建筑结构荷载规范GB 50009— 2001条文说明.doc

建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 条文说明主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2 0 0 2 年 3 月 1 日条文说明1 总则1.0.1 1.0.3 本规范的适用范围限于工业与民用建筑的结构设计，其中也包括附属于该类建筑的一般构筑物在内，例如烟囱、水塔等构筑物。在设计其他土木工程结构或特殊的工业构筑物时，本规范中规定的风、雪荷载也应作为设计的依据。此外，对建筑结构的地基设计，其上部传来的荷载也应以本规范为依据。建筑结构设计统一标准GB50068-2001 第 1.0.2 条的规定是制定各本建筑结构设计规范时应遵守的准则,并要求在各本建筑结构设计规范中为它制定相应的具体规定。本规范第 2 章各节的内容，基本上是陈述了 GB500682001 第四和第七章中的有关规定，同时还给出具体的补充规定。1.0.4 结构上的作用是指能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种原因的总称。由于常见的能使结构产生效应的原因,多数可归结为直接作用在结构上的力集(包括集中力和分布力)，因此习惯上都将结构上的各种作用统称为荷载(也有称为载荷或负荷)。但“荷载”这个术语，对于另外一些也能使结构产生效应的原因并不恰当,例如温度变化、材料的收缩和徐变、地基变形、地面运动等现象，这类作用不是直接以力集的形式出现，而习惯上也以“荷载”一词来概括，称之为温度荷载、地震荷载等，这就混淆了两种不同性质的作用。尽管在国际上, 目前仍有不少国家将“荷载”与“作用”等同采用，本规范还是根据建筑结构设计统一标准中的术语，将这两类作用分别称为直接作用和间接作用，而将荷载仅等同于直接作用，作为建筑结构荷载规范，目前仍限于对直接作用的规定。尽管在本规范中没有给出各类间接作用的规定，但在设计中仍应根据实际可能出现的情况加以考虑。1.0.5 在确定各类可变荷载的标准值时，会涉及出现荷载最大值的时域问题,本规范统一采用一般结构的设计使用年限 50 年作为规定荷载最大值的时域，在此也称之为设计基准期。1.0.6 除本规范中给出的荷载外，在某些工程中仍有一些其他性质的荷载需要考虑，例如塔桅结构上结构构件、架空线、拉绳表面的裹冰荷载高耸结构设计规范GB500135，储存散料的储仓荷载钢筋混凝土筒仓设计规范GB50077，地下构筑物的水压力和土压力给水排水工程结构设计规范GB50069，结构构件的温差作用烟囱设计规范GB50051 都应按相应的规范确定。3 荷载分类和荷载效应组合3.1 荷载分类和荷载代表值3.1.1 建筑结构设计统一标准指出，结构上的作用可按随时间或空间的变异分类，还可按结构的反应性质分类，其中最基本的是按随时间的变异分类。在分析结构可靠度时,它关系到概率模型的选择；在按各类极限状态设计时，它还关系到荷载代表值及其效应组合形式的选择。本规范中的永久荷载和可变荷载，类同于以往所谓的恒荷载和活荷载；而偶然荷载也相当于 50 年代规范中的特殊荷载。土压力和预应力作为永久荷载是因为它们都是随时间单调变化而能趋于限值的荷载，其标准值都是依其可能出现的最大值来确定。在建筑结构设计中，有时也会 遇到有水压力作用的情况，按工程结构可靠度设计统一标准GB50153-92 的规定，水位不变的水压力按永久荷载考虑，而水位变化的水压力按可变荷载考虑。地震作用(包括地震力和地震加速度等)由建筑结构抗震规范GB50011-2001 具体规定，而其他类型的偶然荷载，如撞击、爆炸等是由各部门以其专业本身特点，按经验采用，并在有关的标准中规定。目前对偶然作用或荷载，在国内尚未有比较成熟的确定方法，因此本规范在这方面仍未对它具体规定，工程中可参考国际标准化协会正在拟订中的人为偶然作用(DIS10252)的规定，该标准目前主要是对在道路和河道交通中和撞击有关的偶然荷载(等效静力荷载)代表值给出一些规定，而对爆炸引起的偶然荷载仅给出原则规定。3.1.2 虽然任何荷载都具有不同性质的变异性，但在设计中，不可能直接引用反映荷载变异性的各种统计参数，通过复杂的概率运算进行具体设计。因此，在设计时，除了采用能便于设计者使用的设计表达式外，对荷载仍应赋予一个规定的量值，称为荷载代表值。荷载可根据不同的设计要求，规定不同的代表值,以使之能更确切地反映它在设计中的特点。