建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001條文說明

UDC

中華人民共和國國家標準@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》P GB50009—2001Loadcodeforthedesignofbuildingstructures2002—01—10 發(fā)布 2002—03—01 實施中華人民共和國建設部國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布1頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中華人民共和國國家標準LoadcodeforthedesignofbuildingstructuresGB 50009—2001主編部門:中華人民共和國建設部批準部門:中華人民共和國建設部施行日期:2002年3月1日條文說明2002 北 京2頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》目 次1 總 則 4荷載分類和荷載效應組合 5荷載分類和荷載代表值 5荷載效應組合 8樓面和屋面活荷載 12民用建筑樓面均布活荷載 12工業(yè)建筑樓面活荷載 16屋面均布活荷載 18屋面積灰荷載 19施工和檢修荷載及欄桿水平荷載 20吊車荷載 21吊車豎向和水平荷載 21多臺吊車的組合 23吊車荷載的動力系數(shù) 24吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值 25雪荷載 26雪荷載標準值及基本雪壓 26屋面積雪分布系數(shù) 27風荷載 29風荷載標準值及基本風壓 29風壓高度變化系數(shù) 30風荷載體型系數(shù) 31順風向風振及風振系數(shù) 32陣風系數(shù) 35橫風向風振 353頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》1 總 則1.0.1～1.0.3 本規(guī)范的適用范圍限于工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)設計，其中也包括附屬于該類建筑的一般構(gòu)筑物在內(nèi)，例如煙囪、水塔等構(gòu)筑物。在設計其他土木工程結(jié)構(gòu)或特殊的工業(yè)構(gòu)筑物時，本規(guī)范中規(guī)定的風、雪荷載也應作為設計的依據(jù)。此外，對建筑結(jié)構(gòu)的地基設計，其上部傳來的荷載也應以本規(guī)范為依據(jù)。《建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001第1.0.2條的規(guī)定是制定各本建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范時應遵守的準則，并要求在各本建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中為它制定相應的具體規(guī)定。本規(guī)范第2章各節(jié)的內(nèi)容，基本上是陳述了GB50068—2001第四和第七章中的有關規(guī)定，同時還給出具體的補充規(guī)定。結(jié)構(gòu)上的作用是指能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(裂縫等)的各種原因的總稱。由于常見的能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應的原因，多數(shù)可歸結(jié)為直接作用在結(jié)構(gòu)上的力集(包括集中力和分布力)，因此習慣上都將結(jié)構(gòu)上的各種作用統(tǒng)稱為荷載(也有稱為載荷或負荷)。但“荷載”這個術(shù)語，對于另外一些也能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應的原因并不恰當，例如溫度變化、材料的收縮和徐變、地基變形、地面運動等現(xiàn)象，這類作用不是直接以力集的形式出現(xiàn)，而習慣上也以“荷載”一詞來概括，稱之為溫度荷載、地震荷載等，這就混淆了兩種不同性質(zhì)的作用。盡管在國際上，目前仍有不少國家將“荷載”與“作用”等同采用，本規(guī)范還是根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準》中的術(shù)語，將這兩類作用分別稱為直接作用和間接作用，而將荷載僅等同于直接作用，作為《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，目前仍限于對直接作用的規(guī)定。盡管在本規(guī)范中沒有給出各類間接作用的規(guī)定，但在設計中仍應根據(jù)實際可能出現(xiàn)的情況加以考慮。在確定各類可變荷載的標準值時，會涉及出現(xiàn)荷載最大值的時域問題，本規(guī)范統(tǒng)一采用一般結(jié)構(gòu)的設計使用年限50年作為規(guī)定荷載最大值的時域，在此也稱之為設計基準期。除本規(guī)范中給出的荷載外，在某些工程中仍有一些其他性質(zhì)的荷載需要考慮，例如塔桅結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)構(gòu)件、架空線、拉繩表面的裹冰荷載《高聳結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB500135，儲存散料的儲倉荷載《鋼筋混凝土筒倉設計規(guī)范》GB50077，地下構(gòu)筑物的水壓力和土壓力《給水排水工程結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50069，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫差作用《煙囪設計規(guī)范》GB50051都應按相應的規(guī)范確定。4頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》荷載分類和荷載效應組合荷載分類和荷載代表值《建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準》指出，結(jié)構(gòu)上的作用可按隨時間或空間的變異分類，還可按結(jié)構(gòu)的反應性質(zhì)分類，其中最基本的是按隨時間的變異分類。在分析結(jié)構(gòu)可靠度時，它關系到概率模型的選擇；在按各類極限狀態(tài)設計時，它還關系到荷載代表值及其效應組合形式的選擇。本規(guī)范中的永久荷載和可變荷載，類同于以往所謂的恒荷載和活荷載；而偶然荷載也相當于50年代規(guī)范中的特殊荷載。土壓力和預應力作為永久荷載是因為它們都是隨時間單調(diào)變化而能趨于限值的荷載，其標準值都是依其可能出現(xiàn)的最大值來確定。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，有時也會遇到有水壓力作用的情況，按《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50153-92的規(guī)定，水位不變的水壓力按永久荷載考慮，而水位變化的水壓力按可變荷載考慮。地震作用(包括地震力和地震加速度等)由《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》GB50011-2001具體規(guī)定，而其他類型的偶然荷載，如撞擊、爆炸等是由各部門以其專業(yè)本身特點，按經(jīng)驗采用，并在有關的標準中規(guī)定。目前對偶然作用或荷載，在國內(nèi)尚未有比較成熟的確定方法，因此本規(guī)范在這方面仍未對它具體規(guī)定，工程中可參考國際標準化協(xié)會正在擬訂中的《人為偶然作用》(DIS10252)的規(guī)定，該標準目前主要是對在道路和河道交通中和撞擊有關的偶然荷載(等效靜力荷載)代表值給出一些規(guī)定，而對爆炸引起的偶然荷載僅給出原則規(guī)定。雖然任何荷載都具有不同性質(zhì)的變異性，但在設計中，不可能直接引用反映荷載變異性的各種統(tǒng)計參數(shù)，通過復雜的概率運算進行具體設計。因此，在設計時，除了采用能便于設計者使用的設計表達式外，對荷載仍應賦予一個規(guī)定的量值，稱為荷載代表值。荷載可根據(jù)不同的設計要求，規(guī)定不同的代表值，以使之能更確切地反映它在設計中的特點。本規(guī)范給出荷載的四種代表值:標準值、組合值、頻遇值和準永久值，其中，頻遇值是新增添的。荷載標準值是荷載的基本代表值，而其他代表值都可在標準值的基礎上乘以相應的系數(shù)后得出。荷載標準值是指其在結(jié)構(gòu)的使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。由于荷載本身的隨機性，因而使用期間的最大荷載也是隨機變量，原則上也可用它的統(tǒng)計分布來描GB50068-2001的規(guī)定，荷載標準值統(tǒng)一由設計基準期最大荷載概率分布的某個分位值來確定，設計基準期統(tǒng)一規(guī)定為50年，而對該分位值的百分位未作統(tǒng)一規(guī)5頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》定。因此，對某類荷載，當有足夠資料而有可能對其統(tǒng)計分布作出合理估計時，則在其設計基準期最大荷載的分布上，可根據(jù)協(xié)議的百分位，取其分位值作為該荷載的代表值，原則上可取分布的特征值(例如均值、眾值或中值)，國際上習慣稱之為荷載的特征值(Characteristicvalue)。實際上，對于大部分自然荷載，包括風雪荷載，習慣上都以其規(guī)定的平均重現(xiàn)期來定義標準值，也即相當于以其重現(xiàn)期內(nèi)最大荷載的分布的眾值為標準值。目前，并非對所有荷載都能取得充分的資料，為此，不得不從實際出發(fā)，根據(jù)(Nominalvalue)作為代表值。在本規(guī)范中，對按這兩種方式規(guī)定的代表值統(tǒng)稱為荷載標準值。本規(guī)范提供的荷載標準值，若屬于強制性條款，則在設計中必須作為荷載最小值采用；若不屬于強制性條款，則應由業(yè)主認可后采用，并在設計文件中注明。結(jié)構(gòu)或非承重構(gòu)件的自重為永久荷載，由于其變異性不大，而且多為正態(tài)分布，一般以其分布的均值作為荷載標準值，由此，即可按結(jié)構(gòu)設計規(guī)定的尺寸和材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件單位體積的自重(或單位面積的自重)平均值確定。對于自重變異性較大的材料，尤其是制作屋面的輕質(zhì)材料，考慮到結(jié)構(gòu)的可靠性，在設計中應根據(jù)該荷載對結(jié)構(gòu)有利或不利，分別取其自重的下限值或上限值。在附錄A中，對某些變異性較大的材料，都分別給出其自重的上限和下限值。當有兩種或兩種以上的可變荷載在結(jié)構(gòu)上要求同時考慮時，由于所有可變荷載同時達到其單獨出現(xiàn)時可能達到的最大值的概率極小，因此，除主導荷載(產(chǎn)生最大效應的荷載)仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應采用相應時段內(nèi)的最大荷載，也即以小于其標準值的組合值為荷載代表值，而組合值原則上可按相應時段最大荷載分布中的協(xié)議分位值(可取與標準值相同的分位值)來確定。國際標準對組合值的確定方法另有規(guī)定，它出于可靠指標一致性的目的，并采用經(jīng)簡化后的敏感系數(shù)α，給出兩種不同方法的組合值系數(shù)表達式。在概念上這種方式比同分位值的表達方式更為合理，但在研究中發(fā)現(xiàn)，采用不同方法所得的結(jié)果對實際應用來說，并沒有明顯的差異，考慮到目前實際荷載取樣的局限性，因此本規(guī)范暫時不明確組合值的確定方法，主要還是在工程設計的經(jīng)驗范圍內(nèi)，偏保守地加以確定。荷載的標準值是在規(guī)定的設計基準期內(nèi)最大荷載的意義上確定的，它沒有反映荷載作為隨機過程而具有隨時間變異的特性。當結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)的要求6頁，共36頁進行設計時，例如要求控制房屋的變形、裂縫、局部損壞以及引起不舒適的振動時，就應從不同的要求出發(fā)，來選擇荷載的代表值。Q的隨機過程中，荷載超過某水平Qx的表示方式，國際標準對此建議有兩種:QxTx=ΣtiT的比率μx=Tx/T來表示(圖3.1.6a)3.1.6b給出的是可變荷載Q在非零時域內(nèi)任意時點荷載Q*的概率分布函FQ*(Q)QxP*可按下式確定:P*=1-FQ*(Qx) (3.1.6-1)對于各態(tài)歷經(jīng)的隨機過程，μx可按下式確定:Txx T

