汽车等效均布荷载的简化计算
汽车等效均布荷载的简化计算(可编辑)
汽车等效均布荷载的简化计算Building Structure设计交流汽车等效均布荷载的简化计算朱炳寅/中国建筑设计研究院汽车（消防车）轮压以其荷载数值大、作用位置不确定够厚，轮压扩散足够充分时，汽车轮压荷载可按均布荷载考及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。
结构设计的关虑。
当覆土层厚度足够时，可按汽车在合理投影面积范围内键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。
轮压荷载作的平均荷重计算汽车的轮压荷载，见表2。
用位置的不确定性，给等效均布荷载的确定带来了一定难覆土厚度足够时消防车的荷载表2度，一般情况下，要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困汽车类型 100kN 150kN 200kN 300kN 550kN2难的，且从工程设计角度看，也没有必要。
“等效”和“折荷载/kN/m 4.3 6.3 8.5 11.3 11.4覆土厚度最小值hmin/m 2.5 2.4 2.4 2.3 2.6减”的本质都是“近似”，且其次数越多，误差就越大。
本文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的足够的覆土厚度指：汽车轮压通过土层的扩散、交替和简化计算方法，供读者参考。
重叠，达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。
足够1 影响等效均布荷载的主要因素的覆土厚度数值应根据工程经验确定，当无可靠设计经验1.1跨度时，可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系，在相投影面积（图 1）确定相应的覆土厚度为 hmin ，当实际覆土同等级的汽车轮压作用下，板的跨度越小，则等效均布荷载厚度 h≥hmin 时，可认为覆土厚度足够。
的数值越大；而板的跨度越大，则等效均布荷载数值越小。
以300kN级汽车为例（图1）：结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点，考虑汽车合理间距（每侧600mm）后汽车的投影面积为（8+0.6 ）×（2.5+0.6 ）=26.66m2汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性，是移动的活荷载，其最大效应把握困难，且效应类型（弯矩、剪力等）不后轴轮压占全车重量的比例为 240/300=0.8同，等效均布荷载的数值也不相同，等效的过程就是一次近取后轴轮压的扩散面积为 0.8×26.66=21.33m2似的过程。
汽车等效均布荷载的计算复习进程
汽车等效均布荷载的计算汽车等效均布荷载的计算本工程最小板跨为2.4m×2.5m，板厚180mm，汽车最大轮压为100KN（根据《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.3条城—A级车辆荷载）,汽车轮压着地面积为0.6m×0.2m（参考《建筑结构荷载规范》规范说明中4.1.1条“对于20~30T的消防车，可按最大轮压为60kN 作用在0.6m×0.2m的局部面积上的条件决定；”），动力系数为1.3，板顶填土S=0.9m。
平面简图详见附图一。
计算过程如下：一、X方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52.a x=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma y=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma x/l x=1.5/2.4=0.625 a y/l x=1.1/2.4=0.458l y/l x=2.5/2.4=1.042考虑动力系数后q=1.3P/(a x a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×mMy max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.51Kn×mMe max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.212=59Kn/m2二、Y方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.5仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢22. a×=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma y=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma×/l×=1.5/2.4=0.458 a y/l×=1.1/2.4=0.625 l y/l×=2.4/2.5=0.96考虑动力系数后q=1.3P/(a×a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.50Kn×m My max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×m Me max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.23=54.37Kn/m2附图一仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3。