本规范给出荷载的四种代表值:标准值、组合值、频遇值 和准永久值，其中,频遇值是新增添的。荷载标准值是荷载的基本代表值，而其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数后得出。荷载标准值是指其在结构的使用期间可能出现的最大荷载值。由于荷载本身的随机性，因而使用期间的最大荷载也是随机变量，原则上也可用它的统计分布来描述。按 GB50068-2001 的规定，荷载标准值统一由设计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定,设计基准期统一规定为 50 年，而对该分位值的百分位未作统一规定。因此，对某类荷载，当有足够资料而有可能对其统计分布作出合理估计时，则在其设计基准期最大荷载的分布上，可根据协议的百分位，取其分位值作为该荷载的代表值，原则上可取分布的特征值(例如均值、众值或中值)，国际上习惯称之为荷载的特征值(Characteristic value)。实际上，对于大部分自然荷载，包括风雪荷载，习惯上都以其规定的平均重现期来定义标准值，也即相当于以其重现期内最大荷载的分布的众值为标准值。目前，并非对所有荷载都能取得充分的资料，为此，不得不从实际出发，根据已有的工程实践经验，通过分析判断后，协议一个公称值(Nominal value)作为代表值。在本规范中，对按这两种方式规定的代表值统称为荷载标准值。本规范提供的荷载标准值，若属于强制性条款，则在设计中必须作为荷载最小值采用；若不属于强制性条款，则应由业主认可后采用，并在设计文件中注明。3.1.3 结构或非承重构件的自重为永久荷载，由于其变异性不大，而且多为正态分布，一般以其分布的均值作为荷载标准值，由此，即可按结构设计规定的尺寸和材料或结构构件单位体积的自重(或单位面积的自重)平均值确定。对于自重变异性较大的材料，尤其是制作屋面的轻质材料，考虑到结构的可靠性，在设计中应根据该荷 载对结构有利或不利,分别取其自重的下限值或上限值。在附录 A 中，对某些变异性较大的材料，都分别给出其自重的上限和下限值。3.1.5 当有两种或两种以上的可变荷载在结构上要求同时考虑时，由于所有可变荷载同时达到其单独出现时可能达到的最大值的概率极小，因此，除主导荷载(产生最大效应的荷载)仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应采用相应时段内的最大荷载，也即以小于其标准值的组合值为荷载代表值，而组合值原则上可按相应时段最大荷载分布中的协议分位值(可取与标准值相同的分位值)来确定。国际标准对组合值的确定方法另有规定，它出于可靠指标一致性的目的，并采 用经简化后的敏感系数 ,给出两种不同方法的组合值系数表达式。在概念上这种方式比同分位值的表达方式更为合理，但在研究中发现，采用不同方法所得的结果对实际应用来说，并没有明显的差异，考虑到目前实际荷载取样的局限性，因此本规范暂时不明确组合值的确定方法，主要还是在工程设计的经验范围内，偏保守地加以确定。3.1.6 荷载的标准值是在规定的设计基准期内最大荷载的意义上确定的，它没有反映荷载作为随机过程而具有随时间变异的特性。当结构按正常使用极限状态的要求进行设计时，例如要求控制房屋的变形、裂缝、局部损坏以及引起不舒适的振动时，就应从不同的要求出发，来选择荷载的代表值。在可变荷载 Q 的随机过程中，荷载超过某水平 Qx 的表示方式，国际标准对此建议有两种:1 用超过 Qx 的总持续时间 Tx=ti，或与设计基准期 T 的比率 x=Tx/T 来表示(图 3.1.6a)。图 3.1.6b 给出的是可变荷载 Q 在非零时域内任意时点荷载 Q*的概率分布函数 FQ*(Q)，超越 Qx 的概率为 P*可按下式确定对于各态历经的随机过程， x 可按下式确定式中 q 为荷载 Q 的非零概率当 x 为规定时，则相应的荷载水平 Qx 按下式确定对于与时间有关联的正常使用极限状态，荷载的代表值均可考虑按上述方式取值，例如允许某些极限状态在一个较短的持续时间内被超过，或在总体上不长的时间内被超过，可以采用较小的 x 值(建议不大于 0.1)按式(3.1.6-3)计算荷载频遇值 Qf 作为荷载的代表值，它相当于在结构上时而出现的较大荷载值，但总是小于荷载的标准值。对于在结构上经常作用的可变荷载，应以准永久值为代表值，相应的 x 值建议取 0.5，相当于可变荷载在整个变化过程中的中间值。2 用超越 Qx 的次数 nx 或单位时间内的平均超越次数 x=nx/T(跨阈率)来表示(图 3.1.6-2)。