荷载取值费思量——《荷载规范》学习心得

ｌ建筑与结构设计　＾　ｌ　∞ｄ　‘Ｗ　Ｊ　ｎ　【文章编号】１００７—９４６７（２００６）１２—００３０—０６　荷载取值费思量　《荷载规范》学习心得　一陈企奋　（中国船舶工业第九设计研究院，上海２０００６３）　【摘要】对（健筑结构荷载规范》的一些条文，从规范确定楼　他简单行事，没有作进一步的思考。表中确将走廊　面均布活荷栽的原则出发，提出一些看法和建议　荷载定为２．５ｋＮ／ｍ　，但《荷载规范》根据民用建筑楼　【关键词】荷载规范；活荷载确定原则：荷载取值　面活动人数和设施的不同状况确定荷载值，并分成　ｔＯ图分类号］ＴＵ２０３　【文献标志码】Ａ　七个档次，其中活动的人较多且有设备时为２．５ｋＮ／ｍ２；　Ｈｏｗ　ｔｏ　Ｄｅｃｉｄｅ　Ｌｏａｄ　Ｖａｌｕｅ　活动的人ｊ艮多且有较重的设备时为３．０ｋＮ／ｍ：；活动的　——Ｓｏｍｅ　Ｉｄｅａｓ　ｏｎ＜＜Ｌｏａｄ　Ｃｏｄｅ））　人很集中，有时很挤或有较重的设备时为　ＣＨＥＮＱｉ—ｆｅｎ　３．５ｋＮ／ｍ　。表１是《荷载规范》的表４．１．１（部分）。　（Ｔｈｅ　Ｎｉｎｔｈ　Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣＳＳＣ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　表１民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、　２０００６３，Ｃｈｉｎａ）　频遇值和准永久值系数　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄ　ｏｎ（（Ｌｏａｄ　ｃｏｄｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）），ｈｔｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｆｏｒ　项次　类别　，　誊　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ｌｆｏｏｒｕｎｉｆｏｒｌＴ１　ｌｉｖｅ　ｌｏａｄ．　［Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ］Ｌｏａｄ　ｃｏｄｅ；ｈｔｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｆｏｒ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｌｉｖｅ　ｌｏａｄ；ｌｏａｄ　ｖａｌｕｅ　《建筑结构荷载规范》…１（ＧＢ　５０００９．２００１，下称　《荷载规范》），颁布施行已４年多。荷载规范是基础　性规范，各种建筑结构的设计几乎都离不开它，所　以认真学习、全面掌握其内涵显得很重要。笔者结　合工作实践谈点学习荷载规范的体会。　１教学楼外廊活荷载取值　某中等专科学校教学楼为多层建筑，其平面为　单跨框架，单侧悬挑外走廊。这走廊楼面均布活荷　载标准值取多少合适呢？设计人按《荷载规范》表　４．１．１取２．５ｋＮ／ｍ２。虽不能说毫无根据，但笔者认为　教室外走廊是师生每天多次必经之路。上学放　维普资讯 http://www.cqvip.com

学、下课休息，走廊荷载的极值高，如有突发情况更　是人群密集。所以教学楼外走廊上“活动的人很集　中，有时很挤”，无疑应取３．５ｋＮ／ｍｚ。该表第ｌ２项次　“阳台”：当人群有可能密集时，标准值应取　３．５ｋＮ／ｍ　。阳台活荷载尚且要取３．５ｋＮ／ｍ　，何况教学　楼外走廊呢？外走廊的结构形式和阳台差不多，但　其交通的繁忙和人员的集中有过之而无不及。所　以，教学楼外走廊活荷载标准值应取为３．５ｋＮ／ｍ　（规范条文字面上也存在难解之处：“教室”指学生　上课的房间，又怎来“走廊、门厅、楼梯”呢？还有类　似情况不～　例举）。规范中均布荷载标准值是设　计采用的最小荷载值，适用于一般使用条件，“当实　际使用荷载较人或情况特殊时，应按实际情况采用　更大的荷载”。