叉车作业楼面等效均布活荷载的估算

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(上海市一百集团建筑设计所

上海

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甘丰用卫事竹重的舌问善面等最均市活荷戴竹了掉索，出在各种楼面结构中实用提卫车等最均市活荷最轮压动力系鬟善面:

的计算方法 .辟出善层击问安全使用卫丰的鬟量与起重量琅 .并

关键调

随着物流事业的发展，层仓间日见采用楼叉车托盘作业。面能否承受叉车的集中荷载，楼 成为令人关注的问题。本文对叉车作业的等效均布栝荷载作了一些探索，提出在各种楼面并结构中实用的计算方法，参考。供 1叉车的轮压叉车前后轮轴的轮压分配系数，满载与在空载时并不一样 .资料统计分析，小型平衡 据中重式叉车前后轮的轴载分剐为： 满载时：轮 o 9 P+G)后轮 o 1 ( 前 . 0(, .0 P+ G ) I

空载时；轮 0 3 G,轮 0 6 G}前 .5后 .5 P:车额定起重量叉车自重。叉 G: 为简化计算，们假设叉车满载耐其总重我

量全部集中在前轮轴上，即前轮的轴载为 1 0 . ( P+G)偏于安全。样，用于楼面的叉车荷，这作载可简化如图 l所示。图中：

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叉车前轮轮距； :叉车总重， W一( P+G)纠叉车荷载的动力系数。 当叉车的型号确定后，P+ G)已知常 (是数，值另与动力系数有关。 2叉车的动力系数如何合理确定值，计算中至关重要。在各国荷载规范说法不一 .值各异。数 2 1我国 GB 9 8 . J— 7荷载规范：……车辆起“动和煞车的动力系数可采用 1 1 .。 .~1 2 2 2前苏联 18年国家标准《载与作甩， . 95荷： “由装卸车和电动车引起的垂直荷载……动力系数 11” .。 2 3美国 18年国标《屋及其他结构最小 . 92房设计荷载》“力驱动装置”出增大 5对动提 0“允许冲击”即一1 5以， .。 24箍国 1 7 . 9 1年国标 DI 0 5荷载规范明 Nl 5确提出叉车行驶的楼板其振动系数— 1 4 .. 2 5

日本 1 8年建筑学会修订的《筑规程》 . 91建 仅指出必须考虑振动冲击作用 .无具体的振却动冲击系数。日本仓库协会编写的有关。计但设指针”出一个叉车作业等效均布荷载的经验提公式，中动力系数采用 1 5 1 6式 .~ .。 2 6英国 18 . 9 4年国标《筑设计荷载》建明确提出叉车的动力效应取决于楼板的响应，“响而其应取决于结构的内在的参数，质量、尼、 如阻自振频率及振型等。因此采用静力栝荷载乘以动力系数来代替显著的动力效应，能是不合适可的”从根本上否定采用动力系数的合理性。,

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嚣磐 ∞一一盏~不小于 0 l。 m

19 9 2年上海商业储运公司首委请同济大学工程结构研究所实地测试叉车的动力系数 t 以期取得第一手资料。定合理的 P值 .时叉确当车有 0 7 t n,心胎和充气胎，面有无粱 .5和实楼和粱式楼板。通过位移传感器来测定楼面挠度的变化，算叉车对结构作用的动力系数。推由于舅试范围较小 .集数据较步 .散性较大 .采离测试的结果有一定的局限性 .能据以蘧下定论。未 推算的动力系数大致如下： 叉车快，速行驶：= 1 0~ 14 I慢 P . 4 . 8叉车快、速刹车：=1 1~ 13,慢 P . l . 2叉车快、速越过 lmm障碍：一 13~慢 O 9 .O4. 34{

3 4叉车周匿的货垛满载， .其羹荷罔耐遮刭叉车的等效均布活荷载。

在对各种叉车作业的工况进行分析比较后，们选择下列两种最不利的荷载盈台。我 (I两台满载叉车在走道平行交会，道 )走的宽度不小于 2 5 2 1 1 3 .m)这一 . m( X+×o 1。 .宽度也是叉车直角堆垛作业的最低要求 图见2。

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叉车快、速越过 2 mm障碍 l=1 6~慢 0 9 .63. 72。

从其结果中可见：车在行驶和刹车中叉

走 召 遭口

值较接近，为 1 3 1 5而楼面高低不平影约 .~ .;响极大 .值可迭 3。 9~4这种不正常的振动应该予以避免，算

中无法考虑。外测试的结果也计另显示 值与结构形式有很大关系 .明英国规说范的论点有其道理。 根据以上各点，者认为。笔 ①尽管英国规范的论点不无根据，对叉但车采用静力荷载乘以动力系数的方法还有一定的实用价值，数国家规范都有 P值的规定，多可资证明。 ⑦各国规范中， 1 1 15平均 9 9— .~ . .— 1 3这一数值可以认为是有一定的理论和实践 .。根据的。因此本文下面计算中拟用 9 13一 .。当

