汽车在车棚上的冲击荷载

荷载组合

在[1]中第 3.2 (2) 章 P 中，冲击被定义为一种特殊的设计情况。 因此，公式 6.11b 适用于作用组合。 根据相关的特殊设计情况，是在出现频率 Ψ_1.1 ⋅ Q_{k, 1}还是准永久值 ψ_2.1 ⋅ Q_{k, 1}之间进行选择。 例如在[2]中 A.1.3.2 的 NDP 中规定，在发生车辆碰撞的情况下，可以应用准永久量 Ψ_2.1 ⋅ Q_{k, 1} 。 这适用于 CEN 成员国境内海拔低于 1000 米的地点。 NN 在车辆撞击情况下不必考虑雪荷载和风荷载，因为它们的组合系数 Ψ_2.1通常定义为 0.0。

特殊作用的定义

现在有必要确定冲击的类型和大小。 这里，欧洲规范 1 [3]的 1-1 章 1.1(6) 引用了第 1-7 章[4] ，其中对非常作用进行了解释。 章节 4.2(1)中推荐了两种程序：

• 通过动力分析确定冲击荷载
• 将冲击荷载定义为等效静力

关于动力影响计算的信息请参见附录 C。 此处区分了能量主要由撞击对象耗散的“硬冲击”和结构吸收冲击能量的“软冲击”。 根据附录 C.2.1(1)，在“硬冲击”情况下可以预期等效静力。 在假设有一辆汽车撞向车库的情况下，本文介绍了如何计算等效静力。

车祸撞到车棚

在[4]中的表 4.1 中，建议停车库中的汽车在行驶方向上的等效静力 F_dx为 50 kN。 在整个运行方向上会产生一个 25 kN 的力 F_dy 。 考虑到荷载的大小，可能只有在极少数情况下才有可能对车库的柱子截面进行经济的尺寸计算。 此外需要注意的是，在章节 4.1(1)中不包括与轻型结构的碰撞，因此表 4.1 无效，并且可以参考国家规范附录 4。 在柱子前面安装缓冲装置以吸收冲击力，以实现柱子的经济设计，这可能不是替代方案。 德国国家规范附录5在表 NA.2-4.1 中介绍了对于 ≤ 30 kN 的汽车，两个方向的静力等效冲击力 10 kN，

如果一个国家的国家附录没有提供任何进一步的信息，那么它是值得一看的[3]附录 B。 其中，公式 B.1 描述了坠落保护装置上的水平等效荷载。 结果：

根据[3]中附录 B(3)，选择以下假设：

m = 1.500 kg
δ_c + δ_b = 100 mm
v = 1.39 m/s

对于根据[4]中表 C.1 的车库，冲击速度 v 不同于 B(3)，假设其为 5 km/h，对应于 1.39 m/s。 等效荷载为：

采取特殊措施的地点

根据[4] 4.3.1(3) ，汽车的冲击力可以施加在路面以上 50 cm 的高度。 在[3]的附录 B 中，对于最大车辆质量为 2500 kg 的汽车规定了 37.5 cm。 由于在大多数国家/地区并未对汽车保险杠的高度进行标准化，因此工程师必须决定在哪个高度上施加等效荷载。 德语附录[5]建议汽车的高度为 50 cm。

或者选择使组件完全失效

另外，也可以检查受影响的构件的完全失效如何影响整个结构（图 02）。 根据组件的固定方式，这种检查是有用的。

汽车撞击柱子完全破坏

在 RFEM/RSTAB 中荷载工况“影响”的车库柱设计

对于图 01 中显示的车棚，将模拟汽车对中间柱的撞击。 本示例中的设计按照德语规范进行。

为此必须先创建一个新的荷载工况，在该荷载工况中定义等效静荷载。 如果使用自动荷载组合，则应将该荷载工况分配给作用类别“特殊”。

新增了荷载类别为“偶然”作用类别的荷载工况

根据[2]的公式 6.11e，针对特殊设计情况创建一个新的组合规则。

相应设计情况的新组合表达式

本示例中选择距离杆件始端 37.5 cm 的等效荷载距离作为扣件，在这种情况下不考虑结构分析中考虑的柱脚高度。

当量力的大小和位置

木结构的设计使用附加模块 RF-/TIMBER Pro。 RFEM 和 RSTAB 的相应模型文件可以在文章最后的“下载”下找到。 在 TIMBER Pro 工况 2 中，通过选择合适的荷载组合来进行特殊设计。 因为在这种情况下不必考虑雪荷载和风荷载，所以只需要考虑自重和冲击本身即可。 如果手动创建荷载组合，则必须确保为相应的荷载组合分配了“特殊设计情况”（图06）和正确的荷载持续时间等级“非常短”（图07）。

TIMBER Pro 中的基本数据（指定设计状况）

分配荷载持续时间

按照[6]的要求，该分配考虑了在承载能力极限状态下的特殊设计情况，部分安全系数为 1.0。 此外，由于荷载持续时间非常短，所以在这种情况下强度乘以 ak_mod 1.1（使用等级 2）。 对于本例，结果是柱子的荷载为 0.47 ≤ 1.00，并且由此验证了汽车的影响。 即使 ak_mod为 0.9（使用等级 3），该证明也适用。

柱子命中车的设计计算。

正如已经解释的那样，值得考虑柱子的完全失效（图02）。 没有必要在单独的文件中考虑杆件的失效或删除。 对于某些荷载组合，可以很容易地停用该列。 当柱子完全失效时，会创建一个只包括自重的新的荷载组合，并且在计算参数中停用柱子。

停用特定荷载组合的柱

由于在柱子失效后结构将立即得到支座，所以可以将该荷载组合设置为“非常短”的荷载持续时间。 在特殊设计情况下檩条的自重设计值为 0.48 ≤ 1.00（TIMBER per case 3）。

条（Purlin）设计完成柱失效

检查连接以及基础

此外，在发生撞击时必须检查紧固件。 因此必须检查柱脚以及柱子和檩条之间的连接尺寸是否足够。 是否将冲击荷载传递到基础上取决于结构的类型。 在[5] NDP 到 4.1(1) 的注 3 中，力的传递对于建筑结构通常不是决定性的。 本说明适用于示例中提到的车库。