汽车等效均布荷载的计算
.汽车等效均布荷载的计算本工程最小板跨为2.4m×2.5m，板厚180mm，汽车最大轮压为100KN （根据《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.3条城—A级车辆荷载）,汽车轮压着地面积为0.6m×0.2m（参考《建筑结构荷载规范》规范说明中4.1.1条“对于20~30T的消防车，可按最大轮压为60kN作用在0.6m×0.2m的局部面积上的条件决定；”），动力系数为1.3，板顶填土S=0.9m。
平面简图详见附图一。
计算过程如下：一、X方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52.a x=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma y=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma x/l x=1.5/2.4=0.625 a y/l x=1.1/2.4=0.458l y/l x=2.5/2.4=1.042考虑动力系数后q=1.3P/(a x a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×mMy max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.51Kn×mMe max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.212=59Kn/m2二、Y方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.5.2. a×=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma y=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma×/l×=1.5/2.4=0.458 a y/l×=1.1/2.4=0.625l y/l×=2.4/2.5=0.96考虑动力系数后q=1.3P/(a×a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.50Kn×mMy max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×mMe max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.23=54.37Kn/m2附图一.。
等效均布荷载计算公式
等效均布荷载计算公式
等效均布荷载是指将不规则荷载分布转化为均布荷载的过程，以便进行结构分析和设计。
等效荷载的计算是结构力学中非常重要的一部分，其计算公式如下：
q = ΣW / L
其中，q代表等效均布荷载，W代表荷载大小，L代表荷载长度。
具体而言，等效荷载的计算需要以下几步：
一、将不规则荷载分布转化为若干条等效直线荷载。
二、确定每一条等效直线荷载的大小和长度。
三、对所有等效直线荷载进行叠加，得到总等效荷载，进而求得等效均布荷载。
在实际的结构设计和分析中，等效均布荷载通常被用于求解梁和板的弯曲和剪切力，以及柱子的压力等问题。
在使用等效荷载进行计算时，应注意确定等效荷载的数量、大小和布置位置，以确保计算结果的准确性和可靠性。
总之，等效均布荷载计算公式是结构力学中必须掌握和应用的重要内容，应结合实际情况进行合理的荷载分析和计算，以保证结构的安全和稳定性。
基坑支护设计汽车等效均布荷载计算方法
基坑支护设计汽车等效均布荷载计算方法题，该如何施加，施加多少，现行《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120-2012）中并有说明，导致实际基坑支护设计时，汽车超载施加无指导性方法可循。
现笔者仅对自己实际工作中的一些想法，提出自己认为切实可行的做法。
基坑开挖过程中需要土方外运，土方外运一般采用前四后八自卸车外运，所前四后八自卸车就是说前面是双桥4个轮,，后面是双桥8个轮子。
汽车荷载属于动力荷载，当汽车荷载距离基坑坡顶线超过一定距离时，岩土对汽车荷载起缓冲和扩散作用，当汽车荷载距离超过1.0m时，轮压荷载的动力影响已不明显，可取动力系数为1.0。
前四后八荷载主要在后面双桥上，后面双桥轴距1.4m，轮距1.8m，后轮双桥总轴重600kN，前四后八后桥平面尺寸见下图：假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 1.0m，计算汽车等效分布荷载作用大小时，车轮扩散压力扩散角取30°。
后轮双桥轮压的扩散面积为（2.4+2) ×（1.6+2）=15.84m2。
则汽车等效分布荷载P=600kN/15.84 m2=37.88 kPa。
计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角取45°，则d=1.0m。
假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 2.0m，计算汽车等效分布荷载作用大小时，车轮扩散压力扩散角取30°。
后轮双桥的轮压的扩散面积为（2.4+4)×（1.6+4）=35.84m2。
则汽车等效分布荷载P=600kN/35.84 m2=16.74kPa。
计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角取45°，则d=2.0m。