(3.1.6-2)式中q為荷載Q的非零概率。當μx為規(guī)定時，則相應的荷載水平Qx按下式確定:1

xQxFQ

1 q

(3.1.6-3)@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對于與時間有關聯(lián)的正常使用極限狀態(tài)，荷載的代表值均可考慮按上述方式取值，例如允許某些極限狀態(tài)在一個較短的持續(xù)時間內(nèi)被超過，或在總體上不長的時間內(nèi)被超過，可以采用較小的μx值(建議不大于0.1)按式(3.1.6-3)計算荷載頻遇值Qf作為荷載的代表值，它相當于在結(jié)構(gòu)上時而出現(xiàn)的較大荷載值，但總是小于荷載的標準值。對于在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常作用的可變荷載，應以準永久值為代表值，相應的μx值0.5，相當于可變荷載在整個變化過程中的中間值。Qxnx或單位時間內(nèi)的平均超越次數(shù)υx=nx/T(跨閾率)來表示(圖3.1.6-2)?？玳撀士赏ㄟ^直接觀察確定，一般也可應用隨機過程的某些特性(例如其譜密度7頁，共36頁函數(shù))間接確定。當其任意時點荷載的均值μQ*及其跨閾率vm為已知，而且荷載是高斯平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)的隨機過程，則對應于跨閾率vx的荷載水平Qx可按下式確定:ln(vm/vx)2Qxln(vm/vx)2

