大型国际航站楼叉车楼板施工等效荷载的计算

王刚 庞程程 陈华 刘天颖

摘 要：杭州萧山国际机场新建T4航站楼深基坑工程周边环境十分复杂，该基坑为坑中坑，需要进行围护设计。同时，周边交通运输条件受限，部分区域钢筋混凝土支撑梁采用静力切割后，叉车上结构板楼面进行支撑拆除。通过现场调查及查阅相关技术资料，本文研究了不同吨位叉车自重及载重时总重量分布在结构楼板上的荷载比例、前后轴叉车不同轮轴的接触面积，计算出楼板承受的均布荷载大小，然后根据结构楼板配筋大小及楼板厚度，分析在该荷载作用下楼板承载力是否满足要求，论证其对结构自身的性能安全是否有影响。

关键词：叉车;楼面均布荷载;楼板配筋;结构承载力

中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）23-0110-04

Abstract： The surrounding environment of the deep foundation pit project of the new T4 terminal of Hangzhou Xiaoshan International Airport is very complicated， the foundation pit is a pit-in-the-pit and needs to be designed for enclosure. At the same time， the surrounding transportation conditions are restricted， after the reinforced concrete support beams in some areas are statically cut， the forklift goes up to the structural slab floor to remove the support. Through on-site investigation and access to relevant technical data， this paper studied the load ratio of the total weight distributed on the structural floor under the conditions of different tonnage of forklifts' own weight and load， and the contact area of the front and rear axles of the forklift， and calculated the uniformly distributed load that the floor slab beared， and then analyzed whether the bearing capacity of the floor slab met the requirements under the load based on the size of the structural floor reinforcement and the thickness of the floor slab， and demonstrated whether it had an impact on the performance and safety of the structure itself.

Keywords： forklift;uniformly distributed floor load;floor reinforcement;structural bearing capacity

随着工程建设技术的不断发展和城市现代化进程的不断加快，城市建设用地压力日益凸显。为有效缓解城市建设用地压力，建筑群深基坑工程不断得以开发及应用，目前，深基坑施工技术已经基本成熟[1]。高层建筑及城市基础设施（如地铁、大型机场）建设使得深基坑工程施工和设计的难度越来越大，环境越来越复杂，施工领域对深基坑工程的研究和投入也不断增加，这就为施工及设计人员提供了丰富的研究课题。深基坑工程呈现“大、深、杂”的特点，不再被视为临时性的支护工程[2]。如何合理选择基坑支护，在保证基坑开挖安全的同时降低基坑施工投入，值得施工技术人员及设计人员深入探索。

1 工程概况

杭州萧山国际机场新建T4航站楼位于机场进出场两条主干道之间，紧邻在建地铁车站、高铁车站和交通中心，基坑之间相互影响，周边环境十分复杂。航站楼基坑分为A1和A2两个基坑，基坑总面积为7.9万m2，其中，A1基坑面积为6.5万m2，A2基坑面积为1.4万m2。航站楼A1基坑东侧落深区为在建交通中心区域四层地下室，开挖深度为17.65 m，基坑围护设计采用钻孔灌注桩排桩结合水泥土搅拌桩止水帷幕，东侧采用两级卸土放坡，基坑内设置一道钢筋混凝土水平支撑，待B3层楼板施工完成、强度达到设计要求后，进行混凝土水平支撑拆除。受周围环境限制，汽车吊仅能站在基坑东侧平台上，施工单位需要利用叉车上楼面进行支撑拆除。

2 施工计算

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012），在结构楼板设计和计算中，将叉车在楼面行走时的施工荷载确定后，通过结构受力分析计算和截面配筋计算，满足叉车行走时的结构受力需求。那么，叉车在楼板上行走时的荷载大小应该如何取值，结构设计楼面活荷载是否包括叉车产生的荷载呢？下面就叉车在楼面上行走时的荷载进行分析，其间，叉车在楼面行走过程中仅考虑产生的活荷载，同时考虑其搬运和装卸物体时启动和刹车的动力系数，考虑其在运输过程中匀速运动，动力系数取1.1，一般其动力荷载只传至楼板和梁。本工程混凝土支撑梁采用静力切割拆除方式，切除完成后利用叉車上楼面进行外运，楼面上5 t叉车时需要进行受力分析和计算。