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叉车作业条件较好 .如叉车为充气胎，制动性能好，作平稳，面平整光滑 .采用 P 1 2操楼可— .。反之，件较差的可采用 9 1 4条= .。 3叉车的作业工况我们假设：

3 1一个仓间内， .作业的叉车不超过两台。 3 2叉车属中小型。重量不超过 1 2 t前 .起 .5,轮距定为 08 . m.原商业部《业仓厍设计规商范，定。层仓间不宜选用起重量超过规楼 l0k O 0 g的叉车 .是符合我国当前实际情况这的. 3 3叉车作业使用托盘 .宽度不小于 1 1 .其 . m

( )台满载叉车在货垛内通过 .通道 I一其宽度不小于 1 3 1 1×0 1,图 3 . m(.+2 . m)见。 4无梁楼板中叉车的等效均布活荷纛无粱楼板的结构计算一般采用骏系数经法 .各板带的跨中和支座的正负弯矩各为总即弯矩。以经验系数。 是一个柱罔区格内乘^均布荷载按简支粱计算的跨中最大弯矩z向：=÷,L一÷ f0 Mo ( ) () 1

式中：楼面的设计均布荷载} q为 j为和向的柱网跨度 (,中弱中) I f为无粱楼板柱帽顶部宽度 .、

叉车与货垛间的净距和叉车交会的安全间距都

如果我们对叉车作业各种工况的实两荷载} (包括叉车轮压和周围堆垛的均布荷载，以下俺

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称“车作业荷载 )按简支梁计算总弯矩 叉也^并使之等于 Mo代入 ( ): . t 1式

先按图 2计算工况 (I)的

^一 o言 号 ) M一 (一 f。则此式中 q即可视为叉车作业荷载的等

效均布活荷载 q (板自重双方抵消，不计 )。楼可：:— () 2

^{ n z (一) 1一 +代八 ( ) 3:= q +

令 q。得：—q,

z(一÷f,z )

一

式中(一詈c是无梁楼板 z向的计算跨 f )度。我们引入 a和 y两个参数{一

乱1=

一l

al a

( 4)

(÷ c/ f一 ) L}

y,l,为长边，≤ 1—z/ L y。并考虑、 Y两向的作用，2式可改写为： ()一

式 a (一c 1亍 .般 中一卜号)一手一规 2定 c 0 2~ 0 3,= . z . 1因此口 . 0￣0 8 7为简=0 80 .6 .化计，其平均值 a 0 8 3误差在±4的范取= .3, 围内，: A1 . 1 l ( )则—0 2 a m。 (’ 4) 这里 A的物理意义相当于叉车荷载的。等效分布面积 ( )叉车的总荷载除以 At是 m,郾等效均布活荷载： 一 () 5面6)

() 3

式中 z为无梁楼板柱网的长边跨度。 只要计算上述两种工况的 .可由 ( )即 3式求出叉车作业的等效均布活荷载。

图 3

图 4

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^^和式中均无 y这意味着值与无，粱楼扳的柱网形式无关，取其长边尺寸 f只即可。 比较^和值可见 4 2 5时， ≤ .m^<^.控制作用。根据假设不可能小于起但 2 5,此 A=才是起控制作用，与 f成正 .m因它。

【 3: 2中问能使用多少起重量的叉倒】例解；=2 9× 1 0=3 6 k W .7 20 54g(+ G) 3 6 P一 5 4+ 1 3 2 4 kg .= 7 1

可用 o 7t车， .5叉 P=7 O g G= i ok 5k,￣o￣P+ G= 2 5 k< 2 41 g。 1O g 7 k

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德国规范曾对 n级叉车的最不利荷载作丁具体规定，图 4所示，车轴载定为如叉3 ok o o g, 1 4一 3 0× 1 4 4 0 k/, ., 00 .= 2 0 g m2

周围均布活荷载定为 1 5 k/。 2 0 g m。我们仍按上述方法计算其 和^:

一￣2 (— )f专 1 o 1

o i 1× 2{ 5z口+ 5(l 2 8。 1 X 40 a- . )+ 20口f

5梁式楼板中叉车的等效均布活荷载我国荷载规范附录二规定丁梁式楼面等效 均布活荷载的确定方法。文即按之计算，用本采符号亦同，另作说明。不 仍按第三节的 ( ) ( ) I和 I两种叉车作业工况，计算板的等效均布活荷载。图 5是工况先 (I)的计算筒图，中：图

代人 ()并化简后得； 3式

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或一丽 40 凡面面 a面 27s 02再 l~

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1:走 1d 图5

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取 y . 6~ 1 0口 . 3, f .~一0 6 7 .,一0 8 3=5 0 8 O代人 ( ), s变化不大，终在 2 9 . m, 7式^值始 . 3 2范围内 .以认为 A≈3 0。于起 . m可 . m。对重量为 i级的叉车。用这一值作为“效分 t采等布面积”是较为安全的。, 因此在无梁楼板结构中，车的等效均布叉活荷载可按 ( )的：来计算，^值不超 6式值但过 30。 . m 【 1:仓间无梁楼板，柱网 6 0 例】某 . m× 5 5设计荷载 1 0k/,用 n叉车， . m, 5 0 g m。拟自重 20k, 4 0 g问是否安全可用？ 解：= (0 0 4 0 X1 3 4 O g 1 0+2 0 ) .￣4 2 kf 6 0m 一 .