(3.1.6-4)@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對于與荷載超越次數(shù)有關聯(lián)的正常使用極限狀態(tài)，荷載的代表值可考慮按上述方式取值，國際標準建議將此作為確定頻遇值的另一種方式，尤其是當結(jié)構(gòu)振動時涉及人的舒適性、影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能和設備的使用功能的極限狀態(tài)，但是國際標準關于跨閾率的取值目前并沒有具體的建議。按嚴格的統(tǒng)計定義來確定頻遇值和準永久值目前還比較困難，本規(guī)范所提供的這些代表值，大部分還是根據(jù)工程經(jīng)驗并參考國外標準的相關內(nèi)容后確定的。對于有可能再劃分為持久性和臨時性兩類的可變荷載，可以直接引用荷載的持久性部分，作為荷載準永久值取值的依據(jù)。荷載效應組合3.2.1～3.2.4 當整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，而不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時，則稱此特定狀態(tài)為結(jié)構(gòu)對該功能的極限狀態(tài)。設計中的極限狀態(tài)往往以結(jié)構(gòu)的某種荷載效應，如內(nèi)力、應力、變形、裂縫等超過相應規(guī)定的標志為依據(jù)。根據(jù)設計中要求考慮的結(jié)構(gòu)功能，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)在總體上可分為兩大類，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。對承載能力極限狀態(tài)，一般是以結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過其承載能力為依據(jù)；對正常使用極限狀態(tài)，一般是以結(jié)構(gòu)的變形、裂縫、振動參數(shù)超過設計允許的限值為依據(jù)。在當前的設計中，有時也通過結(jié)構(gòu)應力的控制來保證結(jié)構(gòu)滿足正常使用的要求，例如地基承載應力的控制。對所考慮的極限狀態(tài)，在確定其荷載效應時，應對所有可能同時出現(xiàn)的諸荷載8頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》作用加以組合，求得組合后在結(jié)構(gòu)中的總效應?？紤]荷載出現(xiàn)的變化性質(zhì)，包括出現(xiàn)的與否和不同的方向，這種組合可以多種多樣，因此還必須在所有可能組合中，取其中最不利的一組作為該極限狀態(tài)的設計依據(jù)。對于承載能力極限狀態(tài)的荷載效應組合，可按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》的規(guī)定，根據(jù)所考慮的設計狀況，選用不同的組合；對持久和短暫設計狀況，應采用基本組合，對偶然設計狀況，應采用偶然組合。在承載能力極限狀態(tài)的基本組合中，公式(3.2.31)和(3.2.3-2)給出了荷載效應組合設計值的表達式，建立表達式的目的是在于保證在各種可能出現(xiàn)的荷載組合情況下，通過設計都能使結(jié)構(gòu)維持在相同的可靠度水平上。必須注意，規(guī)范給出的表達式都是以荷載與荷載效應有線性關系為前提，對于明顯不符合該條件的情況，應在各本結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中對此作出相應的補充規(guī)定。這個原則同樣適用于正常使用極限狀態(tài)的各個組合的表達式中。在應用公式(3.2.3-1)時，式中的SQ1k為諸可變荷載效應中其設計值為控制其組合為最不利者，當設計者無法判斷時，可輪次以各可變荷載效應SQik為SQ1k，選其中最不利的荷載效應組合為設計依據(jù)，這個過程建議由計算機程序的運行來完成。與原規(guī)范不同，增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應控制的組合設計值，當結(jié)構(gòu)的自重占主要時，考慮這個條件就能避免可靠度偏低的后果；雖然過去在有些結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中，也曾為此專門給出某些補充規(guī)定，例如對某些以自重為主的構(gòu)件采用提高重要性系數(shù)、提高屋面活荷載的設計規(guī)定，但在實際應用中，總不免有掛一漏萬的顧慮。采用公式(3.2.3-2)后，在撤消這些補漏規(guī)定的同時，也避免了安全度可能不足之后果。應注意在應用(3.2.3-2)的組合式時，為減輕計算工作量，當考慮以自重為主時，對可變荷載容許只考慮與結(jié)構(gòu)自重方向一致的豎向荷載，例如雪荷載、吊車豎向荷載。此外，對某些材料的結(jié)構(gòu)，可考慮自身的特點，由各結(jié)構(gòu)設計規(guī)范自行規(guī)定，可不采用該組合式進行校核。與原規(guī)范不同，在考慮組合時，摒棄了“遇風組合”的慣例，要求所有可變荷載當作為伴隨荷載時，都必須以其組合值為代表值，而不僅僅限于有風荷載參與組合的情況。至于對組合值系數(shù)，除風荷載仍取Ψc=0.6外，對其他可變荷載，目前建議統(tǒng)一取Ψc=0.7，但為避免與以往設計結(jié)果有過大差別，在任何情況下，暫時建議不低于頻遇值系數(shù)。當設計一般排架和框架時，為便于手算的目的，仍允許采用簡化的組合規(guī)則，9頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》也即對所有參與組合的可變荷載的效應設計值，乘以一個統(tǒng)一的組合系數(shù)，但考慮到原規(guī)范中的組合系數(shù)0.85在某些情況下偏于不安全，因此將它提高到0.9；同樣，也增加了由公式(3.2.3-2)給出的由永久荷載效應控制的組合設計值。必須指出，條文中給出的荷載效應組合值的表達式是采用各項可變荷載小于疊加的形式，這在理論上僅適用于各項可變荷載的效應與荷載為線性關系的情況。當涉及非線性問題時，應根據(jù)問題性質(zhì)，或按有關設計規(guī)范的規(guī)定采用其他不同的方法。荷載效應組合的設計值中，荷載分項系數(shù)應根據(jù)荷載不同的變異系數(shù)和荷載的具體組合情況(包括不同荷載的效應比)，以及與抗力有關的分項系數(shù)的取值水平等因素確定，以使在不同設計情況下的結(jié)構(gòu)可靠度能趨于一致。但為了設計上的方便，GB50068-2001將荷載分成永久荷載和可變荷載兩類，相應給出兩個規(guī)定的系數(shù)γG和γQ。這兩個分項系數(shù)是在荷載標準值已給定的前提下，使按極限狀態(tài)設計表達式設計所得的各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標，與規(guī)定的目標可靠指標之間，在總體上誤差最小為原則，經(jīng)優(yōu)化后選定的。《建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準》原編制組曾選擇了14種有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；針對恒荷載與辦公樓活荷載、恒荷載與住宅活荷載以及恒荷載與風荷載三種簡單組合情況進行分析，并在γG=1.1、1.2、1.3和γQ=1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6共3×6組方案中，選得一組最優(yōu)方案為γG=1.2和γQ=1.4。但考慮到前提條件的局限性，允許在特殊的情況下作合理的調(diào)整，例如對于標準值大于4kN/m2的工業(yè)樓面活荷載，其變異系數(shù)一般較小，此時從經(jīng)濟上考慮，可取γQ=1.3。分析表明，當永久荷載效應與可變荷載效應相比很大時，若仍采用γG=1.2，則結(jié)構(gòu)的可靠度遠不能達到目標值的要求，因此，在式(3.2.3-2)中給出由永久荷載效應控制的設計組合值中，相應取γG=1.35。分析還表明，當永久荷載效應與可變荷載效應異號時，若仍采用γG=1.2，則結(jié)構(gòu)的可靠度會隨永久荷載效應所占比重的增大而嚴重降低，此時，γG宜取小于1的系數(shù)。但考慮到經(jīng)濟效果和應用方便的因素，建議取γG=1。而在驗算結(jié)構(gòu)傾覆、滑移或漂浮時，一部分永久荷載實際上起著抵抗傾覆、滑移或漂浮的作用，對于這部分永久荷載，其荷載分項系數(shù)γG顯然也應取用小于1的系數(shù)，規(guī)范對此建議采用γG=0.9，而實際上在不同材料的結(jié)構(gòu)中，出于歷史經(jīng)驗的不同，對此也有采用更小的系數(shù)，以提高結(jié)構(gòu)抗傾覆、滑移或漂浮的可靠性。對于偶然設計狀況(包括撞擊、爆炸、火災事故的發(fā)生)，均應采用偶然組合10頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進行設計。由于偶然荷載的出現(xiàn)是罕遇事件，它本身發(fā)生的概率極小，因此，對偶然設計狀況，允許結(jié)構(gòu)喪失承載能力的概率比持久和短暫狀況可大些?？紤]到不同偶然荷載的性質(zhì)差別較大，目前還難以給出具體統(tǒng)一的設計表達式，建議由專門的標準規(guī)范另行規(guī)定。規(guī)定時應注意下述問題:首先，由于偶然荷載標準值的確定，本身帶有主觀的臆測因素，因而不再考慮荷載分項系數(shù)；其次，對偶然設計狀況，不必同時考慮兩種偶然荷載；第三，設計時應區(qū)分偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后的兩種不同設計狀況?！?.2.10對于正常使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設計，過去主要是驗算結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形和裂縫，并控制它們不超過限值。其中，與之有關的荷載效應都是根據(jù)荷載的標準值確定的。實際上，在正常使用的極限狀態(tài)設計時，與狀態(tài)有關的荷載水平，不一定非以設計基準期內(nèi)的最大荷載為準，應根據(jù)所考慮的正常使用具體條件來考慮。原規(guī)范對正常使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設計，給出短期和長期兩種效應組合，其中短期效應組合，與承載能力極限狀態(tài)不考慮荷載分項系數(shù)的基本組合相同，因此它反映的仍是設計基準期內(nèi)最大荷載效應組合，只是在可靠度水平上可有所降低；長期效應組合反映的是在設計基準期內(nèi)持久作用的荷載效應組合，在某些結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中，一般僅將它作為結(jié)構(gòu)上長期荷載效應的依據(jù)。由于短期效應組合所反映的是一個極值效應，將它作為正常使用條件下的驗算荷載水平，在邏輯概念上是有欠缺的。為此，參照國際標準，對正常使用極限狀態(tài)的設計，當考慮短期效應時，可根據(jù)不同的設計要求，分別采用荷載的標準組合或頻遇組合，當考慮長期效應時，可采用準永久組合。增加的頻遇組合系指永久荷載標準值、主導可變荷載的頻遇值與伴隨可變荷載的準永久值的效應組合。可變荷載的準永久值系數(shù)仍按原規(guī)范的規(guī)定采用；頻遇值系數(shù)原則上應按第3.1.6條說明中的規(guī)定，但由于大部分可變荷載的統(tǒng)計參數(shù)并不掌握，規(guī)范中采用的系數(shù)目前是按工程經(jīng)驗經(jīng)判斷后給出。在采用標準組合時，也可參照按承載能力極限狀態(tài)的基本組合，采用簡化規(guī)則，即按式(3.2.3-3)，但取分項系數(shù)為1。此外，正常使用極限狀態(tài)要求控制的極限標志也不一定僅限于變形、裂縫等常見的那一些現(xiàn)象，也可延伸到其他特定的狀態(tài)，如地基承載應力的設計控制，實質(zhì)上是在于控制地基的沉陷，因此也可歸入這一類。與基本組合中的規(guī)定相同，對于標準、頻遇及準永久組合，其荷載效應組合的設計值也僅適用于各項可變荷載效應與荷載為線性關系的情況。1136頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》4 樓面和屋面活荷載4.1 民用建筑樓面均布活荷載在《荷載暫行規(guī)范》規(guī)結(jié)1-58中，民用建筑樓面活荷載取值是參照當時的蘇聯(lián)荷載規(guī)范并結(jié)合我國具體情況，按經(jīng)驗判斷的方法來確定的構(gòu)荷載規(guī)范》TJ9-74修訂前，在全國一定范圍內(nèi)對辦公室和住宅的樓面活荷載進行了調(diào)查。當時曾對4個城市(北京、蘭州、成都和廣州)606間住宅和3個城市(北京、蘭州和廣州)258間辦公室的實際荷載作了測定。按樓板內(nèi)彎矩等效的原則，將實際荷載換算為等效均布荷載，經(jīng)統(tǒng)計計算，分別得出其平均值為1.051kN/m2和1.402kN/m2，標準差為0.23kN/m20.219kN/m2；按平均值加兩倍標準差的標準荷載定義，得出住宅和辦公室的標準活荷載分別為1.513kN/m2和1.84kN/m2。但在規(guī)結(jié)1-58中對辦公樓允許按不同情況可取1.5kN/m22kN/m2進行設計，而且較多單位根據(jù)當時的設計實踐經(jīng)驗取1.5kN/m2，而只對兼作會議室的辦公樓可提高到2kN/m2。對其他用途的民用樓面，由于缺乏足夠數(shù)據(jù)，一般仍按實際荷載的具體分析，并考慮當時的設計經(jīng)驗，在原規(guī)范的基礎上適當調(diào)整后確定?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GBJ9-87根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一設計標準》GBJ68-84對荷載標準值的定義，重新對住宅、辦公室和商店的樓面活荷載做了調(diào)查和統(tǒng)計，并考慮荷載隨空間和時間的變異性，采用了適當?shù)母怕式y(tǒng)計模型。模型中直接采用房間面積平均荷載來代替等效均布荷載，這在理論上雖然不很嚴格(參見原規(guī)范的說明)，但對其結(jié)果估計不會有嚴重影響，而對調(diào)查和統(tǒng)計工作卻可得到很大的簡化。樓面活荷載按其隨時間變異的特點，可分持久性和臨時性兩部分。持久性活荷載是指樓面上在某個時段內(nèi)基本保持不變的荷載，例如住宅內(nèi)的家具、物品，工業(yè)房屋內(nèi)的機器、設備和堆料，還包括常住人員自重，這些荷載，除非發(fā)生一次搬遷，一般變化不大。臨時性活荷載是指樓面上偶爾出現(xiàn)短期荷載，例如聚會的人群、維修時工具和材料的堆積、室內(nèi)掃除時家具的集聚等。對持久性活荷載Li的概率統(tǒng)計模型，可根據(jù)調(diào)查給出荷載變動的平均時間間隔τ及荷載的統(tǒng)計分布，采用等時段的二項平穩(wěn)隨機過程(圖4.1.1-1)。12頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對臨時性活荷載Lr，由于持續(xù)時間很短，要通過調(diào)查確定荷載在單位時間內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)的平均率及其荷載值的統(tǒng)計分布，實際上是有困難的。為此，提出一個勉強可以代替的方法，就是通過對用戶的查詢，了解到最近若干年內(nèi)一次最大的臨時性荷載值，以此作為時段內(nèi)的最大荷載Lrs，并作為荷載統(tǒng)計的基礎。對Lr也采用與持久性活荷載相同的概率模型(4.1.1-2)。出于分析上的方便，對各類活荷載的分布類型采用了極值ILrLrs的統(tǒng)計參數(shù)，分別求出50年最大荷載值LiTLrT的統(tǒng)計分布和參數(shù)。再根據(jù)Tukstra的組合原則，得出50年內(nèi)總荷載最大值LT的統(tǒng)計參數(shù)。在1977年以后的三年里，曾對全國某些城市的辦公室、住宅和商店的活荷載情況進行了調(diào)查，其中:25個城市實測了133棟辦公樓共2201間辦公室，總面積為63700m2，同時調(diào)查了317棟用戶的搬遷情況；對全國10個城市的住宅實測了5567000m2，同時調(diào)查229戶的搬遷情況；在全國10個城市實測了21家百貨商店共214個柜臺，總面23700m2?，F(xiàn)將當時統(tǒng)計分析的結(jié)果列于表4.1.1中。4.1.1LKGBJ9-87中給出的活荷載的標準值。按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》的規(guī)定，標準值應為設計基準期50年內(nèi)荷載最大值分布的某一個分位值。雖然沒有對分位值的百分數(shù)作具體規(guī)定，但對性質(zhì)類同的可變荷載，應盡量13頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》使其取值在保證率上保持相同的水平。從表4.1.1中可見，若對辦公室而言，LK=1.5kN/m2，它相當于LT的均值μLT1.5倍的標準差σLT，其中1.5系數(shù)指保證率系數(shù)αo若假設LT的分布仍為極值I型，則與α對應的保證率為92.1%，也即LK92.1%的分位值。以此為標準，則住宅的活荷載標準值就偏低較多。鑒于當時調(diào)查時的住宅荷載還是偏高的實際情況，因此原規(guī)范仍保持以往的取值。但考慮到工程界普遍的意見，認為對于建設工程量比較大的住宅和辦公樓來說，其荷載標準值與國外相比顯然偏低，又鑒于民用建筑的樓面活荷載今后的變化趨勢也難以預測，這次修訂，決定將樓面活荷載的最小值規(guī)定為2.0kN/m2。關于其他類別的荷載，由于缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計資料，仍按以往的設計經(jīng)驗，并參1986年頒布的《居住和公共建筑的使用和占用荷載》ISO2103而加以確定。表4.1.1 全國部分城市建筑樓面活荷載統(tǒng)計分析表辦公室住宅商店μστμστμστLiLrs0.3860.3550.1780.24410年0.5040.4680.1620.25210年0.5800.9550.3510.4281年LiT0.6100.1780.7070.1624.6500.351LrT0.6610.2440.7840.2522.2610.428LT1.0470.3021.2880.3002.8410.553LKαp(％)對藏書庫和檔案庫，根據(jù)70年代初期的調(diào)查，其荷載一般為3.5kN/m2左右，個別超過4kN/m2，而最重的可達5.5kN/m2(按書架高2.3m0.6m7層精裝書籍估計)。GBJ9-87修訂時參照ISO2103的規(guī)定采用為5kN/m2，現(xiàn)又給出按書架每米高度不少于2.5kN/m2的補充規(guī)定，并對于采用密集柜的無過道書庫規(guī)定荷載標準值12kN/m2。停車庫及車道的活荷載僅考慮由小轎車、吉普車、小型旅行車(載人少于9人)的車輪局部荷載以及其他必要的維修設備荷載。在ISO2103中，停車庫活荷載標準值取2.5kN/m2。按荷載最不利布置核算其等效均布荷載后，表明該荷載值只適用于6m的雙向板或無梁樓蓋。對國內(nèi)目前常用的單向板樓蓋，當板跨不小于2m4.0kN/m2比較合適。當結(jié)構(gòu)情況不符合上述條件時，可直接按車輪局部荷載計算樓板內(nèi)力，局部荷載取4.5kN，分布在0.2m×0.2m的局部面積上。該局部荷載也可作為驗算結(jié)構(gòu)局部效應的依據(jù)(如抗沖切等)。對其他車輛的車庫和車道，應14頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》按車輛最大輪壓作為局部荷載確定。對于20～30t的消防車，可按最大輪壓為60kN，0.6m×0.2m的局部面積上的條件確定。這次修訂，對不同類別的樓面均布活荷載，除個別項目有調(diào)整外，大部分的標準值仍保持原有水平。對民用建筑樓面可根據(jù)在樓面上活動的人和設施的不同狀況，不妨將其標準值的取值分成七個檔次:活動的人較少 LK=2.0kN/m2；活動的人較多且有設備 LK=2.5kN/m2；活動的人很多且有較重的設備 LK=30KN/m2；(4)活動的人很集中，有時很擠或有較重的設備LK=3.5kN/m2；(5)活動的性質(zhì)比較劇烈 LK=4.0kN/m2；儲存物品的倉庫 LK=5.0kN/m2；有大型的機械設備 LK=6～7.5kN/m2。4.1.1中沒有列出的項目可對照上述類別選用，但當有特別重的設備時應另行考慮。作為辦公樓的荷載還應考慮會議室、檔案室和資料室等的不同要求，一般應在2.0～2.5kN/m2范圍內(nèi)采用。對于洗衣房、通風機房以及非固定隔墻的樓面均布活荷載，均系參照國內(nèi)設計經(jīng)驗和國外規(guī)范的有關內(nèi)容酌情增添的。其中非固定隔墻的荷載應按活荷載考慮，可采用每延米長度的墻重(kN/m)的1/3作為樓面活荷載的附加值(kN/m2)，該附加值建議不小于1.0kN/m2，但對于樓面活荷載大于4.0kN/m2的情況，不小于0.5kN/m2。作用在樓面上的活荷載，不可能以標準值的大小同時布滿在所有的樓面上，因此在設計梁、墻、柱和基礎時，還要考慮實際荷載沿樓面分布的變異情況，也即在確定梁、墻、柱和基礎的荷載標準值時，還應按樓面活荷載標準值乘以折減系數(shù)后。折減系數(shù)的確定實際上是比較復雜的，采用簡化的概率統(tǒng)計模型來解決這個問題還不夠成熟。目前除美國規(guī)范是按結(jié)構(gòu)部位的影響面積來考慮外，其他國家均按傳統(tǒng)方法，通過從屬面積來考慮荷載折減系數(shù)。在ISO2103中，建議按下述不同情況對荷載標準值乘以折減系數(shù)λ。當計算梁時:對住宅、辦公樓等房屋或其房間:15頁，共36頁A0.33A

