张乃升

摘要：当行车油罐顶板不采用框架式，油罐顶板按路面结构进行设计。油罐顶板荷载包括荷载和活荷载，恒载包括结构重力、土的重力和土的侧压力；活荷载根据《城市道路工程设计规范》只考虑车辆荷载。基于常用油罐车规格和《建筑结构荷载设计手册》，选用汽车-超20级等级进行设计。确定其在油罐顶板的最不利位置，参考《荷载规范》不同跨度的板的等效均布活荷载，确定行车油罐顶板等效均布活荷载。对于单向板跨度小于2m和双向板跨度小于3m×3m时，等效均布活荷载取65 kN/m2；对于单向板跨度大于4m和双向板跨度小于6m×6m时，等效均布活荷载取35kN/m2；当跨度处于两者之间时采用插值法确定。

关键词：非框架式；油罐顶板；行车荷载；等效均布荷载

0 引言

加油站埋地油罐按照其埋置的位置可以分为非行车油罐和行车油罐。非行车油罐埋置在加油棚以外单独的地方，油罐顶板受力较小，油罐上部直接回填土，做成绿化带；行车油罐位于加油棚内，油罐顶受荷载较大，设计中常利用柱、梁和板形成框架结构，来承受行车道上面的车流荷载和各种构件的自重。但是目前一些加油站为了节省造价，对于行车油罐顶板按照行车路面设计，仅在油罐顶浇筑混凝土板，如图1所示。但由于目前规范对这种油罐基础设计没有给出系统和完整的说明，因此对于这种非框架式行车油罐设计的参数的选择和合理性有待于研究。本文参考相关规范和文献[1-2]，探讨非框架式行车油罐顶板荷载取值。

1 油罐罐顶板恒载计算

当油罐位于加油棚内，油罐顶板恒载参考《公路桥涵通用设计规范》公路路面恒载包括结构重力、土的重力、土的侧压力。其中结构自重为混凝土顶板重，土的重力为混凝土板底至油罐顶间土体自重。土的侧压力是由油罐两侧回填的中性沙或细土引起的，考虑加油车进站速度很小，不考虑振动效应的影响，则土侧壓力可以按照公式（1）计算：

2 油罐罐顶活荷载计算

根据《城市道路工程设计规范》：第3.6.1条“道路路面结构设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，对有特殊使用要求的道路，应根据具体车辆确定路面结构荷载”。并结合《荷载规范》5.1.1第8项及条文说明，路面活荷载按考虑油罐车路面活荷载确定。按照荷载最不利布置原则确定油罐车位置，分析在油罐车作用下不同板跨单向板和双向板的等效均布活荷载值。

目前油罐车的种类不同，载重量相差很大，常用的油罐车总质量在30t～50t。根据车辆荷载标准，选取汽车汽车-超20级等级进行设计，总重力取值550kN，前轴重力30kN，中轴重力2×120kN，后轴重力2×140kN，轴距为3+1.4+7+1.4，轮压作用尺寸均按0.2 m×0.6m。根据《公路工程技术标准》，则车辆荷载布置如图3所示。

依据板在实际工程应用中常用跨度和相关规范，本文主要针对跨度为2m～4m的单向板和跨度为3m～6m的双向板的活荷载取值进行分析。

2.1单向板均布等效活荷载

根据局部荷载在混凝土板所引起的最大弯矩与等效均布荷载在板所引起的最大弯矩相等的原则确定[2]，选择楼板跨度为2m～4m，板的长宽比为3：1。对于单向板，受力比较简单，通过分析可知，当2个后轴车轮的合力作用在混凝土板中心时，板的跨中弯矩最大，为最不利位置。采用有限元软件得到不同跨度下板中最大弯矩如表1所示。

由表2可知，随着顶板的跨度的增加，板中最大弯矩增加，等效均布活荷载取值减小；其中当顶板的跨度在2m～4m之间时，顶板等效均布活荷的取值在（60～25）kN/m2。当顶板跨度小于2m时，取60 kN/m2；当板跨超过4m，取25 kN/m2。

2.2 双向板均布等效活荷载

对于双向板，当车轮作用在板上时，板的受力比较复杂，根据《建筑结构荷载设计手册（第二版）》附录四双向楼板面等效均布荷载计算表，局部荷载 可以作用在板面任何位置，但等效荷载按中心处两个方向弯矩等效的原则确定。荷载作用面的计算宽度分别为 和 ，其中 是与板长跨 平行的宽度尺寸， 是与板长跨 平行的宽度尺寸；荷载作用面中心距左边缘和上边缘的距离分部为 和 ，如图4所示。

3 结论

（1）非框架式油罐顶板恒载取值简单，仅考虑土侧压力、结构自重和土重的影响。

（2）油罐顶板等效活荷载，对于单向板跨度小于2m和双向板跨度小于3m×3m时，等效均布活荷载取65 kN/m2；对于单向板跨度大于4m和双向板跨度小于6m×6m时，等效均布活荷载取35kN/m2；当跨度处于两者之间时采用插值法确定。

参考文献

[1] 范重. 鞠红梅. 彭中华. 消防车等效均布活荷载取值研究[J]. 建筑结构， 2011， Vol41（3）：1-6.

[2] 杨宏. 消防车等效均布荷载的计算[J]. 四川建筑， 2008， 28（3）： 92-94.