跨阈率可通过直接观察确定，一般也可应用随机过程的某些特性(例如其谱密度函数)间接确定。当其任意时点荷载的均值Q*及其跨阈率vm 为已知，而且荷载是高斯平稳各态历经的随机过程，则对应于跨阈率 vx 的荷载水平 Qx 可按下式确定对于与荷载超越次数有关联的正常使用极限状态，荷载的代表值可考虑按上述方式取值，国际标准建议将此作为确定频遇值的另一种方式，尤其是当结构振动时涉及人的舒适性、影响非结构构件的性能和设备的使用功能的极限状态，但是国际标准关于跨阈率的取值目前并没有具体的建议。按严格的统计定义来确定频遇值和准永久值目前还比较困难，本规范所提供的这些代表值，大部分还是根据工程经验并参考国外标准的相关内容后确定的。对于有可能再划分为持久性和临时性两类的可变荷载，可以直接引用荷载的持久性部分，作为荷载准永久值取值的依据。3.2 荷载效应组合3.2.1 3.2.4 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。设计中的极限状态往往以结构的某种荷载效应，如内力、应力、变形、裂缝等超过相应规定的标志为依据。根据设计中要求考虑的结构功能，结构的极限状态在总体上可分为两大类，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。对承载能力极限状态，一般是以结构的内力超过其承载能力为依据；对正常使用极限状态，一般是以结构的变形、裂缝、振动参数超过设计允许的限值为依据。在当前的设计中，有时也通过结构应力的控制来保证结构满足正常使用的要求，例如地基承载应力的控制。对所考虑的极限状态，在确定其荷载效应时，应对所有可能同时出现的诸荷载作用加以组合，求得组合后在结构中的总效应。考虑荷载出现的变化性质，包括出现的与否和不同的方向，这种组合可以多种多样，因此还必须在所有可能组合中，取其中最不利的一组作为该极限状态的设计依据。对于承载能力极限状态的荷载效应组合，可按建筑结构可靠度设计统一标准的规定，根据所考虑的设计状况，选用不同的组合；对持久和短暂设计状况，应采用基本组合，对偶然设计状况，应采用偶然组合。在承载能力极限状态的基本组合中，公式(3.2.31)和(3.2.3-2)给出了荷载效应组合设计值的表达式,建立表达式的目的是在于保证在各种可能出现的荷载组合情况下， 通过设计都能使结构维持在相同的可靠度水平上。必须注意,规范给出的表达式都是以荷载与荷载效应有线性关系为前提，对于明显不符合该条件的情况，应在各本结构设计规范中对此作出相应的补充规定。这个原则同样适用于正常使用极限状态的各个组合的表达式中。在应用公式(3.2.3-1)时，式中的 SQ1k 为诸可变荷载效应中其设计值为控制其组合为最不利者，当设计者无法判断时，可轮次以各可变荷载效应 SQik 为 SQ1k，选其中最不利的荷载效应组合为设计依据，这个过程建议由计算机程序的运行来完成。与原规范不同，增加了由公式(3.2.3-2)给出的由永久荷载效应控制的组合设计值，当结构的自重占主要时,考虑这个条件就能避免可靠度偏低的后果；虽然过去在有些结构设计规范中，也曾为此专门给出某些补充规定，例如对某些以自重为主的构件采用提高重要性系数、提高屋面活荷载的设计规定，但在实际应用中，总不免有挂一漏万的顾虑。采用公式(3.2.3-2)后，在撤消这些补漏规定的同时,也避免了安全度可能不足之后果。应注意在应用(3.2.3-2)的组合式时，为减轻计算工作量，当考虑以自重为主时,对可变荷载容许只考虑与结构自重方向一致的竖向荷载，例如雪荷载、吊车竖向荷 载。此外，对某些材料的结构，可考虑自身的特点，由各结构设计规范自行规定，可不采用该组合式进行校核。与原规范不同，在考虑组合时，摒弃了“遇风组合”的惯例，要求所有可变荷载当作为伴随荷载时，都必须以其组合值为代表值，而不仅仅限于有风荷载参与组合的情况。至于对组合值系数，除风荷载仍取 c=0.6 外，对其他可变荷载,目前建议统一取c=0.7，但为避免与以往设计结果有过大差别，在任何情况下，暂时建议不低于频遇值系数。当设计一般排架和框架时，为便于手算的目的，仍允许采用简化的组合规则，也即对所有参与组合的可变荷载的效应设计值，乘以一个统一的组合系数，但考虑到原规范中的组合系数 0.85 在某些情况下偏于不安全,因此将它提高到 0.9；同样，也增加了由公式(3.2.3-2)给出的由永久荷载效应控制的组合设计值。必须指出，条文中给出的荷载效应组合值的表达式是采用各项可变荷载小于叠加的形式，这在理论上仅适用于各项可变荷载的效应与荷载为线性关系的情况。