(A>18m2) (4.1.2-1)對公共建筑或其房間:A0.53A

(A>36m2) (4.1.2-2)式中A—所計算梁的從屬面積，指向梁兩側(cè)各延伸1/2梁間距范圍內(nèi)的實際樓面面積。當計算多層房屋的柱、墻和基礎時:對住宅、辦公樓等房屋:n0.30.6n

(4.1.2-3)對公共建筑:

n0.50.6n

(4.1.2-4)@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》式中n—所計算截面以上的樓層數(shù)，n≥2。對本規(guī)范表4.1.11(1)項的各類建筑物，在設計其樓面梁時，可按式(4.1.2-1)1(2)～7項的各類建筑物，可按式(4.1.22)考慮。為了設計方便，而又不明顯影響經(jīng)濟效果，本條文的規(guī)定作了一些合理的簡化。在設計柱、墻和基礎時，對第n1(1)項建筑類別采用的折減系數(shù)改用λ=0.4+0.6。對第1(2)～8項的建筑類別，直接n按樓面梁的折減系數(shù)，而不另考慮按樓層數(shù)的折減。這與ISO2103相比略為保守，但與以往的設計經(jīng)驗比較接近。停車庫及車道的樓面活荷載是根據(jù)荷載最不利布置下的等效均布荷載確定，因此本條文給出的折減系數(shù)，實際上也是根據(jù)次梁、主梁或柱上的等效均布荷載與樓面等效均布荷載的比值確定。工業(yè)建筑樓面活荷載在設計多層工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)時，樓面活荷載的標準值大多由工藝提供，或由土建設計人員根據(jù)有關資料自行計算確定。鑒于計算方法不一，計算工作量又較大，很多設計單位希望由本規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定。在制訂TJ9-74荷載規(guī)范時，曾對全國有代表70多個工廠進行實際調(diào)查和分析，根據(jù)條件成熟情況，在附錄C中列出了金工車間、儀器儀表生產(chǎn)車間、半導體器件車間、小型電子管和白熾燈泡車間、棉紡織16頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》造車間、輪胎廠準備車間和糧食加工車間等七類工業(yè)建筑樓面活荷載的標準值，供設計參照采用。這次修訂，除棉紡織造車間由中國紡織工業(yè)設計院根據(jù)紡織工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀重新修訂外，其他仍沿用GBJ9-87的規(guī)定。金工車間的活荷載在TJ9-74中是按車間的加工性質(zhì)來劃分的。根據(jù)調(diào)查，在加工性質(zhì)相同的車間中，由于加工件不同，采用的機床型號有時差別很大，致使樓面活荷載的差異十分懸殊。事實上，確定樓面活荷載大小的主要因素是金工車間的機床設備，而不是它的加工性質(zhì)。因此，在調(diào)查資料的基礎上，按機床設備的重量等級，重新劃分了活荷載的取值，而且是相互配套的。在實際應用中發(fā)現(xiàn)，有相當數(shù)量的設備超出TJ9-74規(guī)定的機床設備重量等級?？紤]到這個情況，GBJ9-87規(guī)范對金工車間機床設備的重量等級范圍作了相應的擴大。這次修訂，棉紡織造車間的活荷載修訂原則與金工車間相同，即改為按織機型號的重量等級重新劃分了活荷載的取值。B的方法主要是為確定工業(yè)建筑樓面等效均布活荷載而制訂的。為了簡化，在方法上作了一些假設:計算等效均布荷載時統(tǒng)一假定結(jié)構(gòu)的支承條件都為簡支，并按彈性階段分析內(nèi)力。這對實際上為非簡支的結(jié)構(gòu)以及考慮材料處于彈塑性階段的設計時會有一定的設計誤差。計算板面等效均布荷載時，還必須明確板面局部荷載實際作用面的尺寸。作用面一般按矩形考慮，從而可確定荷載傳遞到板軸心面處的計算寬度，此時假定荷載45°擴散線傳遞。板面等效均布荷載按板內(nèi)分布彎矩等效的原則確定，也即在實際的局部荷載作用下在簡支板內(nèi)引起的絕對最大的分布彎矩，使其等于在等效均布荷載作用下在該簡支板內(nèi)引起的最大分布彎矩作為條件。所謂絕對最大是指在設計時假定實際荷載的作用位置是在對板最不利的位置上。在局部荷載作用下，板內(nèi)分布彎矩的計算比較復雜，一般可參考有關的計算手冊。對于邊長比大于2的單向板，附錄B中給出更為具體的方法。在均布荷載作用下，單向板內(nèi)分布彎矩沿板寬方向是均勻分布的，因此可按單位寬度的簡支板來計算其分布彎矩；在局部荷載作用下，單向板內(nèi)分布彎矩沿板寬方向不再是均勻分布，而是在局部荷載處具有最大值，并逐漸向?qū)挾葍蓚?cè)減小，形成一個分布寬度?，F(xiàn)以均布荷載代替，為使板內(nèi)分布彎矩等效，可相應確定板的有效分布寬度。在附錄B中，根據(jù)計算結(jié)果，給出了五種局部荷載情況下有效分布寬度的近似公式，從而可17頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》直接按公式(B.0.4-1)確定單向板的等效均布活荷載。C中列出的工業(yè)建筑樓面活荷載值，是對板跨在1.0～2.5m，梁跨4.0～6.0m的肋形樓蓋結(jié)構(gòu)而言，并考慮設備荷載處于最不利布置的情況下得出的。設備布置要考慮到有可能出現(xiàn)的密集布置，其間距根據(jù)各類車間的工藝特點而定:對由單臺設備組成的生產(chǎn)區(qū)域，一般操作邊取1.0～1.2m，非操作邊取0.5～0.75m；對由不同設備組成的生產(chǎn)線，一般按實際間距采用，但當間距大于0.5m0.5m考慮。對于不同用途的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)，通過對計算資料的分析表明，其板、次梁和主梁的等效均布荷載的比值沒有共同的規(guī)律，難以給出統(tǒng)一的折減系數(shù)。因此，表中對板、次梁和主梁，分別列出了等效均布荷載的標準值。對柱、墻和基礎，一概不考慮按樓層數(shù)的折減。表中所列板跨或次梁(肋)1.2m為下限，小于1.2m的一般為預制槽板。此時，在設計中可將板面和肋視作一個整體，按梁的荷載計算。表中荷載值已包括操作荷載值，但不包括隔墻自重。當需要考慮隔墻自重時，應根據(jù)隔墻的實際情況計算。當隔墻可能任意移動時，建議采用重量不超過300kg/m的輕質(zhì)隔墻，此時(考慮隔墻后)的活荷載增值一般可取1.0kN/m2。不同用途的工業(yè)建筑，其工藝設備的動力性質(zhì)不盡相同。對一般情況，荷載中已考慮動力系數(shù)1.05～1.1；對特殊的專用設備和機器，可提高到1.2～1.3。操作荷載對板面一般取2kN/m2。對堆料較多的車間，如金工車間，操作荷載取2.5kN/m2。有的車間，例如儀器儀表裝配車間，由于生產(chǎn)的不均衡性，某個時期的成品、半成品堆放特別嚴重，這時可定為4kN/m2。還有些車間，其荷載基本上由堆料所控制，例如糧食加工廠的拉絲車間、輪胎廠的準備車間、紡織車間的齒輪室等。操作荷載在設備所占的樓面面積內(nèi)不予考慮。屋面均布活荷載4.3.1 對不上人的屋面均布活荷載，以往規(guī)范的規(guī)定是考慮在使用階段作為維修時所必需的荷載，因而取值較低，統(tǒng)一規(guī)定為0.3kN/m2。后來在屋面結(jié)構(gòu)上，尤其是鋼筋混凝土屋面上，出現(xiàn)了較多的事故，原因無非是屋面超重、超載或施工質(zhì)量偏低。特別對無雪地區(qū)，當按過低的屋面活荷載設計，就更容易發(fā)生質(zhì)量方面的事故。因此，為了進一步提高屋面結(jié)構(gòu)的可靠度，在GBJ9-87中將不上人的鋼筋混凝土屋面活荷載提高到0.5kN/m2。根據(jù)原頒布的GBJ68-84，對永久荷載和可變荷載分別采18頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》用不同的荷載分項系數(shù)以后，荷載以自重為主的屋面結(jié)構(gòu)可靠度相對又有所下降。為此，GBJ9-87有區(qū)別地適當提高其屋面活荷載的值為0.7kN/m2。由于本次修訂在條文第3.2.3條中已補充了以恒載控制的不利組合式，而屋面活荷載中主要考慮的僅是施工或維修荷載，故將原規(guī)范項次1中對重屋蓋結(jié)構(gòu)附加的荷載值0.2kN/m2取消，也不再區(qū)分屋面性質(zhì)，統(tǒng)一取為0.5kN/m2。但在不同材料的結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中，當出于設計方面的歷史經(jīng)驗而有必要改變屋面荷載的取值時，可由該結(jié)構(gòu)設計規(guī)范自行規(guī)定，但其幅度為±0.2kN/m2。關于屋頂花園和直升機停機坪的荷載是參照國內(nèi)設計經(jīng)驗和國外規(guī)范有關內(nèi)容而增添的。屋面積灰荷載屋面積灰荷載是冶金、鑄造、水泥等行業(yè)的建筑所特有的問題。我國早已注意到這個問題，各設計、生產(chǎn)單位也積累了一定的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。在制訂TJ9-74前，15個冶金企業(yè)的25個車間，13個機械工廠的18個鑄造車間及10個水泥27個車間進行了一次全面系統(tǒng)的實際調(diào)查。調(diào)查了各車間設計時所依據(jù)的積灰荷載、現(xiàn)場的除塵裝置和實際清灰制度，實測了屋面不同部位、不同灰源距離、不同風向下的積灰厚度，并計算其平均日積灰量，對灰的性質(zhì)及其重度也做了研究。調(diào)查結(jié)果表明，這些工業(yè)建筑的積灰問題比較嚴重，而且其性質(zhì)也比較復雜。