假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 3.0m，计算汽车等效分布荷载作用大小时，车轮扩散压力扩散角取30°。
后轮双桥的轮压的扩散面积为（2.4+6)×（1.6+6）=63.84m2。
则汽车等效分布荷载P=600kN/63.84 m2=9.40kPa。
汽车等效均布荷载的计算
汽车等效均布荷载的计算本工程最小板跨为2.4m×2.5m，板厚180mm，汽车最大轮压为100KN （根据《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.3条城—A级车辆荷载）,汽车轮压着地面积为0.6m×0.2m（参考《建筑结构荷载规范》规范说明中4.1.1条“对于20~30T的消防车，可按最大轮压为60kN作用在0.6m×0.2m 的局部面积上的条件决定；”），动力系数为1.3，板顶填土S=0.9m。
平面简图详见附图一。
计算过程如下：一、X方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52.a x=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma y=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma x/l x=1.5/2.4=0.625 a y/l x=1.1/2.4=0.458l y/l x=2.5/2.4=1.042考虑动力系数后q=1.3P/(a x a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×mMy max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.51Kn×mMe max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.212=59Kn/m2二、Y方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52. a×=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma y=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma×/l×=1.5/2.4=0.458 a y/l×=1.1/2.4=0.625 l y/l×=2.4/2.5=0.96考虑动力系数后q=1.3P/(a×a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.50Kn×m My max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×m Me max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.23=54.37Kn/m2附图一。
汽车等效均布荷载的计算之欧阳引擎创编
汽车等效均布荷载的计算欧阳引擎（2021.01.01）本工程最小板跨为2.4m×2.5m，板厚180mm，汽车最大轮压为100KN（根据《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.3条城—A级车辆荷载）,汽车轮压着地面积为0.6m×0.2m（参考《建筑结构荷载规范》规范说明中4.1.1条“对于20~30T的消防车，可按最大轮压为60kN作用在0.6m×0.2m的局部面积上的条件决定；”），动力系数为 1.3，板顶填土S=0.9m。
平面简图详见附图一。
计算过程如下：一、X方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52.a x=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma y=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma x/l x=1.5/2.4=0.625 a y/l x=1.1/2.4=0.458l y/l x=2.5/2.4=1.042考虑动力系数后q=1.3P/(a x a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×mMy max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.51Kn×mMe max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.212=59Kn/m2二、Y方向计算1.填土中扩散角取30°，tan30°=0.52. a×=0.2+2×0.5×0.9=1.1ma y=0.6+2×0.5×0.9=1.5ma×/l×=1.5/2.4=0.458 a y/l×=1.1/2.4=0.625l y/l×=2.4/2.5=0.96考虑动力系数后q=1.3P/(a×a y)=78.785kN/m2简支双向板的绝对最大弯矩：Mx max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.50Kn×m My max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×m Me max=0.0368×qe×l2qe=Me max/0.23=54.37Kn/m2附图一。
车辆等代均布荷载换算
车辆等代均布荷载换算
挡土墙高度(M)