当涉及非线性问题时，应根据问题性质，或按有关设计规范的规定采用其他不同的方法。3.2.5 荷载效应组合的设计值中，荷载分项系数应根据荷载不同的变异系数和荷载的具体组合情况(包括不同荷载的效应比)，以及与抗力有关的分项系数的取值水平等因素确定,以使在不同设计情况下的结构可靠度能趋于一致。但为了设计上的方便，GB50068-2001 将荷载分成永久荷载和可变荷载两类，相应给出两个规定的系数 G 和 Q。这两个分项系数是在荷载标准值已给定的前提下，使按极限状态设计表达式设计所得的各类结构构件的可靠指标，与规定的目标可靠指标之间,在总体上误差最小为原则,经优化后选定的。建筑结构设计统一标准原编制组曾选择了 14 种有代表性的结构构件;针对恒荷载与办公楼活荷载、恒荷载与住宅活荷载以及恒荷载与风荷载三种简单组合情况进行分析，并在 G=1.1、1.2、1.3 和 Q=1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6 共 3×6 组方案中，选得一组最优方案为 G=1.2 和 Q=1.4。但考虑到前提条件的局限性，允许在特殊的情况下作合理的调整，例如对于标准值大于 4kN/m2 的工业楼面活荷载，其变异系数一般较小，此时从经济上考虑，可取 Q=1.3。分析表明，当永久荷载效应与可变荷载效应相比很大时，若仍采用 G=1.2，则结构的可靠度远不能达到目标值的要求，因此，在(3.2.3-2)中给出由永久荷载效应控制的设计组合值中，相应取 G=1.35。分析还表明，当永久荷载效应与可变荷载效应异号时，若仍采用 G=1.2,则结构的可靠度会随永久荷载效应所占比重的增大而严重降低，此时， G 宜取小于 1 的系数。但考虑到经济效果和应用方便的因素，建议取 G=1。而在验算结构倾覆、滑移或漂浮时，一部分永久荷载实际上起着抵抗倾覆、滑移或漂浮的作用,对于这部分永久荷载，其荷载分项系数 G 显然也应取用小于 1 的系数，规范对此建议采用 G=0.9，而实际上在不同材料的结构中，出于历史经验的不同，对此也有采用更小的 系数，以提高结构抗倾覆、滑移或漂浮的可靠性。3.2.6 对于偶然设计状况(包括撞击、爆炸、火灾事故的发生)，均应采用偶然组合进行设计。由于偶然荷载的出现是罕遇事件，它本身发生的概率极小，因此，对偶然设计状况，允许结构丧失承载能力的概率比持久和短暂状况可大些。考虑到不同偶然荷载的性质差别较大，目前还难以给出具体统一的设计表达式,建议由专门的标准规范另行规定。规定时应注意下述问题:首先，由于偶然荷载标准值的确定，本身带有主观的臆测因素，因而不再考虑荷载分项系数；其次，对偶然设计状况，不必同时考虑两种偶然荷载；第三，设计时应区分偶然事件发生时和发生后的两种不同设计状况。3.2.7 3.2.10 对于正常使用极限状态的结构设计，过去主要是验算结构在正常使用条件下的变形和裂缝,并控制它们不超过限值。其中，与之有关的荷载效应都是根据荷载的标准值确定的。实际上，在正常使用的极限状态设计时，与状态有关的荷载水平，不一定非以设计基准期内的最大荷载为准，应根据所考虑的正常使用具体条件来考虑。原规范对正常使用极限状态的结构设计，给出短期和长期两种效应组合，其中短期效应组合，与承载能力极限状态不考虑荷载分项系数的基本组合相同，因此它反映的仍是设计基准期内最大荷载效应组合，只是在可靠度水平上可有所降低；长期效应组合反映的是在设计基准期内持久作用的荷载效应组合，在某些结构设计规范中，一般仅将它作为结构上长期荷载效应的依据。由于短期效应组合所反映的是一个极值效应，将它作为正常使用条件下的验算荷载水平，在逻辑概念上是有欠缺的。为此，参照国际标准，对正常使用极限状态的设计，当考虑短期效应时，可根据不同的设计要求，分别采用荷载的标准组合或频遇组合，当考虑长期效应时，可采用准永久组合。增加的频遇组合系指永久荷载标准值、主导可变荷载的频遇值与伴随可变荷载的准永久值的效应组合。可变荷载的准永久值系数仍按原规范的规定采用；频遇值系数原则上应按第 3.1.6 条说明中的规定，但由于大部分可变荷载的统计参数并不掌握，规范中采用的系数目前是按工程经验经判断后给出。在采用标准组合时，也可参照按承载能力极限状态的基本组合，采用简化规则，即按式(3.2.3-3)，但取分项系数为 1。此外，正常使用极限状态要求控制的极限标志也不一定仅限于变形、裂缝等常见的那一些现象，也可延伸到其他特定的状态，如地基承载应力的设计控制，实质上是在于控制地基的沉陷，因此也可归入这一类。