普通地面的的活荷载是不同的，主要区别为以下几点：1）消防车荷载比较大，远大于普通活荷载，一般情况下，非消防车通道活荷载取5kN/m2，而消防车荷载可能会取到20kN/m2或者更大，因此，对结构承载力而言，一般情况下，消防车荷载起控制作用。
2）但在结构配筋计算时，消防车荷载工况的极限承载力验算的配筋值有可能不是起控制作用，可能会是普通活荷载作用下的裂缝、挠度验算起到控制作用。
3）对于普通工程，消防荷载存在时间较短，一般不对消防车荷载工况做正常使用极限状态验算，不考虑裂缝、挠度，基础设计时也不考虑消防车荷载的作用。
4）一般情况下，消防车荷载是不参与地震作用的，而活荷载还是要参与地震作用。
2 YJK建模时消防车荷载输入以前的结构计算软件，在消防车荷载的情况下，一般要建2个或者3个模型才能满足计算要求。
YJK（盈建科计算软件）建模时，可以使用自定义工况、自定义荷载组合功能，可以用一个计算模型计算具有消防车荷载的结构，计算结果直接取配筋包络值。
以一个带消防车荷载的实际工程为例，结构平面布置图见下图，其中中间跨为消防车通道，其余部分为普通活荷载。
荷载按如下输入：普通活荷载：5kN/m2。
消防车活荷载：20kN/m2，恒荷载：15kN/m2。
消防车的通道需要考虑两种活荷载，一种是消防车荷载，一种是没有消防车情况下的普通活荷载。
荷载按以下步骤输入：1）转换到荷载命令菜单，楼板考虑自重，输入恒载15kN/m2，再输入活荷载5kN/m2，但此时消防车通道活荷载输入为0kN/m2。
《荷载规范2012》计算消防车荷载
墙柱：
折减系数 0.6 活荷载
17.2 (kN/m2)
基础：可不考虑消防车活荷载，0.0(kN/m2)。
双向板消防车荷载计算
双向板消防车活荷载标准值
板跨(m) 3
6
荷载
35
20
表B.0.2 双向板楼盖楼面消防车活荷载折减系数
折算覆
楼板跨度(m)
土厚度S1
3
4
5
6
0.0
1.00 1.00 1.00
1.00
主次梁：
折减系数 0.8 活荷载
16.0 (kN/m2)
墙柱：
折减系数 0.6 活荷载
12.0 (kN/m2)
基础：可不考虑消防车活荷载，0.0(kN/m2)。
受力类别
板跨度
工程汇总
覆土厚度 楼板计算
消防车活荷载
主梁
次梁
墙柱
备注
单向板消防车荷载计算
单向板消防车活荷载标准值
板跨(m) 2
4
荷载
35
25
表B.0.1 单向板楼盖楼面消防车活荷载折减系数
折算覆
规 范
土厚度S1
表
0.0
格
0.5
楼板跨度(m)
2
3
4
1.00 1.00 1.00
0.94 0.94 0.94
1.0
0.88 0.88 0.88
1.5
0.82 0.80 0.81
1.50 (m)
覆土应力扩散角θ =
35.0 º
35
根据板跨度确定荷载标准值：
荷载标准数值 =
20 (kN/m2)
根据覆土情况确定活荷载折减系数：
折算覆土厚度 s1=
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
二、设计取值及审查意见 如果是小于6mx6m板跨的双向板，怎么样 取值呢？ 荷载取值为20kN/m2,按2006版荷载规范是 偏小的，也就会认为是不安全的。而设计 中多数是这样的板。 如果按规范的另一取值则为35 kN/m2。在 做梁板设计时会因荷载较大而变得困难， 配筋会偏大。
三、解决办法
计算结果汇总如下表
等效活荷载q e 值 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 覆 土 厚 度 1.0 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 单向板跨度(m) 2.0 35.8 34.6 33.5 32.5 31.7 31.1 30.4 30.4 30.4 30.4 30.4 30.4 30.4 2.5 27.2 26.4 25.6 24.8 24.1 23.5 23.1 22.9 22.7 22.2 22.2 22.2 22.2 3.0 23.1 22.4 21.7 21.1 20.5 20.0 19.4 19.3 19.1 19.0 18.8 18.5 18.2 3.5 21.2 20.6 20.0 19.5 19.0 18.5 18.0 17.8 17.6 17.4 17.3 17.0 16.8 4.0 19.3 18.7 18.2 17.7 17.3 16.9 16.4 16.2 16.1 15.9 15.7 15.4 15.2 4.5 17.4 16.9 16.5 16.1 15.7 15.3 14.9 14.8 14.6 14.4 14.3 14.0 13.7 5.0 15.7 15.3 14.9 14.6 14.2 13.9 13.6 13.4 13.3 13.跨度(m*m) 2.0x2.0 2.5x2.5 3.0x3.0 3.5x3.5 4.0x4.0 4.5x4.5 5.0x5.0 57.0 46.0 37.0 30.0 24.0 19.0 16.0 14.0 12.0 11.0 9.5 8.5 7.0 41.0 34.0 29.0 24.0 21.0 17.0 14.0 13.0 12.0 11.0 10.0 8.5 7.0 31.0 27.0 23.0 20.0 17.0 14.5 12.5 12.0 11.0 10.5 9.5 8.5 7.0 24.0 21.0 18.3 16.0 14.3 12.5 11.0 10.3 9.6 9.2 8.6 7.7 7.0 19.1 17.0 15.2 13.5 12.0 10.6 9.5 9.0 8.5 8.0 7.8 7.0 6.5 15.5 14.2 13.0 11.5 10.2 9.2 8.3 7.8 7.5 7.3 7.0 6.5 6.0 13.0 12.0 10.8 10.0 9.0 8.0 8.0 7.3 6.7 6.5 6.2 5.6 5.3