H=9挡土墙墙背坡度；俯斜正，仰斜负
m2=20破坏面与垂直面夹角（度）
θ=45tan(θ)=1破坏棱体宽度（M）Bo=H(m2+tan θ)
Bo=9.45车辆前后轴的轴距(M)
La=5路堤墙的墙顶边坡高度(M)
hp=0挡土墙分段长度（M）L=
12Lo=
10.19615车辆的扩散长度（M）Lo=La+(2hp+H)tan30
Lo=10.19615布置在Bo×Lo范围内的轮载重力（KN）
∑G=500车辆等代均布荷载(KPa)qk=∑G/(Bo×Lo)
qk= 5.189218土体重度（KN/M3），取γ=18
γ18等代均布荷载换算土柱高(M) ho=qk/γho=0.28829 墙背倾斜角（度）α （俯斜正，仰斜负） 填土内摩擦角（度）φ (本程序适用于φ大于等于3墙后填土面倾角（度）β
张建波2006-04-01
中材国际研发中心
结构设计研究所
破坏角的求导计算程序采用循环差分思想 墙背倾斜角（度）α （俯斜正，仰斜负）
填土内摩擦角（度）φ (本程序适用于φ
大于等于30度)
墙后填土面倾角（度）
β
破坏角（度）θ张建波2006-04-01 中材国际研发中心
结构设计研究所。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
载起缓冲和扩散作用，板顶覆土或面层太薄时，一般可不考
虑其有利影响。而当板顶覆土厚度较大时，轮压荷载对顶板
的动力影响已经不明显，可取动力系数为 1.0(表 1)。《荷
载规范》表 4.1.1 中给出的车辆荷载，是一种直接作用在楼
板上的等效均布荷载，已考虑了动力系数，可直接采用。
汽车轮压荷载传至楼板及梁的动力系数
M e max =0.0368 qel 2 =0.1472 qe 则， qe = 11.2/0.1472
=76 kN/m2，比规范给定的简支单向板等效均布荷载值（35 kN/m2）还大，明显不合理。
（300kN 级）轮压作用下，满足工程设计精度要求的等效荷
载计算表，供设计者选择使用。
（1）不同板跨时，双向板等效均布荷载见表 3。
We learn we go 17
设计交流
Building Structure
相应支承构件（次梁、主梁、柱或墙等）的等效均布荷载应
按《荷载规范》第 4.1.2 条的要求进行相应的折减。
3）由于等效均布荷载与其效应具有一一对应的关系，
不同效应之间的等效均布荷载不同，原则上不能通用。可以
发现，此处对等效均布荷载的折减又是一次更大程度的近似
s =100mm 厚求 qe 。
解：考虑板顶混凝土面层对轮压的扩散作用，在混凝土
内的轮压扩散角按 45°考虑(见图 2)，查《建筑结构静力计 算手册》（第二版）表 4-29，
ax =0.2+2 × 0.1=0.4m ， a y =0.6+2 × 0.1=0.8m ， ax / lx =0.4/2=0.2， a y / lx =0.8/2=0.4， 考虑动力系数后 q = 1.3P /(ax a y ) =244 kN/m2。
的数值越大；而板的跨度越大，则等效均布荷载数值越小。
结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点，
汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性，是移动的活荷
载，其最大效应把握困难，且效应类型（弯矩、剪力等）不
同，等效均布荷载的数值也不相同，等效的过程就是一次近
似的过程。
1.2 动力系数
汽车荷载属于动力荷载，板顶填土或面层对汽车动力荷
过程。同时也再次表明，对等效均布荷载进行所谓精细计算
是没有意义的，计算以满足工程精度为宜。
3 汽车等效均布荷载的简化计算
1）《荷载规范》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。特殊情况下（如双向板等），
等效均布荷载的计算结果明显不合理，当支承情况越复杂、
5.0 23.8 22.2 20.6 19.1 17.5 16.0 14.4 12.9 11.3
5.5 21.9 20.6 19.2 17.9 16.6 15.3 14.0 12.6 11.3 ≥6.0 20.0 18.9 17.8 16.7 15.7 14.6 13.5 12.4 11.3
4 结论
等效均布荷载调整系数Fra bibliotek表4覆土厚度/m ≤0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ≥2.50
调整系数 1.00 0.92 0.83 0.75 0.66 0.58 0.49 0.41 0.32
（3）综合考虑板跨和不同覆土层厚度时，消防车
轮压等效均布荷载见表 5、6。
3.0 31.3 28.8 26.3 23.8 21.3 18.8 16.3 13.8 11.3
3.5 29.4 27.1 24.9 22.6 20.3 18.1 15.8 13.6 11.3
4.0 27.5 25.5 23.5 21.4 19.4 17.4 15.4 13.3 11.3
4.5 25.6 23.8 22.0 20.3 18.5 16.7 14.9 13.1 11.3
简支双向板的绝对最大弯矩 M x max = 0.1434 ×244× 0.4×0.8=11.2 kN.m，
M y max = 0.1176 × 244 × 0.4 × 0.8=9.18 kN.m ＜ M x max =11.2 kN.m，取 M max = M x max =11.2 kN.m。
简支双向板在等效均布荷载作用下的跨中弯矩值查《建 筑 结 构 静 力 计 算 手 册 》 （ 第 二 版 ） 表 4-16 ，