与基本组合中的规定相同，对于标准、频遇及准永久组合，其荷载效应组合的设计值也仅适用于各项可变荷载效应与荷载为线性关系的情况。4 楼面和屋面活荷载4.1 民用建筑楼面均布活荷载4.1.1 在荷载暂行规范规结 1-58 中,民用建筑楼面活荷载取值是参照当时的苏联荷载规范并结合我国具体情况，按经验判断的方法来确定的。工业与民用建筑结构荷载规范TJ9-74 修订前,在全国一定范围内对办公室和住宅的楼面活荷载进行了调查。当时曾对4 个城市(北京、兰州、成都和广州)的 606 间住宅和 3 个城市(北京、兰州和广州)的 258 间办公室的实际荷载作了测定。按楼板内弯矩等效的原则，将实际荷载换算为等效均布荷载，经统计计算，分别得出其平均值为 1.051kN/m2 和 1.402kN/m2，标准差为0.23kN/m2 和 0.219kN/m2；按平均值加两倍标准差的标准荷载定义，得出住宅和办公室的标准活荷载分别为1.513kN/m2 和1.84kN/m2。但在规结 1-58 中对办公楼允许按不同情况可取 1.5kN/m2 或 2kN/m2 进行设计，而且较多单位根据当时的设计实践经验取 1.5kN/m2，而只对兼作会议室的办公楼可提高到 2kN/m2。对其他用途的民用楼面，由于缺乏足够数据，一般仍按实际荷载的具体分析，并考虑当时的设计经验，在原规范的基础上适当调整后确定。建筑结构荷载规范GBJ9-87 根据建筑结构统一设计标准GBJ68-84 对荷载标准值的定义,重新对住宅、办公室和商店的楼面活荷载做了调查和统计，并考 虑荷载随空间和时间的变异性，采用了适当的概率统计模型。模型中直接采用房间面积平均荷载来代替等效均布荷载，这在理论上虽然不很严格(参见原规范的说明)，但对其结果估计不会有严重影响，而对调查和统计工作却可得到很大的简化。楼面活荷载按其随时间变异的特点，可分持久性和临时性两部分。持久性活荷载是指楼面上在某个时段内基本保持不变的荷载，例如住宅内的家具、物品，工业房屋内的机器、设备和堆料，还包括常住人员自重，这些荷载，除非发生一次搬迁，一般变化不大。临时性活荷载是指楼面上偶尔出现短期荷载，例如聚会的人群、维 修时工具和材料的堆积、室内扫除时家具的集聚等。对持久性活荷载 Li 的概率统计模型，可根据调查给出荷载变动的平均时间间隔 及荷载的统计分布，采用等时段的二项平稳随机过程(图 4.1.1-1)。对临时性活荷载 Lr，由于持续时间很短，要通过调查确定荷载在单位时间内出现次数的平均率及其荷载值的统计分布，实际上是有困难的。为此，提出一个勉强可以代替的方法，就是通过对用户的查询，了解到最近若干年内一次最大的临时性荷载值，以此作为时段内的最大荷载 Lrs，并作为荷载统计的基础。对 Lr 也采用与持久性活荷载相同的概率模型(图 4.1.1-2)。出于分析上的方便，对各类活荷载的分布类型采用了极值 I 型。根据 Lr 和 Lrs 的统计参数，分别求出 50 年最大荷载值 LiT 和 LrT 的统计分布和参数。再根据 Tukstra 的组合原则，得出 50 年内总荷载最大值 LT 的统计参数。在 1977 年以后的三年里，曾对全国某些城市的办公室、住宅和商店的活荷载情况进行了调查，其中:在全国 25 个城市实测了 133 栋办公楼共 2201 间办公室，总面积为 63700m2，同时调查了 317 栋用户的搬迁情况；对全国 10 个城市的住宅实测了 556 间，总为 7000m2，同时调查了229 户的搬迁情况；在全国 10 个城市实测了 21 家百货商店共 214 个柜台，总面积为 23700m2。现将当时统计分析的结果列于表4.1.1 中。表 4.1.1 中的 LK 系指 GBJ9-87 中给出的活荷载的标准值。按建筑结构可靠度设计统一标准的规定，标准值应为设计基准期 50 年内荷载最大值分布的某一个分位值。虽然没有对分位值的百分数作具体规定，但对性质类同的可变荷载，应尽量使其取值在保证率上保持相同的水平。从表 4.1.1 中可见，若对办公室而言，LK=1.5kN/m2,它相当于 LT 的均值 LT 加 1.5 倍的标准差 LT，其中 1.5 系数指保证率系数 o 若假设 LT 的分布仍为极值 I 型，则与 对应的保证率为 92.1%,也即 LK 取 92.1%的分位值。以此为标准，则住宅的活荷载标准值就偏低较多。鉴于当时调查时的住宅荷载还是偏高的实际情况，因此原规范仍保持以往的取值。