影響積灰的主要因素是:除塵裝置的使用維修情況、清灰制度執(zhí)行情況、風向和風速、煙囪高度、屋面坡度和屋面擋風板等。確定積灰荷載只有在考慮工廠設有一般的除塵裝置，且能堅持正常的清灰制度的前提下才有意義。對一般廠房，可以做到3～6個月清灰一次。對鑄造車間的沖天爐附近，因積灰速度較快，積灰范圍不大，可以做到按月清灰一次。調(diào)查中所得的實測平均日積灰量列于表4.4.1-1中。19頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表4.4.1-1 實測平均日積灰量車間名稱(cm)貯礦槽、出鐵場0.08煉鋼車間：有化鐵爐0.06無化鐵爐0.065鐵合金車間0.067～0.12燒結(jié)車間：無擋風板0.035(擋風板內(nèi))0.046鑄造車間0.18水泥廠：窯房0.044磨房0.028生、熟料庫和聯(lián)合貯庫0.045對積灰取樣測定了灰的天然重度和飽和重度，以其平均值作為灰的實際重度，用以計算積灰周期內(nèi)的最大積灰荷載。按灰源類別不同，分別得出其計算重度(見表4.4.1-2)。易于形成灰堆的屋面處，其積灰荷載的增大系數(shù)可參照雪荷載的屋面積雪分布系數(shù)的規(guī)定來確定。表4.4.1-2 積灰重度車間名稱灰源類別注天然飽和計算煉鐵車間高爐13.217.915.55煉鋼車間轉(zhuǎn)爐9.415.512.45鐵合金車間電爐8.116.612.35燒結(jié)車間燒結(jié)爐7.815.811.80鑄造車間沖天爐11.215.613.40水泥廠生料庫熟料庫8.112.610.3515.00建議按熟料庫采用對有雪地區(qū)，積灰荷載應與雪荷載同時考慮。此外，考慮到雨季的積灰有可能接近飽和，此時的積灰荷載的增值為偏于安全，可通過不上人屋面活荷載來補償。施工和檢修荷載及欄桿水平荷載4.5.1 設計屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預制小梁時，除了按第3.3.1條單獨考慮屋面均布活荷載外，還應另外驗算在施工、檢修時可能出現(xiàn)在最不利位置上，由人和工具自重形成的集中荷載。對于寬度較大的挑檐和雨篷，在驗算其承載力時，為偏于安全，可沿其寬度每隔1.0m考慮有一個集中荷載；在驗算其傾覆時，可根據(jù)實際可能的情況，增大集中荷載的間距，一般可取2.5～3.0m。20頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》5 吊車荷載吊車豎向和水平荷載按吊車荷載設計結(jié)構(gòu)時，有關吊車的技術(shù)資料(包括吊車的最大或最小輪壓)都應由工藝提供。過去公布的專業(yè)標準《起重機基本參數(shù)尺寸系列》(EQ1-62～8-62)曾對吊車有關的各項參數(shù)有詳盡的規(guī)定，可供結(jié)構(gòu)設計使用。但經(jīng)多年實踐表明，由各工廠設計的起重機械，其參數(shù)和尺寸不太可能完全與該標準保持一致。因此，設計時仍應直接參照制造廠當時的產(chǎn)品規(guī)格作為設計依據(jù)。選用的吊車是按其工作的繁重程度來分級的，這不僅對吊車本身的設計有直接的意義，也和廠房結(jié)構(gòu)的設計有關。國家標準《起重機設計規(guī)范》(GB3811-83)是參照國際標準《起重設備分級》(ISO4301-1980)的原則，重新劃分了起重機的工作級別。在考慮吊車繁重程度時，它區(qū)分了吊車的利用次數(shù)和荷載大小兩種因素。按吊車在使用期內(nèi)要求的總工作循環(huán)次數(shù)分成10個利用等級，又按吊車荷載達到其額定值的頻繁程度分成4個載荷狀態(tài)(輕、中、重、特重)。根據(jù)要求的利用等級和載荷狀態(tài)，確定吊車的工作級別，共分8個級別作為吊車設計的依據(jù)。這樣的工作級別劃分在原則上也適用于廠房的結(jié)構(gòu)設計，雖然根據(jù)過去的設計經(jīng)驗，在按吊車荷載設計結(jié)構(gòu)時，僅參照吊車的載荷狀態(tài)將其劃分為輕、中、重和超重4級工作制，而不考慮吊車的利用因素，這樣做實際上也并不會影響到廠房的結(jié)構(gòu)設計，但是，在執(zhí)行國際標準《起重機設計規(guī)范》(GB3811-83)以來，所有吊車的生產(chǎn)和定貨，項目的工藝設計以及土建原始資料的提供，都以吊車的工作級別為依據(jù)，因此在吊車荷載的規(guī)定中也相應改用按工作級別劃分。這次修訂采用的工作級別是按表5.1.1與過去的工作制等級相對應的。表5.1.1 吊車的工作制等級與工作級別的對應關系工體制等級輕級中級重級超重級工作級別Al～A3A4，A5A6，A7A8吊車的水平荷載分縱向和橫向兩種，分別由吊車的大車和小車的運行機構(gòu)在啟動或制動時引起的慣性力產(chǎn)生，慣性力為運行重量與運行加速度的乘積，但必須通過制動輪與鋼軌間的摩擦傳遞給廠房結(jié)構(gòu)。因此，吊車的水平荷載取決于制動軌的輪壓和它與鋼軌間的滑動摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)一般可取0.14。21頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》在規(guī)范TJ9-74中，吊車縱向水平荷載取作用在一邊軌道上所有剎動輪最大輪壓之和的10%，雖比理論值為低，但經(jīng)長期使用檢驗，尚未發(fā)現(xiàn)有問題。太原重機學1300t中級工作制的橋式吊車進行了縱向水平荷載的測試，得出大車制動力系數(shù)為0.084～0.091，與規(guī)范規(guī)定值比較接近。因此，縱向水平荷載的取值仍保持不變。吊車的橫向水平荷載可按下式取值:T=α(Q+Q1)g (5.1.2)式中Q—吊車的額定起重量；Q1—橫行小車重量；g—重力加速度；α—橫向水平荷載系數(shù)(或稱小車制動力系數(shù))。如考慮小車制動輪數(shù)占總輪數(shù)之半，則理論上α0.07TJ9-74當年對軟鉤吊車取α不小于0.05，對硬鉤吊車取α為0.10，并規(guī)定該荷載僅由一邊軌道上各車輪平均傳遞到軌頂，方向與軌道垂直，同時考慮正反兩個方向。經(jīng)浙江大學、太原重機學院及原第一機械工業(yè)部第一設計院等單位，在3個地區(qū)對5個廠房及12個露天棧橋的額定起重量為5～75t的中級工作制橋式吊車進行了實測。實測結(jié)果表明:小車制動力的上限均超過規(guī)范的規(guī)定值，而且橫向水平荷載系數(shù)α往往隨吊車起重量的減小而增大，這可能是由于司機對起重量大的吊車能控制以較低的運行速度所致。根據(jù)實測資料分別出5～75t吊車上小車制動力的統(tǒng)計參數(shù)，見表5.1.2。若對小車制動力的標準值按保證率99.9%取值，則Th=μT+3σT，由此得出系數(shù)α，除5t吊車明顯偏大外，其他約在0.08～0.11之間。經(jīng)綜合分析比較，將吊車額定起重量按大小分成3個組別，分別規(guī)定了軟鉤吊車的橫向水平荷載系數(shù)為0.12，0.100.08。對于夾鉗、料耙、脫錠等硬鉤吊車，由于使用頻繁，運行速度高，小車附設的懸臂結(jié)構(gòu)使起吊的重物不能自由擺動等原因，以致制動時產(chǎn)生較大的慣性力。TJ9-74規(guī)范規(guī)定它的橫向水平荷載雖已比軟鉤吊車大一倍，但與實測相比還是偏低，曾對10t夾鉗吊車進行實測，實測的制動力為規(guī)范規(guī)定值的1.44倍。此外，硬鉤吊車的另一個問題是卡軌現(xiàn)象嚴重。綜合上述情況，GBJ9-87已將硬鉤吊車的橫向水平荷載系數(shù)α0.2。22頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表5.1.2 吊車制動力統(tǒng)計參數(shù)起重量(t)(kN)Tk(kN) Tk (QQ1)g均值μT標準差σT50.0560.0200.1160.175100.0740.0220.1400.108200.1210.0400.2470.079300.1810.0480.3250.081750.4050.1410.8280.08013個車間和露天棧橋的小車制動力實測數(shù)據(jù)進行分析，表明吊車制動輪與軌道之間的摩擦力足以傳遞小車制動時產(chǎn)生的制動力。小車制動力是由支承吊車的兩邊相應的承重結(jié)構(gòu)共同承受，并不是TJ9-74規(guī)范中所認為的僅由一邊軌道傳遞橫向水平荷載。經(jīng)對實測資料的統(tǒng)計分析，當兩邊柱的剛度相等時，小車制動力的橫向分配系數(shù)多數(shù)為0.45/0.55，少數(shù)為0.4/0.6，個別為0.3/0.7，平均為0.474/0.526。為了計算方便，GBJ9-87規(guī)范已建議吊車的橫向水平荷載在兩邊軌道上平等分配，這個規(guī)定與歐美的規(guī)范也是一致的。多臺吊車的組合設計廠房的吊車梁和排架時，考慮參與組合的吊車臺數(shù)是根據(jù)所計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件能同時產(chǎn)生效應的吊車臺數(shù)確定。它主要取決于柱距大小和廠房跨間的數(shù)量，其次是各吊車同時集聚在同一柱距范圍內(nèi)的可能性。根據(jù)實際觀察，在同一跨度內(nèi)，2臺吊車以鄰接距離運行的情況還是常見的，但3臺吊車相鄰運行卻很罕見，即使發(fā)生，由于柱距所限，能產(chǎn)生影響的也只是2臺。因此，對單跨廠房設計時最多考慮2臺吊車。對多跨廠房，在同一柱距內(nèi)同時出現(xiàn)超過2臺吊車的機會增加。但考慮隔跨吊車對結(jié)構(gòu)的影響減弱，為了計算上的方便。