消防车荷载模型实现
消防车荷载模型实现——文｜邱陈凯，博牛结构优化工程师一、前言：你还在为消防车设计需要建的多个模型而苦恼吗，现有软件（以YJK1.9.3版为例）能将消防车荷载准确布置的方式，计算结果还更接近实际，且看如何实现。
二、消防车荷载模型布置我司以某项目地下室车库为例，针对模型不同布置方式进行分析。
柱网为8mx8m，采用十字次梁布置，其上覆土取1.0m。
柱截面为600x600，板厚150mm，附加恒载20kN/m2。
消防车等效活荷载取为22kN/m2。
1. 模型布置：为便于比较分析，在同一模型中分别建立3个3x3跨塔楼，详细布置如下：方案一：无消防车荷载，活荷载取4kN/m2方案二：消防车荷载按照活载布置，取22kN/m2方案三：消防车荷载仅采用“自定义工况”布置，取22kN/m2首先，方案二中消防车荷载作为活载布置，而方案三仅在“自定义工况”下指定消防车荷载。
（另附上软件PKPM中消防车荷载布置按钮）相关参数设置：A. 重力荷载代表值系数：短期荷载不参与抗震计算，取为0；B. 非地震分项系数：按《建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2018》取1.5；C. 地震组合值系数：该系数对构件的计算结果影响较大，需特别注意！数值在规范中无明确规定，有观点认为应按照抗规5.1.3条取0.5。
我司则认为同时发生地震和火灾的概率实在较低，宜取为0。
朱炳寅在《建筑抗震设计规范应用与分析GB50010-2010》一书中亦认为，结构设计中一般可不考虑消防车荷载效应与地震作用效应的组合。
D. 墙柱构件活荷载折减：虽然规范无明确规定，但是荷载规范5.1.3条条文说明指出，应容许作较大的折减。
理论上来说，荷载折减宜大于梁。
此处为便于方案二三比较，暂取0.8；E. 楼面梁活荷载折减：按照荷载规范5.1.2条取0.8；参数设置完成后点击楼板，仅对方案三进行布置。
由于在自定义工况中已设置折减系数，故在计算参数中不重复考虑活荷载折减，仅在“活载折减”选项中对方案二单独指定。
消防车荷载计算[1]
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。 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。
2）对于第1（2）~7项的建筑，则应计算两次： 算梁时，按第一界面第二条折减，PKPM可以实现 （屋面活荷载除外） ； 算柱、墙、基础时，第一界面不折减，第二界面 折减，对于有错层及有主群楼的建筑，PKPM软件无 法正确折减。
消防车荷载计算[1]
消防车荷载计算[1]
消防车荷载计算[1]
3rew
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
0.905 32.5x0.905=29.41kN/m2，取30kN/m2
2）设计楼面梁时的消防车荷载 按照5.1.2，双向板楼盖的梁取0.8 30x0.8=24kN/m2
消防车荷载计算
2020/11/25
消防车荷载计算[1]
一、等效均布活荷载
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。
消防车荷载计算[1]
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。 采用等效均布活荷载的目的在于将复杂的荷载作用 情况予以简化，在保证荷载效应总值不变的情况下， 用等效均布活荷载来代替实际的复杂荷载，以解决 结构设计中的复杂问题，简化设计。
消防车等效均布荷载的计算
消防车等效均布荷载的计算【摘要】消防车荷载的取值，一直比较混乱，为使消防车荷载有一个较为合理的取值,笔者对消防车等效荷载进行了常见的几种情况的计算，供设计界同仁参考。
【关键词】消防车等效荷载轮压扩散角动力系数消防车荷载的取值,就目前来说,一直比较混乱, 有按《建筑结构荷载规范》（下面简称《荷载规范》）要求单向板（板跨度≥2m）取35kN/㎡、双向板（板跨度≥6m）取20kN/㎡的,也有取等效均布荷载为26kN/㎡的, 还有主梁取0.8X20=16kN/㎡次梁为0.95X20=19kN/㎡的,如此等等,各种取法都有。
而消防车荷载的取值又属“强条”。
《荷载规范》表4.1.1注第3条：“……;当不符合本表的要求的时候,应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则,换算为等效均布荷载。
”即消防车荷载的取值大小应按等效均布荷载计算。
这些对每一个设计人员来说,都是清楚的。
但是在实际工程中,由于等效均布荷载计算过程较为繁琐, 设计周期又短等各种原因,大都未进行等效均布荷载的计算。
一般来说,凡取等效均布荷载的,都没有相应的计算资料, 大都采取“估算”的办法。
就目前成都建筑市场而言,基本上都采用大底盘地下室,其上部修建若干栋多、高层建筑，这样必然出现小区内的消防通道置于地下室的顶板上。
而地下室的顶板设计，一般采用井字梁楼盖或十字梁楼盖,板跨大都小于6.0mX6.0m,故消防车荷载是不能取20kN/㎡。
而应按规范要求进行等效均布荷载计算（单向板或密肋楼盖较少采用,所以此处仅就双向板进行分析）。
为使消防车荷载有一个较为合理的取值,笔者对消防车等效均布荷载进行了常见的几种情况的计算，供设计界同仁参考，以飨读者。
1.荷载计算消防车荷载均沿消防车道布置。
小区道路通常不是很宽，一般在5m左右，所以消防车按单列布置（当小区消防通道宽度≥6 m时，应按并列两辆消防车的布置进行等效均布荷载计算。
此种情况,不在本文叙述范围）。
为求最不利情况,按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。