但考虑到工程界普遍的意见，认为对于建设工程量比较大的住宅和办公楼来说，其荷载标准值与国外相比显然偏低，又鉴于民用建筑的楼面活荷载今后的变化趋势也难以预测，这次修订，决定将楼面活荷载的最小值规定为 2.0kN/m2。关于其他类别的荷载，由于缺乏系统的统计资料，仍按以往的设计经验，并参考 1986 年颁布的居住和公共建筑的使用和占用荷载ISO2103 而加以确定。对藏书库和档案库，根据 70 年代初期的调查，其荷载一般为 3.5kN/m2 左右，个别超过 4kN/m2，而最重的可达5.5kN/m2(按书架高 2.3m，净距 0.6m，放 7 层精装书籍估计)。GBJ9-87 修订时参照 ISO2103 的规定采用为 5kN/m2，现又给出按书架每米高度不少于 2.5kN/m2 的补充规定，并对于采用密集柜的无过道书库规定荷载标准值为 12kN/m2。停车库及车道的活荷载仅考虑由小轿车、吉普车、小型旅行车(载人少于 9 人)的车轮局部荷载以及其他必要的维修设备荷载。在 ISO2103 中，停车库活荷载标准值取 2.5kN/m2。按荷载最不利布置核算其等效均布荷载后，表明该荷载值只适用于板跨不小于 6m 的双向板或无梁楼盖。对国内目前常用的单向板楼盖，当板跨不小于 2m 时，应取 4.0kN/m2 比较合适。当结构情况不符合上述条件时，可直接按车轮局部荷载计算楼板内力，局部荷载取 4.5kN，分布在 0.2m×0.2m 的局部面积上。该局部荷载也可作为验算结构局部效应的依据(如抗冲切等)。对其他车辆的车库和车道,应按车辆最大轮压作为局部荷载确定。对于 2030t 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确定。这次修订，对不同类别的楼面均布活荷载，除个别项目有调整外，大部分的标准值仍保持原有水平。对民用建筑楼面可根据在楼面上活动的人和设施的不同状况，不妨将其标准值的取值分成七个档次:(1)活动的人较少 LK=2.0kN/m2；(2)活动的人较多且有设备 LK=2.5kN/m2；(3)活动的人很多且有较重的设备 LK=30KN/m2；(4)活动的人很集中，有时很挤或有较重的设备 LK=3.5kN/m2；(5)活动的性质比较剧烈 LK=4.0kN/m2；(6)储存物品的仓库 LK=5.0kN/m2；(7)有大型的机械设备 LK=67.5kN/m2。对于在表 4.1.1 中没有列出的项目可对照上述类别选用，但当有特别重的设备时应另行考虑。作为办公楼的荷载还应考虑会议室、档案室和资料室等的不同要求，一般应在 2.02.5kN/m2 范围内采用。对于洗衣房、通风机房以及非固定隔墙的楼面均布活荷载，均系参照国内设计经验和国外规范的有关内容酌情增添的。其中非固定隔墙的荷载应按活荷载考虑,可采用每延米长度的墙重(kN/m)的 1/3 作为楼面活荷载的附加值(kN/m2)，该附加值建议不小于 1.0kN/m2，但对于楼面活荷载大于 4.0kN/m2 的情况，不小于 0.5kN/m2。4.1.2 作用在楼面上的活荷载，不可能以标准值的大小同时布满在所有的楼面上，因此在设计梁、墙、柱和基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况，也即在确定梁、墙、柱和基础的荷载标准值时，还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数后。折减系数的确定实际上是比较复杂的，采用简化的概率统计模型来解决这个问题还不够成熟。目前除美国规范是按结构部位的影响面积来考虑外，其他国家均按传统方法，通过从属面积来考虑荷载折减系数。在 ISO2103 中，建议按下述不同情况对荷载标准值乘以折减系数 。当计算梁时:1 对住宅、办公楼等房屋或其房间:建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 条文说明2 对公共建筑或其房间：式中 A所计算梁的从属面积，指向梁两侧各延伸 1/2 梁间距范围内的实际楼面面积。当计算多层房屋的柱、墙和基础时:1 对住宅、办公楼等房屋：2 对公共建筑：式中 n所计算截面以上的楼层数，n2。对本规范表 4.1.1 中第 1(1)项的各类建筑物,在设计其楼面梁时，可按式(4.1.2-1)考虑；第 1(2)7 项的各类建筑物，可按式(4.1.22)考虑。为了设计方便，而又不明显影响经济效果，本条文的规定作了一些合理的简化。在设计柱、墙和基础时，对第 1(1)项建筑类别采用的折减系数改用 =0.4+对第 1(2)8 项的建筑类别，直接按楼面梁的折减系数，而不另考虑按楼层数的折减。