容許在計算吊車豎向荷載時，最多只考慮4臺吊車。而在計算吊車水平荷載時，由于同時制動的機會很小，容許最多只考2臺吊車。TJ9-74規(guī)范對吊車荷載，無論是由24臺吊車引起的，都按同時滿載，且其小車位置都按同時處于最不利的極限工作位置上考慮。根據(jù)在北京、上海、沈陽、鞍山、大連等地的實際觀察調(diào)查，實際上這種最不利的情況是不可能出現(xiàn)的。對不同工作制的吊車，其吊車載荷有所不同，即不同吊車有各自的滿載概率，而2臺或4臺同時滿載，且小車又同時處于最不利位置的概率就更小。因此，本條文給23頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》出的折減系數(shù)是從概率的觀點考慮多臺吊車共同作用時的吊車荷載效應組合相對于最不利效應的折減。為了探討多臺吊車組合后的折減系數(shù)，在編制GBJ68-84時，曾在全國3個地區(qū)9個機械工廠的機械加工、沖壓、裝配和鑄造車間，對額定起重量為2～50t的輕、中、重級工作制的57臺吊車做了吊車豎向荷載的實測調(diào)查工作。根據(jù)所得資料，經(jīng)整理并通過統(tǒng)計分析，根據(jù)分析結(jié)果表明，吊車荷載的折減系數(shù)與吊車工作的載荷狀態(tài)有關，隨吊車工作載荷狀態(tài)由輕級到重級而增大；隨額定起重量的增大而減??；同2臺和相鄰跨2臺的差別不大。在對豎向吊車荷載分析結(jié)果的基礎上，并參考國外規(guī)范的規(guī)定，本條文給出的折減系數(shù)值還是偏于保守的；并將此規(guī)定直接引用到橫向水平荷載的折減。這次修訂，在參與組合的吊車數(shù)量上，插入臺數(shù)為3的可能情況。吊車荷載的動力系數(shù)吊車豎向荷載的動力系數(shù)，主要是考慮吊車在運行時對吊車梁及其連接的動力影響。根據(jù)調(diào)查了解，產(chǎn)生動力的主要因素是吊車軌道接頭的高低不平和工件翻轉(zhuǎn)時的振動。從少量實測資料來看，其量值都在1.2以內(nèi)。TJ9-74規(guī)范對鋼吊車梁取1.1，對鋼筋混凝土吊車梁按工作制級別分別取1.1，1.2和1.3。在前蘇聯(lián)荷載規(guī)范CHиΠ674中，不分材料，僅對重級工作制的吊車梁取動力系數(shù)1.1。GBJ9-87修訂時，主要考慮到吊車荷載分項系數(shù)統(tǒng)一按可變荷載分布系數(shù)1.4取值后，相等于以往的設計而言偏高，會影響吊車梁的材料用量。在當時對吊車梁的實際動力特性不甚清楚的前提下，暫時采用略為降低的值1.051.1，以彌補偏高的荷載分項系數(shù)。TJ9-74規(guī)范當時對橫向水平荷載還規(guī)定了動力系數(shù)，以計算重級工作制的吊車梁上翼緣及其制動結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性以及連接的強度，這主要是考慮在這類廠房中，吊車在實際運行過程中產(chǎn)生的水平卡軌力。產(chǎn)生卡軌力的原因主要在于吊車軌道不直或吊車行駛時的歪斜，其大小與吊車的制造、安裝、調(diào)試和使用期間的維護等管理因素有關。在下沉的條件下，不應出現(xiàn)嚴重的卡軌現(xiàn)象，但實際上由于生產(chǎn)中難以控制的因素，尤其是硬鉤吊車，經(jīng)常產(chǎn)生較大的卡軌力，使軌道被嚴重啃蝕，有時還會造成吊車梁與柱連接的破壞。假如采用按吊車的橫向制動力乘以所謂動力系數(shù)的方式來規(guī)定卡軌力，在概念上是不夠清楚的。鑒于目前對卡軌力的產(chǎn)生機理、傳遞方式以及在正常條件下的統(tǒng)計規(guī)律還缺乏足夠的認識，因此在取得更為系統(tǒng)的實測資料以前，還無法建立合理的計算模型，給出明確的設計規(guī)定。TJ9-74規(guī)范中24頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》關于這個問題的規(guī)定，已從本規(guī)范中撤消，由各結(jié)構(gòu)設計規(guī)范和技術(shù)標準根據(jù)自身特點分別自行規(guī)定。吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值處于工作狀態(tài)的吊車，一般很少會持續(xù)地停留在某一個位置上，所以在正常條件下，吊車荷載的作用都是短時間的。但當空載吊車經(jīng)常被安置在指定的某個位置時，計算吊車梁的長期荷載效應可按本條文規(guī)定的準永久值采用。25頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》雪荷載雪荷載標準值及基本雪壓s0的修訂是根據(jù)全國672個地點的氣象臺(站)1995年的最大雪壓或雪深資料，經(jīng)統(tǒng)計得出50年一遇最大雪壓，即重現(xiàn)期為50年的最大雪壓，以此規(guī)定當?shù)氐幕狙?。當前，我國大部分氣象臺(站)收集的都是雪深數(shù)據(jù)，而相應的積雪密度數(shù)據(jù)又不齊全。在統(tǒng)計中，當缺乏平行觀測的積雪密度時，均以當?shù)氐钠骄芏葋砉浪阊褐怠８鞯貐^(qū)的積雪的平均密度按下述取用東北及新疆北部地區(qū)的平均密度取150kg/m3；華北及西北地區(qū)取130kg/m3，其中青海取120kg/m3；淮河、秦嶺以南地150kg/m3，其中江西、浙江取200kg/m3。年最大雪壓的概率分布統(tǒng)一按極值I型考慮，具體計算可按附錄D的規(guī)定。在制訂我國基本雪壓分布圖時，應考慮如下特點:新疆北部是我國突出的雪壓高值區(qū)。該區(qū)由于冬季受北冰洋南侵的冷濕氣流影響，雪量豐富，且阿爾泰山、天山等山脈對氣流有阻滯和抬升作用，更利于降雪。加上溫度低，積雪可以保持整個冬季不溶化，新雪覆老雪，形成了特大雪壓。在阿爾泰山區(qū)域雪壓值達1kN/m2。東北地區(qū)由于氣旋活動頻繁，并有山脈對氣流的抬升作用，冬季多降雪天氣，同時因氣溫低，更有利于積雪。因此大興安嶺及長白山區(qū)是我國又一個雪壓高值區(qū)。黑龍江省北部和吉林省東部的廣泛地區(qū)，雪壓值可達0.7kN/m2以上。但是吉林西部和遼寧北部地區(qū)，因地處大興安嶺的東南背風坡，氣流有下沉作用，不易降雪，積雪不多，雪壓僅在0.2kN/m2左右。長江中下游及淮河流域是我國稍南地區(qū)的一個雪壓高值區(qū)。該地區(qū)冬季積雪情況不很穩(wěn)定，有些年份一冬無積雪，而有些年份在某種天氣條件下，例如寒潮南下，到此區(qū)后冷暖空氣僵持，加上水汽充足，遇較低溫度，即降下大雪，積雪很深，也帶來雪災。1955年元旦，江淮一帶降大雪，南京雪深達51cm，正陽關達52cm，40cm。1961年元旦，浙江中部降大雪，東陽雪深達55cm45cm。江西北部以及湖南一些地點也會出現(xiàn)40～50cm以上的雪深。因此，這一地區(qū)不少地點26頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》0.40～0.50kN/m2。但是這里的積雪期是較短的，短則1、210來天。川西、滇北山區(qū)的雪壓也較高。因該區(qū)海拔高，溫度低，濕度大，降雪較多而不易溶化。但該區(qū)的河谷內(nèi)，由于落差大，高度相對低和氣流下沉增溫作用，積雪就不多。華北及西北大部地區(qū)，冬季溫度雖低，但水汽不足，降水量較少，雪壓也相應較小，一般為0.2～0.3kN/m2。西北干旱地區(qū)，雪壓在0.2kN/m2以下。該區(qū)內(nèi)的燕山、太行山、祁連山等山脈，因有地形的影響，降雪稍多，雪壓可在0.3kN/m2以上。南嶺、武夷山脈以南，冬季氣溫高，很少降雪，基本無積雪。對雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，例如輕型屋蓋，考慮到雪荷載有時會遠超過結(jié)構(gòu)自重，此時仍采用雪荷載分項系數(shù)為1.40，屋蓋結(jié)構(gòu)的可靠度可能不夠，因此對這種情況，建議將基本雪壓適當提高，但這應由有關規(guī)范或標準作具體規(guī)定。6.1.4 對山區(qū)雪壓未開展實測研究仍按原規(guī)范作一般性的分析估計。在無實測資料的情況下，規(guī)范建議比附近空曠地面的基本雪壓增大20%采用。屋面積雪分布系數(shù)屋面積雪分布系數(shù)就是屋面水平投影面積上的雪荷載sh與基本雪壓s0的比值，實際也就是地面基本雪壓換算為屋面雪荷載的換算系數(shù)。它與屋面形式、朝向及風力等有關。我國與前蘇聯(lián)、加拿大、北歐等國相比，積雪情況不甚嚴重，積雪期也較短。因此本規(guī)范根據(jù)以往的設計經(jīng)驗，參考國際標準ISO4355及國外有關資料，對屋面積雪分布僅概括地規(guī)定了8種典型屋面積雪分布系數(shù)(參見本規(guī)范表6.2.1)?，F(xiàn)就這些圖形作以下幾點說明:坡屋面本規(guī)范認為，我國南部氣候轉(zhuǎn)暖，屋面積雪容易融化，北部寒潮風較大，屋面積雪容易吹掉，因此仍沿用舊規(guī)范的規(guī)定α≥50°，μr=0和α≤25°，μr=1是合理的。拱形屋面本規(guī)范給出了矢跨比有關的計算公式，即μr=l/8f(l為跨度，f為矢高)，但μr規(guī)1.00.4。帶天窗屋面及帶天窗有擋風板的屋面天窗頂上的數(shù)據(jù)0.8是考慮了滑雪的影響，擋風板內(nèi)的數(shù)據(jù)1.4是考慮了堆雪的27頁，共36頁影響。多跨單坡及雙跨(多跨)雙坡或拱形屋面1.40.6則是考慮了屋面凹處范圍內(nèi)，局部堆雪影響及局部滑雪影響。高低屋面前蘇聯(lián)根據(jù)西伯里亞地區(qū)的屋面雪荷載的調(diào)查，規(guī)定屋面積雪分布系數(shù)r