车投影面积有： (2 + 2h tan 300 )(2 + 2h tan 300 ) = (2 + 2h tan 300 )2 ≥21.33 则：h≥2.28m，取 h=2.3m，此时可确定为覆土层厚度足够，
车身合理投影范围内的平均重量为 300/26.66 =11.3 kN/m2。
图 1 足够的覆土层厚度计算示意/m
板格
覆土厚度/m
的短边 跨度/m
≤0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00 ≥2.50
2.0 35.0 32.0 29.1 26.1 23.2 20.2 17.2 14.3 11.3
2.5 33.1 30.4 27.7 24.9 22.2 19.5 16.8 14.0 11.3
足够的覆土厚度指：汽车轮压通过土层的扩散、交替和
重叠，达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。足够
的覆土厚度数值应根据工程经验确定，当无可靠设计经验
时，可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车
投影面积（图 1）确定相应的覆土厚度为 hmin，当实际覆土 厚度 h≥hmin 时，可认为覆土厚度足够。
1）汽车等效均布荷载与板跨、覆土层厚度等密切相关。 2）汽车的等效均布荷载还与效应的选择有关，效应不 同等效均布荷载的数值也不相同，不同效应之间等效均布荷
载不可通用。
3）规范按跨中弯矩相等原则确定等效均布荷载，并将
其用于所有效应的计算。等效的本质就是近似。
4）等效均布荷载的计算属于结构估算的范畴。追求过 高的计算精度对设计而言完全没有必要。实际工程中可采用
表1
覆土厚度/m 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 ≥0.70
动力系数 1.30 1.27 1.24 1.20 1.17 1.14 1.10 1.07 1.04 1.00
注：1）覆土厚度不为表中数值时，其动力系数可按线性内插法确 定；2）当直接采用《荷载规范》表 4.1.1 中第 8 项规定的数值时，无需 再乘以表中数值。
消防车轮压直接作用下双向板的等效均布荷载 表 3
板跨/m
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 ≥6.0
等效均布荷载/kN/m2 35.0 33.1 31.3 29.4 27.5 25.6 23.8 21.9 20.0
（2）不同覆土厚度时，消防车轮压等效均布荷载
的调整系数，按表 4 确定。
虑。当覆土层厚度足够时，可按汽车在合理投影面积范围内
的平均荷重计算汽车的轮压荷载，见表 2。
覆土厚度足够时消防车的荷载
表2
汽车类型 荷载/kN/m2 覆土厚度最小值 hmin/m
100kN 4.3 2.5
150kN 6.3 2.4
200kN 8.5 2.4
300kN 11.3 2.3
550kN 11.4 2.6
Building Structure
设计交流
汽车等效均布荷载的简化计算
朱炳寅/中国建筑设计研究院
汽车（消防车）轮压以其荷载数值大、作用位置不确定
及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。结构设计的关
键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。轮压荷载作
用位置的不确定性，给等效均布荷载的确定带来了一定难
度，一般情况下，要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困
2 等效均布荷载的折减 1）《荷载规范》按跨中弯矩相等的原则进行等效荷载的
计算，并将其用于所有的各类构件（板、梁、柱和墙等）全 部效应（弯矩、剪力、轴力等）的设计计算。采用的是按构 件类型及从属面积折减的方法。
2）对现浇梁板结构，汽车轮压荷载在地下结构顶板及 顶板梁内都有分布和传递，结构设计时可将轮压荷载按：楼 板→次梁→主梁的路径传递，以简化设计过程。楼板传递给
简化计算方法确定等效均布荷载，满足工程精度要求即可。
图 2 简支双向板在汽车轮压作用下的等效均布荷载计算
2）为避免上述问题的出现，实际工程中可按线性关系 确定等效均布荷载的数值。为方便设计，此处提供在消防车
更正：本刊 2009 年 1 期 15 页表 1 最右一列：“文[5]的要 求比文[3]严许多”应为“文[3]的要求比文[1]严许多”， 特此更正，并向作者和读者致歉。
难的，且从工程设计角度看，也没有必要。“等效”和“折
减”的本质都是“近似”，且其次数越多，误差就越大。本
文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的
简化计算方法，供读者参考。
1 影响等效均布荷载的主要因素
1.1 跨度
等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系，在相
同等级的汽车轮压作用下，板的跨度越小，则等效均布荷载
以 300kN 级汽车为例（图 1）：
考虑汽车合理间距（每侧 600mm）后汽车的投影面积为
（8+0.6）×（2.5+0.6）=26.66m2 后轴轮压占全车重量的比例为 240/300=0.8 取后轴轮压的扩散面积为 0.8×26.66=21.33m2 根据后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽
18 We learn we go
消防车轮压作用下单向板的等效均布荷载值/kN/m2 表 5
板跨/m
覆土厚度/m
≤0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ≥2.50