这与 ISO2103 相比略为保守，但与以往的设计经验比较接近。停车库及车道的楼面活荷载是根据荷载最不利布置下的等效均布荷载确定，因此本条文给出的折减系数，实际上也是根据次梁、主梁或柱上的等效均布荷载与楼面等效均布荷载的比值确定。4.2 工业建筑楼面活荷载4.2.1 在设计多层工业建筑结构时，楼面活荷载的标准值大多由工艺提供，或由土建设计人员根据有关资料自行计算确定。鉴于计算方法不一，计算工作量又较大，很多设计单位希望由本规范统一规定。在制订 TJ9-74 荷载规范时，曾对全国有代表性的 70 多个工厂进行实际调查和分析，根据条件成熟情况，在附录 C 中列出了金工车间、仪器仪表生产车间、半导体器件车间、小型电子管和白炽灯泡车间、棉纺织造车间、轮胎厂准备车间和粮食加工车间等七类工业建筑楼面活荷载的标准值，供设计参照采用。这次修订，除棉纺织造车间由中国纺织工业设计院根据纺织工业的发展现状重新修订外，其他仍沿用 GBJ9-87 的规定。金工车间的活荷载在 TJ9-74 中是按车间的加工性质来划分的。根据调查，在加工性质相同的车间中,由于加工件不同，采用的机床型号有时差别很大，致使楼面活荷载的差异十分悬殊。事实上，确定楼面活荷载大小的主要因素是金工车间的机床设备，而不是它的加工性质。因此，在调查资料的基础上，按机床设备的重量等级，重新划分了活荷载的取值,而且是相互配套的。在实际应用中发现，有相当数 量的设备超出 TJ9-74 规定的机床设备重量等级。考虑到这个情况，GBJ9-87 规范对金工车间机床设备的重量等级范围作了相应的扩大。这次修订，棉纺织造车间的活荷载修订原则与金工车间相同，即改为按织机型号的重量等级重新划分了活荷载的取值。附录 B 的方法主要是为确定工业建筑楼面等效均布活荷载而制订的。为了简化,在方法上作了一些假设:计算等效均布荷载时统一假定结构的支承条件都为简支，并按弹性阶段分析内力。这对实际上为非简支的结构以及考虑材料处于弹塑性阶段的设计时会有一定的设计误差。 计算板面等效均布荷载时，还必须明确板面局部荷载实际作用面的尺寸。作用面一般按矩形考虑，从而可确定荷载传递到板轴心面处的计算宽度，此时假定荷载按 45°扩散线传递。板面等效均布荷载按板内分布弯矩等效的原则确定，也即在实际的局部荷载作用下在简支板内引起的绝对最大的分布弯矩，使其等于在等效均布荷载作用下在该简支板内引起的最大分布弯矩作为条件.所谓绝对最大是指在设计时假定实际荷载的作用位置是在对板最不利的位置上.在局部荷载作用下，板内分布弯矩的计算比较复杂，一般可参考有关的计算手册。对于边长比大于 2 的单向板，附录 B 中给出更为具体的方法。在均布荷载作用下，单向板内分布弯矩沿板宽方向是均匀分布的，因此可按单位宽度的简支板来计算其分布弯矩；在局部荷载作用下，单向板内分布弯矩沿板宽方向不再是均匀分布，而是在局部荷载处具有最大值，并逐渐向宽度两侧减小，形成一个分布宽度。现以均布荷载代替，为使板内分布弯矩等效，可相应确定板的有效分布宽度。在附录 B 中，根据计算结果,给出了五种局部荷载情况下有效分布宽度的近似公式，从而可直接按公式(B.0.4-1)确定单向板的等效均布活荷载。表 C 中列出的工业建筑楼面活荷载值，是对板跨在 1.02.5m，梁跨 4.06.0m 的肋形楼盖结构而言，并考虑设备荷载处于最不利布置的情况下得出的。设备布置要考虑到有可能出现的密集布置，其间距根据各类车间的工艺特点而定:对由单台设备组成的生产区域，一般操作边取1.01.2m，非操作边取 0.50.75m；对由不同设备组成的生产线，一般按实际间距采用，但当间距大于 0.5m 时按 0.5m 考虑。对于不同用途的工业建筑结构，通过对计算资料的分析表明，其板、次梁和主梁的等效均布荷载的比值没有共同的规律，难以给出统一的折减系数。因此，表中 对板、次梁和主梁，分别列出了等效均布荷载的标准值。对柱、墙和基础，一概不考虑按楼层数的折减。表中所列板跨或次梁(肋)的间距以 1.2m 为下限，小于 1.2m 的一般为预制槽板。此时，在设计中可将板面和肋视作一个整体，按梁的荷载计算。表中荷载值已包括操作荷载值，但不包括隔墙自重。当需要考虑隔墙自重时，应根据隔墙的实际情况计算。当隔墙可能任意移动时，建议采用重量不超过 300kg/m 的轻质隔墙，此时(考虑隔墙后)的活荷载增值一般可取 1.0kN/m2。不同用途的工业建筑，其工艺设备的动力性质不尽相同。对一般情况，荷载中已考虑动力系数 1.051.1；对特殊的专用设备和机器，可提高到1.21.3。