3 计算方法

通过查阅5 t叉车性能参数，得出其轴距、前轮距、后轮距、整车质量及最大起重量，按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）中等效均布荷载的确定方法，计算出叉车处于运动状态时的楼面均布荷载。如何将一辆叉车满载时的荷载传递到4个轮子上，如何确定每个轮胎分到的荷载大小是计算的关键。城镇道路单轴双轮100 kN车辆行走荷载设计一般遵循以下标准：前桥荷载承受总重量的30%，后桥荷载承受总重量的70%。叉车的荷载主要作用于前桥，通过对现场实际情况调查以及力学模拟计算，前桥负荷按照总重量的78%、后桥负荷按照总重量的22%进行计算，这样就可以算出每个轮胎所承受的重量，再通过现场实际测量轮胎与楼板面的接触面积，即可进行计算。下面以5 t叉车为例进行计算。

3.1 5 t叉车参数

5 t叉车工作及行走状态的最大自重为12.9 t，如图1所示。叉车轮压计算结果如表1所示。

楼板尺寸为12 m×4.5 m，板厚为160 mm，考虑到结构板受力最不利位置，叉车行走时，原单向板楼板板面配筋的下部筋由[Φ]12@150调整成[Φ]12@100，对楼板配筋进行加密，然后进行计算。最不利行走工况如图2所示。

3.2 叉车行走时对楼板的冲切验算

因为楼板厚度[h]=160 mm<800 mm，所以截面高度影响系数[βh]取1.0。[h0]为截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值。[um]为计算截面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边[h0]/2处板垂直截面的最不利周长。经计算，[h0]和[um]的大小为：

3.5 叉车行走时的弯矩和剪力值计算

荷载包括楼板自重荷载和5 t叉车行走时轮胎对楼板的轮压荷载。对于荷载组合，计算时，楼板自重取1.3倍的分项系数，5 t叉车行走对楼板产生的压力荷载取1.5倍的分项系数。计算工况如图3所示。5 t叉车行走状态下[x]向最大弯矩值[Mxmax]=-41.8 kN·m，如图4所示;5 t叉车行走状态下[y]向最大弯矩值[Mymax]=-32.5 kN·m，如图5所示;5 t叉车行走状态下最大剪力值[Vmax]=92 kN，如图6所示。

3.6 结果分析

通过以上对楼板受弯、受剪验算可知，5 t叉车在单向楼板上行走，最大的弯矩为41.8 kN·m<54.1 kN·m，最大剪力为92 kN<159.2 kN，5 t叉车在楼板行走时受弯、受剪满足要求。叉车在楼板上行走时的等效均布荷载，应全面考虑各种情况下局部荷载的布置形式，再确定最不利条件下的荷载取值，建立相应的计算模型。对于单向板和双向板，采用有限元法进行分析和计算，最终确定取值。

4 结语

随着城市现代化的不断推进，城市基础设施建设不断加快，深基坑工程越来越复杂，如何在有限的空间内对基坑支护进行拆除，保证基坑施工安全，值得人们深入思考。本研究对叉车上结构板楼面进行分析和计算，为类似深基坑工程混凝土支撑拆除提供了宝贵的经验，同时为楼面施工车辆行走提供了计算依据，具有十分广阔的应用前景。

参考文献：

[1]桑梓.大型汽车等效均布荷载取值研究[J].四川建材，2014（2）：53-54.

[2]李强，郑祥堃.叉车在楼板上运输的等效均布荷载的确定[J].橡塑技术与裝备，2010（6）：46-48.