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5.樓面和屋面活荷載5、1、民用建筑樓面均布活荷載5.1 1 作為強制性條文.本次修訂明確規(guī)定表5 1。1中列入的民用建筑樓面均布活荷載的標準值及其組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準永久值系數(shù)為設計時必須遵守的最低要求 如設計中有特殊需要。荷載標準值及其組合值.頻遇值和準永久值系數(shù)的取值可以適當提高.本次修訂.對不同類別的樓面均布活荷載.除調整和增加個別項目外,大部分的標準值仍保持原有水平、主要修訂內容為,1、提高教室活荷載標準值、原規(guī)范教室活荷載取值偏小、目前教室除傳統(tǒng)的講臺，課桌椅外 投影儀,計算機 音響設備、控制柜等多媒體教學設備顯著增加.班級學生人數(shù)可能出現(xiàn)超員情況，本次修訂將教室活荷載取值由2.0kN.m2提高至2。5kN,m2 2 增加運動場的活荷載標準值，現(xiàn)行規(guī)范中尚未包括體育館中運動場的活荷載標準值,運動場除應考慮舉辦運動會 開閉幕式。大型集會等密集人流的活動外.還應考慮跑步。跳躍等沖擊力的影響、本次修訂運動場活荷載標準值取為4、0kN。m2,3。第8項的類別修改為汽車通道及,客車、停車庫。明確本項荷載不適用于消防車的停車庫，增加了板跨為3m。3m的雙向板樓蓋停車庫活荷載標準值.在原規(guī)范中，對板跨小于6m、6m的雙向板樓蓋和柱網小于6m、6m的無梁樓蓋的消防車活荷載未作出具體規(guī)定 由于消防車活荷載本身較大，對結構構件截面尺寸 層高與經濟性影響顯著.設計人員使用不方便 故在本次修訂中予以增加,根據研究與大量試算,在表注4中明確規(guī)定板跨在3m.3m至6m、6m之間的雙向板?？梢园淳€性插值方法確定活荷載標準值、對板上有覆土的消防車活荷載。明確規(guī)定可以考慮覆土的影響.一般可在原消防車輪壓作用范圍的基礎上.取擴散角為35,以擴散后的作用范圍按等效均布方法確定活荷載標準值，新增加附錄B。給出常用板跨消防車活荷載覆土厚度折減系數(shù)，4，提高原規(guī)范第10項第1款浴室和衛(wèi)生間的活荷載標準值，近年來 在浴室 衛(wèi)生間中安裝浴缸,坐便器等衛(wèi)生設備的情況越來越普遍、故在本次修訂中 將浴室和衛(wèi)生間的活荷載統(tǒng)一規(guī)定為2 5kN m2。5 樓梯單列一項。提高除多層住宅外其他建筑樓梯的活荷載標準值 在發(fā)生特殊情況時 樓梯對于人員疏散與逃生的安全性具有重要意義。汶川地震后。樓梯的抗震構造措施已經大大加強 在本次修訂中,除了使用人數(shù)較少的多層住宅樓梯活荷載仍按2。0kN。m2取值外。其余樓梯活荷載取值均改為3.5kN。m2。在 荷載暫行規(guī)范,規(guī)結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)范并結合我國具體情況，按經驗判斷的方法來確定的,工業(yè)與民用建筑結構荷載規(guī)范。TJ,9,74修訂前。在全國一定范圍內對辦公室和住宅的樓面活荷載進行了調查 當時曾對4個城市，北京 蘭州 成都和廣州。的606間住宅和3個城市,北京、蘭州和廣州,的258間辦公室的實際荷載作了測定,按樓板內彎矩等效的原則、將實際荷載換算為等效均布荷載.經統(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,m2和0 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1，58中對辦公樓允許按不同情況可取1 5kN,m2或2kN m2進行設計。而且較多單位根據當時的設計實踐經驗取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,一般仍按實際荷載的具體分析.并考慮當時的設計經驗。在原規(guī)范的基礎上適當調整后確定，建筑結構荷載規(guī)范.GBJ、9.87根據、建筑結構統(tǒng)一設計標準、GBJ 68,84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作了調查和統(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，但對結果估計不會有嚴重影響。而調查和統(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基本保持不變的荷載、例如住宅內的家具.物品。工業(yè)房屋內的機器.