2h，s@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》4.0h為屋面高低差，以m計，s0為基本雪壓，以kN/m2計；又規(guī)定積雪分布寬度a1=2h5m10m；積雪按三角形狀分布，見圖6.2.1。我國高雪地區(qū)的基本雪壓s0=0.5～0.8kN/m2，當屋面高低差達2m以上時，則μr通常均取4.0形成三角形分布的情況較少，一般高低屋面處存在風渦作用，雪堆多形成曲線圖形的堆積情況。本規(guī)范將它簡化為矩形分布的雪堆，μr取平均值為2.0，雪堆長度為2h4m8m。其他屋面形式對規(guī)范典型屋面圖形以外的情況，設計人員可根據(jù)上述說明推斷酌定，例如天溝處及下沉式天窗內(nèi)建議μr=1.4，其長度可取女兒墻高度的1.2～2倍。6.2.1中，對大部分屋面都列出了積雪均勻分布和不均勻分布兩種情況，后一種主要是考慮雪的漂移和堆積后的效應。設計建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時，原則上應按表6.2.1中給出的兩種積雪分布情況，分別計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的效應值，并按最不利的情況確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面，但這樣的設計計算工作量較大。根據(jù)長期以來積累的設計經(jīng)驗，出于簡化的目的，規(guī)范允許設計人員按本條文的規(guī)定進行設計。28頁，共36頁風荷載風荷載標準值及基本風壓對于主要承重結(jié)構(gòu)，風荷載標準值的表達可有兩種形式，其一為平均風壓加上由脈動風引起導致結(jié)構(gòu)風振的等效風壓；另一種為平均風壓乘以風振系數(shù)。由于在結(jié)構(gòu)的風振計算中，一般往往是第1振型起主要作用，因而我國與大多數(shù)國家相同，采用后一種表達形式，即采用風振系數(shù)βz，它綜合考慮了結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的動力響應，其中包括風速隨時間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。對于圍護結(jié)構(gòu)，由于其剛性一般較大，在結(jié)構(gòu)效應中可不必考慮其共振分量，此時可僅在平均風壓的基礎上，近似考慮脈動風瞬間的增大因素，通過陣風系數(shù)βgz來計算其風荷載?；撅L壓ω0是根據(jù)全國各氣象臺站歷年來的最大風速記錄，按基本風壓的標準要求，將不同風儀高度和時次時距的年最大風速，統(tǒng)一換算為離地10m高，自記10min平均年最大風速(m/s)。根據(jù)該風速數(shù)據(jù)，按附錄D的規(guī)定，經(jīng)統(tǒng)計分析確定重現(xiàn)期為50年的最大風速，作為當?shù)氐幕撅L速υ0。再按貝努利公式120 2