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A2 0 5× 6 0 3 2 m。 3 0,用— 4 .— . 4> . m取3 0 0 . m

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一 1 7 k/< 10,用 4 3 g m: 5 0可

f板的跨度，次梁中距；:即 走道宽度，小于 2 5不 .m荷载有效宽度。 按附录二的公式 ( 2 1:附一 ):

【 2:仓间柱网 5 5 X 5 5设计荷例】某 .m . m,载 1 0 k/,能否使用例 l的叉车？ 2 0 g m。问 解：=5 5,= 0 5 X5 5 . 7: f . m A2 . 4 .—2 9m￣ 一= 18 k/> 1 0不可。 4 8 g m。 2 0,

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式中：一站‘ . 6+1 2

M ‘‘l -)专~言站+ a 2+州代人 ( 2 1得：附— )

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E b l-)专￣2 a ' 2+ +肌] 令 g一并筒化后得：4 一 戳

=可。

= 3 ok/> 20 k/, 4 o g m。 0 0 gm=不

如使用 1台叉车，且 n 2 5则并≥ . m,A × 2.一 5X 2= 2. 0m 2 5‘

A{ () . 一当只有 l台叉车作业时，一÷n, zA。 0 6/一 .5 (。 m )

( 8 )( 9)

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= 1 6k/< 2 0 k/,。 7 8 g m: 0 0 g m=可

工况 (I)即可利用上式， a 1 3则令= . m,比较 A. As,和值由于 n不小于 2 5, . m As起控制作用，不需考虑。 A 另外，计算次粱和主梁的等效均布活荷 经载 .小于板的。因此，式楼板只需考虑板 俱梁的承载能力 .以 A为“效分布面积，即作等来计算叉车的等效均布活荷载。 装配式楼板也是梁式楼板的一种，同样用的方式，算两种工况下的，得，计可工况 (I)A; ( ( 0 1)

【 5;例】某仓间装配式楼面，倒扳宽 6预= 1 m, f 6 0设计允许荷载 2 0 k/a, 0长一 . m, 0 0￣ r 问能否使用倒 1的叉车？

解 案 =g e一

=.m 1￣ 2}

器一 5k m>20/2 35/ 0km, 6g 0g不

可。

如使用 1台叉车，使 n 2 5,并≥ . m则

^— A垒=i一一 m 土姜； z。=— 垒 z2 里一一 一

2 8 k/a￣ 2 o k/,强 0 0 g r' o o g m:勉

可以。

当只有 1台叉车作业时：( ) m ( 1 1 )

工况 (I)

^: A — t

=一型

L ) ( m m。

【z (2 l) 1

上列各式中： a走道宽度 ( I l m) 6预制楼板宽度 (}。 m) z预制楼板长 ( ) (。;跨度 m)比较 A。 A,起控制决定作用。和值 A 由于板的跨度 z或预制板的宽度 6均较小， z一般 2 6一般 l, A5 A仅为 m, m 和值 1 3左右。因此按此计算叉车的等效均布活 .m。荷载往往超过 3/ tm以上，一般楼面所能承 非受。时只能使用 1台叉车，且把走

道和通道这并

宽度都维持在 2 5以上，即不允许工况 .m亦 (I)出现，的才能保证楼面不发生超载。 【 4:仓间粱式楼板，饲】某板的跨度 (粱次间距 )m .计允许荷载 2 0 k/。问能否使 2设 0 0 g m用倒 1的叉车？解：=2 A5 0 6 X2 1 3 ( ) z m,= . 5一 . 0 m2

从以上两节的实倒中，以明显地看出无可粱楼板对叉车的作业荷载有效高的承受能力。 这是因为无梁楼板的整体性能较好，车的集叉中荷载得以较好分摊。因此从使用叉车的角度而言，梁楼板无疑也是楼层库房应该优先选无用的结构形式。 几点说明①为方便一般物流工作者，文采用非法本定计量单位，力和重力用 k f面分布力用 k/ g, g/ m。并省略 f。②叉车作业对仓间楼面的影响，况较为情复杂，及因紊较多。文只是提出一个粗略的涉本估算方法，楼层仓间使用叉车时参考。供当叉车作业的工况、件与本文不一样时，条自宜另行验 算鉴定。 ③楼层仓间使用叉车，文建议。本 a .一个仓间不超过两台，好 1台 I最 b .叉车起重量限为 n级，瓶，气胎，电充 c .地面要平滑，作平稳，免剧震。操避,

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