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。室內掃除時家具的集聚等,對持續(xù)性活荷載Li的概率統(tǒng)計模型，可根據調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3，圖3 持續(xù)性活荷載隨時間變化示意圖，對臨時性活荷載Lr由于持續(xù)時間很短。要通過調查確定荷載在單位時間內出現(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一次最大的臨時性荷載值 以此作為時段內的最大荷載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 圖4，圖4。臨時性活荷載隨時間變化示意圖。出于分析上的方便.對各類活荷載的分布類型采用了極值。型、根據Lr和Lrs的統(tǒng)計參數(shù).分別求出50年最大荷載值LiT和LrT的統(tǒng)計分布和參數(shù),再根據Tukstra的組合原則 得出50年內總荷載最大值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查 其中 在全國25個城市實測了133棟辦公樓共2201間辦公室 總面積為63700m2 同時調查了317棟用戶的搬遷情況,對全國10個城市的住宅實測了556間、總為7000m2、同時調查了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.總面積為23700m2 表2中的LK系指。建筑結構荷載規(guī)范，GBJ,9。87中給出的活荷載的標準值 按。建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準、GB 50068的規(guī)定、標準值應為設計基準期50年內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 但對性質類同的可變荷載 應盡量使其取值在保證率上保持相同的水平.從表5 1。1中可見.若對辦公室而言 LK.1，5kN，m2.它相當于LT的均值μLt加1,5倍的標準差σLT,其中1,5系數(shù)指保證率系數(shù)α.若假設LT的分布仍為極值,型，則與α對應的保證率為92.1.也即LK取92,1.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。因此。在,建筑結構荷載規(guī)范,GB.50009。2001修訂時,樓面活荷載的最小值規(guī)定為2。0kN,m2、表2，全國部分城市建筑樓面活荷載統(tǒng)計分析表 關于其他類別的荷載,由于缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計資料.仍按以往的設計經驗,并參考國際標準化組織1986年頒布的，居住和公共建筑的使用和占用荷載,ISO，2103而加以確定 對藏書庫和檔案庫、根據70年代初期的調查、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 3m。凈距0,6m 放7層精裝書籍估計.GBJ,9,87修訂時參照ISO，2103的規(guī)定采用為5kN m2，并在表注中又給出按書架每米高度不少于2、5kN，m2的補充規(guī)定 對于采用密集柜的無過道書庫規(guī)定荷載標準值為12kN。m2、客車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ISO。2103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板跨不小于6m的雙向板或無梁樓蓋，對國內目前常用的單向板樓蓋,當板跨不小于2m時 應取4，0kN。m2比較合適,當結構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構局部效應的依據,如抗沖切等 對其他車的車庫和車道。應按車輛最大輪壓作為局部荷載確定 目前常見的中型消防車總質量小于15t。重型消防車總質量一般在。20 30，t，對于住宅,賓館等建筑物.滅火時以中型消防車為主 當建筑物總高在30m以上或建筑物面積較大時。應考慮重型消防車,消防車樓面活荷載按等效均布活荷載確定、本次修訂對消防車活荷載進行了更加廣泛的研究和計算,擴大了樓板跨度的取值范圍、考慮了覆土厚度影響.計算中選用的消防車為重型消防車、全車總重300kN，前軸重為60kN.后軸重為2,120kN.有2個前輪與4個后輪.輪壓作用尺寸均為0。