(7.1.2)@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》0確定基本風壓。以往，國內(nèi)的風速記錄大多數(shù)根據(jù)風壓板的觀測結(jié)果，刻度所反映的風速，實際上是統(tǒng)一根據(jù)標準的空氣密度ρ=1.25kg/m3按上述公式反算而得，因此在按該風速確定風壓時，可統(tǒng)一按公式ω0=2/1600(kN/m2)計算。0鑒于通過風壓板的觀測，人為的觀測誤差較大，再加上時次時距換算中的誤差，其結(jié)果就不太可靠，當前各氣象臺站已累積了較多的根據(jù)風杯式自記風速儀記錄的10min因此在確定風壓時，必須考慮各臺站觀測當時的空氣密度，當缺乏資料時，也可參D的規(guī)定采用。與雪荷載相同，規(guī)范將基本風壓的重現(xiàn)期由以往的30年統(tǒng)一改為50年，這樣，在標準上將與國外大部分國家取得一致。但經(jīng)修改后，各地的基本風壓并不是全在原有的基礎上提高10%，而是根據(jù)新的風速觀測數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析后重新確定的。為了能適應不同的設計條件，風荷載也可采用與基本風壓不同的重現(xiàn)期，附錄D給出相應的換算公式。29頁，共36頁資料表明，修訂后的基本風壓值與原規(guī)范的取值相比，總體上雖已提高了10%，但對風荷載比較敏感的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，以及自重較輕的鋼木主體結(jié)構(gòu)，其基本風壓值仍可由各結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，根據(jù)結(jié)構(gòu)的自身特點，考慮適當提高其重現(xiàn)期；對于圍護結(jié)構(gòu)，其重要性與主體結(jié)構(gòu)相比要低些，可仍取50年；對于其他設計情況，其重現(xiàn)期也可由有關的設計規(guī)范另行規(guī)定，或由設計人員自行選用。風壓高度變化系數(shù)在大氣邊界層內(nèi)，風速隨離地面高度而增大。當氣壓場隨高度不變時，風速隨高度增大的規(guī)律，主要取決于地面粗糙度和溫度垂直梯度。通常認為在離地面高300～500m高度稱之梯度風高度。地面粗糙度等級低的地區(qū)，其梯度風高度比等級高的地區(qū)為低。原規(guī)范將地面粗糙度等級由過去的陸、海兩類改成A、B、C三類，但隨著我國建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，對大城市中心地區(qū)，其粗糙程度也有不同程度的提高。考慮到大多數(shù)發(fā)達國家，諸如美、英、日等國家的規(guī)范，以及國際標準ISO4354和歐洲統(tǒng)一規(guī)范EN1991-2-4都將地面粗糙度等級劃分為四類，甚至于五類(日本)。為適應當前發(fā)展形勢，這次修訂也將由三類改成四類，A、B兩類的有關參數(shù)不變，C類指有密集建筑群的城市市區(qū)，其粗糙度指數(shù)α0.20.22，梯度風高度HG400m；新增添的D類，指有密集建筑群且有大量高層建筑的大城市市區(qū)，其粗糙度指數(shù)α0.3，HG450m。根據(jù)地面粗糙度指數(shù)及梯度風高度，即可得出風壓高度變化系數(shù)如下:

z0.24z 10

z0.32z 10C 0.616

z0.44

(7.2.1)z 10D0.318

z0.60@www.sinoae@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》在確定城區(qū)的地面粗糙度類別時，若無α的實測可按下述原則近似確定:以擬建房2km為半徑的迎風半圓影響范圍內(nèi)的房屋高度和密集度來區(qū)分粗糙度類別，風向原則上應以該地區(qū)最大風的風向為準，但也可取其主導風；30頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》以半圓影響范圍內(nèi)建筑物的平均高度h來劃分地面粗糙度類別，當h≥18m，D類，9mh≤18mCh<9mB類；影響范圍內(nèi)不同高度的面域可按下述原則確定，即每座建筑物向外延伸距離為其高度的面域內(nèi)均為該高度，當不同高度的面域相交時，交疊部分的高度區(qū)大者；平均高度h取各面域面積為權(quán)數(shù)計算。對于山區(qū)的建筑物，原規(guī)范采用系數(shù)對其基本風壓進行調(diào)整，并對山峰和山坡也是根據(jù)山麓的基本風壓，按高差的風壓高度變化系數(shù)予以調(diào)整。這些規(guī)定缺乏根據(jù)，沒有得到實際觀測資料的驗證。關于山區(qū)風荷載考慮地形影響的問題，目前能作為設計依據(jù)的，最可靠的方法是直接在建設場地進行與鄰近氣象站的風速對比觀測，但這種做法不一定可行。在國內(nèi)，華北電力設計院與中國氣象科學研究院合作，采用Taylor-Lee的模型，結(jié)合華北地區(qū)的山峰風速的實測資料，對山頂與山下氣象站的風速關系進行研究(見電力1997/1)，但其成果仍有一定的局限性。國外的規(guī)范對山區(qū)風荷載的規(guī)定一般有兩種形式:一種也是規(guī)定建筑物地面的起算點，建筑物上的風荷載直接按規(guī)定的風壓高度變化系數(shù)計算，這種方法比較陳舊。另一種是按地形條件，對風荷載給出地形系數(shù)，或?qū)︼L壓高度變化系數(shù)給出修正系數(shù)。這次修訂采用后一種形式，并參考加拿大、澳大利亞和英國的相應規(guī)范，以及歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會ECCS的規(guī)定(房屋與結(jié)構(gòu)的風效應計算建議)，對山峰和山坡上的建筑物，給出風壓高度變化系數(shù)的修正系數(shù)。風荷載體型系數(shù)風荷載體型系數(shù)是指風作用在建筑物表面上所引起的實際壓力(或吸力)與來流風的速度壓的比值，它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度有關，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關。由于它涉及的是關于固體與流體相互作用的流體動力學問題，對于不規(guī)則形狀的固體，問題尤為復雜，無法給出理論上的結(jié)果，一般均應由試驗確定。鑒于原型實測的方法對結(jié)構(gòu)設計的不現(xiàn)實性，目前只能采用相似原理，在邊界層風洞內(nèi)對擬建的建筑物模型進行測試。7.3.138項不同類型的建筑物和各類結(jié)構(gòu)體型及其體型系數(shù)，這些都是根據(jù)國內(nèi)外的試驗資料和外國規(guī)范中的建議性規(guī)定整理而成，當建筑物與表中列出的體型類同時可參考應用。有關本規(guī)范中列出的各類建筑物體型的體型系數(shù)的說明，31頁，共36頁@www.@資料編號：GB50009--2001@《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可參見《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GBJ9-87的條文說明。這次修訂將原第26項封閉式皮帶通廊取消；原第34項塔架的內(nèi)容，為了便于計算，將原來的按單片桁架的體型系數(shù)改為整體塔架的體型系數(shù)；將原第40項高層建筑改為封閉式房屋和構(gòu)筑物，并將其中的矩形平面用原第37項(封閉式正方形及多邊形構(gòu)筑物)的內(nèi)容代替。必須指出，表7.3.1中的系數(shù)是有局限性的，這次修訂強調(diào)了將風洞試驗作為抗風設計輔助工具的必要性，尤其是對于體型復雜而且性質(zhì)重要的房屋結(jié)構(gòu)。當建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時，由于旋渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風壓會顯著增大，設計時應予注意。對比較重要的高層建筑，建議在風洞試驗中考慮周圍建筑物的干擾因素。根據(jù)國內(nèi)有關資料(張相庭:《工程抗風設計計算手冊》，中國建筑工業(yè)出版社，199872～73頁)，提供的增大系數(shù)，是根據(jù)國內(nèi)試驗研究報告取較低的下限而得出，其取值基本上與澳大利亞規(guī)范接近。當與鄰近房屋的間距小于3.5倍的迎風面寬度且兩棟房屋中心連線與風向成45°時，可取大值；當房屋連線與風向一致時，可取小值；當與風向垂直時不考慮；當間距大于7.5倍的迎風面寬度時，也可不考慮。風力作用在高層建筑表面，與作用在一般建筑物表面上一樣，壓力分布很不均勻，在角隅、檐口、邊棱處和在附屬結(jié)構(gòu)的部位(如陽臺、雨篷等外挑構(gòu)件)，局部風壓會超過按表7.3.1所得的平均風壓。根據(jù)風洞實驗資料和一些實測結(jié)果，并參考國外的風荷載規(guī)范，對負壓區(qū)可根據(jù)不同部位分別取體型系數(shù)為-1.0～-2.2。對封閉式建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實際存在的個別孔口和縫隙，以及機械通風等因素，室內(nèi)可能存在正負不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取±(0.2～0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±0.2。順風向風振及風振系數(shù)參考國外規(guī)范及我國抗風振工程設計和理論研究的實踐情況，當結(jié)構(gòu)基本自T≥0.25s時，以及等于高度超過30m且高寬比大于1.5的高柔房屋，由風引起的結(jié)構(gòu)振動比較明顯.而且隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增長，風振也隨著增強，因此在設計中應考慮風振的影響，而且在原則上還應考慮多個振型的影響；對于前幾個頻率比較密集的結(jié)構(gòu)，例如桅桿、屋蓋等結(jié)構(gòu)，需要考慮的振型可多達10個及以上。對此都應按