4.2.2 操作荷载对板面一般取 2kN/m2。对堆料较多的车间，如金工车间，操作荷载取 2.5kN/m2。有的车间，例如仪器仪表装配车间，由于生产的不均衡性，某个时期的成品、半成品堆放特别严重，这时可定为 4kN/m2。还有些车间，其荷载基本上由堆料所控制，例如粮食加工厂的拉丝车间、轮胎厂的准备车间、纺织车间的齿轮室等。操作荷载在设备所占的楼面面积内不予考虑。4.3 屋面均布活荷载4.3.1 对不上人的屋面均布活荷载,以往规范的规定是考虑在使用阶段作为维修时 所必需的荷载，因而取值较低，统一规定为 0.3kN/m2。后来在屋面结构上,尤其是钢筋混凝土屋面上,出现了较多的事故，原因无非是屋面超重、超载或施工质量偏低。特别对无雪地区， 当按过低的屋面活荷载设计，就更容易发生质量方面的事故。因此，为了进一步提高屋面结构的可靠度，在 GBJ9-87 中将不上人的钢筋混凝土屋面活荷载提高到 0.5kN/m2。根据原颁布的 GBJ68-84，对永久荷载和可变荷载分别采用不同的荷载分项系数以后，荷载以自重为主的屋面结构可靠度相对又有所下降。为此，GBJ9-87 有区别地适当提高其屋面活荷载的值为 0.7kN/m2。由于本次修订在条文第 3.2.3 条中已补充了以恒载控制的不利组合式,而屋面活荷载中主要考虑的仅是施工或维修荷载，故将原规范项次 1 中对重屋盖结构附加的荷载值 0.2kN/m2 取消，也不再区分屋面性质,统一取为 0.5kN/m2。但在不同材料的结构设计规范中，当出于设计方面的历史经验而有必要改变屋面荷载的取值时，可由该结构设计规范自行规定，但其幅度为±0.2kN/m2。关于屋顶花园和直升机停机坪的荷载是参照国内设计经验和国外规范有关内容 而增添的。4.4 屋面积灰荷载4.4.1 屋面积灰荷载是冶金、铸造、水泥等行业的建筑所特有的问题。我国早已注意到这个问题，各设计、生产单位也积累了一定的经验和数据。在制订 TJ9-74 前，曾对全国 15 个冶金企业的 25 个车间,13 个机械工厂的 18 个铸造车间及 10 个水泥厂的 27 个车间进行了一次全面系统的实际调查。调查了各车间设计时所依据的积灰荷载、现场的除尘装置和实际清灰制度，实测了屋面不同部位、不同灰源距离、不同风向下的积灰厚度，并计算其平均日积灰量，对灰的性质及其重度也做了研究。调查结果表明，这些工业建筑的积灰问题比较严重，而且其性质也比较复杂。 影响积灰的主要因素是:除尘装置的使用维修情况、清灰制度执行情况、风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等。确定积灰荷载只有在考虑工厂设有一般的除尘装置,且能坚持正常的清灰制度的前提下才有意义。对一般厂房，可以做到 36 个月清灰一次。对铸造车间的冲天炉附近，因积灰速度较快，积灰范围不大，可以做到按月清灰一次。调查中所得的实测平均日积灰量列于表 4.4.1-1 中。 对积灰取样测定了灰的天然重度和饱和重度，以其平均值作为灰的实际重度，用以计算积灰周期内的最大积灰荷载。按灰源类别不同，分别得出其计算重度(见表 4.4.1-2)。4.4.2 易于形成灰堆的屋面处，其积灰荷载的增大系数可参照雪荷载的屋面积雪分布系数的规定来确定。4.4.3 对有雪地区，积灰荷载应与雪荷载同时考虑。此外，考虑到雨季的积灰有可能接近饱和，此时的积灰荷载的增值为偏于安全，可通过不上人屋面活荷载来补偿。4.5 施工和检修荷载及栏杆水平荷载4.5.1 设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时,除了按第 3.3.1 条单独考虑屋面均布活荷载外，还应另外验算在施工、检修时可能出现在最不利位置上，由人和工具自重形成的集中荷载。对于宽度较大的挑檐和雨篷，在验算其承载力时，为偏于安全，可沿其宽度每隔 1.0m 考虑有一个集中荷载；在验算其倾覆时,可根据实际可能的情况,增大集中荷载的间距，一般可取 2.53.0m。5 吊车荷载5.1 吊车竖向和水平荷载5.1.1 按吊车荷载设计结构时，有关吊车的技术资料(包括吊车的最大或最小轮压)都应由工艺提供。过去公布的专业标准起重机基本参数尺寸系列(EQ1-628-62)曾对吊车有关的各项参数有详尽的规定，可供结构设计使用。但经多年实践表明，由各工厂设计的起重机械，其参数和尺寸不太可能完全与该标准保持一致。因此，设计时仍应直接参照制造厂当时的产品规格作为设计依据。选用的吊车是按其工作的繁重程度来分级