2m、0、6m、選擇的樓板跨度為2m,4m的單向板和跨度為3m，6m的雙向板、計算中綜合考慮了消防車臺數(shù)。樓板跨度 板長寬比以及覆土厚度等因素的影響.按照荷載最不利布置原則確定消防車位置。采用有限元軟件分析了在消防車輪壓作用下不同板跨單向板和雙向板的等效均布活荷載值，根據單向板和雙向板的等效均布活荷載值計算結果.本次修訂規(guī)定板跨在3m至6m之間的雙向板.活荷載可根據板跨按線性插值確定。當單向板樓蓋板跨介于2m,4m之間時，活荷載可按跨度在,35.25、kN m2范圍內線性插值確定。當板頂有覆土時、可根據覆土厚度對活荷載進行折減.在新增的附錄B中，給出了不同板跨,不同覆土厚度的活荷載折減系數(shù).在計算折算覆土厚度的公式、B。0,2、中 假定覆土應力擴散角為35。常數(shù)1.43為tan35、的倒數(shù).使用者可以根據具體情況采用實際的覆土應力擴散角θ，按此式計算折算覆土厚度,對于消防車不經常通行的車道，也即除消防站以外的車道,適當降低了其荷載的頻遇值和準永久值系數(shù)。對民用建筑樓面可根據在樓面上活動的人和設施的不同狀況，可以粗略將其標準值分成以下七個檔次 1.活動的人很少LK 2，0kN，m2,2，活動的人較多且有設備LK、2,5kN.m2，3、活動的人很多且有較重的設備LK、3 0kN 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 活動的性質比較劇烈LK。4,0kN,m2 6、儲存物品的倉庫LK.5。0kN.m2.7，有大型的機械設備LK，6，7,5.kN m2、對于在表5.1，1中沒有列出的項目可對照上述類別和檔次選用.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、2.5,kN、m2范圍內采用，對于洗衣房。通風機房以及非固定隔墻的樓面均布活荷載。均系參照國內設計經驗和國外規(guī)范的有關內容酌情增添的，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，走廊。門廳和樓梯的活荷載標準值一般應按相連通房屋的活荷載標準值采用。但對有可能出現(xiàn)密集人流的情況.活荷載標準值不應低于3，5kN m2、可能出現(xiàn)密集人流的建筑主要是指學校、公共建筑和高層建筑的消防樓梯等.5。1,2,作為強制性條文.本次修訂明確規(guī)定本條列入的設計樓面梁.墻。柱及基礎時的樓面均布活荷載的折減系數(shù)。為設計時必須遵守的最低要求,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，允許按樓面活荷載標準值乘以折減系數(shù)。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)范是按結構部位的影響面積來考慮外,其他國家均按傳統(tǒng)方法.通過從屬面積來慮荷載折減系數(shù)。對于支撐單向板的梁、其從屬面積為梁兩側各延伸二分之一的梁間距范圍內的面積.對于支撐雙向板的梁。其從屬面積由板面的剪力零線圍成。對于支撐梁的柱,其從屬面積為所支撐梁的從屬面積的總和.對于多層房屋 柱的從屬面積為其上部所有柱從屬面積的總和。在ISO 2103中 建議按下述不同情況對荷載標準值乘以折減系數(shù)入、當計算梁時。1,對住宅.辦公樓等房屋或其房間按下式計算.2。對公共建筑或其房間按下式計算 式中.A。所計算梁的從屬面積,指向梁兩側各延伸1,2梁間距范圍內的實際樓面面積，當計算多層房屋的柱.墻和基礎時、1、對住宅 辦公樓等房屋按下式計算 2,對公共建筑按下式計算.式中、n。所計算截面以上的樓層數(shù)，n.2、為了設計方便。而又不明顯影響經濟效果 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1.1。建筑類別采用的折減系數(shù)改用。對第1，2,8項的建筑類別 直接按樓面梁的折減系數(shù)。而不另考慮按樓層的折減。這與ISO。2103相比略為保守 但與以往的設計經驗比較接近 停車庫及車道的樓面活荷載是根據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.本次修訂。設計墻，柱和基礎時針對消防車的活荷載的折減不再包含在本強制性條文中 單獨列為第5.1，3條,便于設計人員靈活掌握、5、1.3。消防車荷載標準值很大.但出現(xiàn)概率小，作用時間短.在墻。柱設計時應容許作較大的折減。由設計人員根據經驗確定折減系數(shù).在基礎設計時,根據經驗和習慣 同時為減少平時使用時產生的不均勻沉降，允許不考慮消防車通道的消防車活荷載、