表注ｌ即要求结构工程师不能简单　机械地卣目套用，而要符合实际情况。我们注意到　《建筑结构荷载设计手册》　２将《荷载规范》表中１　１　项次（３）的文字改写为“其他民用建筑以及当人流　可能密集时”活荷载标准值取３．５ｋＮ／ｍｚ，这样条文　就严密了，减少了设计人员误套误用荷载标准值的　可能。　２楼梯活荷载取值　《荷载规范》表４．１．１第１１项将走廊、门厅、楼　梯的活荷载分成　类，其中消防疏散楼梯的活荷载　标准值取为３．５ｋＮ／ｍ　。查《建筑设计防火规范》［　中　有消防电梯、防烟楼梯间、封闭楼梯间、疏散楼梯之　称，却未见消防疏散楼梯。凡楼梯均有竖向交通和　疏散的功能，建筑规范中未分出消防疏散楼梯，要　结构设计人员来区分是勉为其难了。这条文又是强　制性条文，容不得越雷池半步。于是，有人凡见楼梯　都取３．５ｋＮ／ｍ　，设计安全系数是大了，审图部门也　能通过，但建筑资源有可能被浪费了。有规范宣贯　资料将多层住宅楼梯定为一般楼梯（活荷载取　２．０ｋＮ／ｍｚ），高层建筑楼梯定为消防疏散楼梯（活荷　载取３．５ｋＮ／ｍｚ），其他公共建筑楼梯的活荷载根据　其疏散人数，比照多层住宅或高层建筑楼梯的疏散　人数取值。此意见虽然结合实际情况，但可操作性　比较差。　建筑与结构设计　ｌ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅ　ｌ　从《荷载规范》确定活荷载值的标准可推知：消　防疏散楼梯是指旅馆楼、医院病房、高层住宅楼、办　公楼、教学楼、医院门诊部等服务范围较人、疏散人　员很拥挤的楼梯，活荷载取３．５ｋＮ／ｍ　。疏散人员较　少或较多时可取２．０ｋＮ／ｍ　～２．５ｋＮ／ｍ　。所以荷载规　范条文措辞还有待改进。设计人员采用活荷载标准　值，按表４．１．１选取的同时，还应以七档取值标准对　照复核。　３住宅浴室、厕所间活荷载取值　《荷载规范》表４．１．１第ｌ项中的民用建筑的浴　室、厕所、盟洗室的活荷载标准值定为２．０ｋＮ／ｍｚ，常　常可能偏小。近年来我国人民，｛　活水平飞速提高，　城市居民家中浴室厕所的设备越来越多，购置浴缸　已是寻常事。笨重的铸铁浴缸甚至庞大的按摩浴　缸，安装时浴缸周边要砌砖墙，浴缸下填实了黄砂；　浴缸自身重量已很人，再盛满几十厘米高的水。浴　室厕所面积较小，浴缸占的比例很大，计算表明活　荷载取２．０ｋＮ／ｍ　是远远不够的。表下虽然注明各项　荷载中“不包括隔墙自重和二次装修荷载”，但住宅　建筑图中示意的浴缸不应视作装修荷载而属设计　荷载。所以将住宅浴室厕所活荷载定为２．０ｋＮ／ｍ　是　偏不安全的。．　笔者认为，表４．１．１给出的各项活荷载适用于　一般使用条件，是最低标准，当使用荷载较大或情　况特殊时，应按实际情况采用。浴室厕所的活荷载　应由设计人员根据规定的设备来折算等效均布活　荷载，或取３．５ｋＮ／ｍ　～４．０ｋＮ／ｍ２，＿＿：次装修荷载另　计，并在设计图中详细告知。浴室厕所的楼面梁板　设计应根据设各可能布置的情况计算配筋。　４消防车荷载　《荷载规范》对汽车通道及停车库等效均布活　荷载标准值做了规定。这些荷载是按车辆轮子直接　行驶于楼板上（消防车指满载总重为３００ｋＮ的大型　车辆），取其轮压按一定的轮距、占地面积和楼板跨　度并考虑动力系数后折算成等效均布活荷载的。地　下室顶板作为汽车或消防车通道时，顶板上往往有　３１　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｌ建筑与结构设计　￣ｔｒｃｈｌｔｅｃｔｕ．＂ｄ口　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｅｓｉｓｎ　较厚的覆土和道路路面，这时应考虑覆土、道路的　扩散作用，按规范附录Ｂ的方式折算等效均布活荷　行；一些审图机构就是这样执行强制性条文的。如　此机械地看待规范条文，实际上违背了规范的具体　载。计算中荷载作用面平行和垂直于板跨的计算宽　度ｂ　和ｂ　宜分别按下式计算：　ｂ　＝６　２Ｓ＋　ｂ　＝６　２Ｓ＋　情况区别对待的原则。当实际情况与规范条文制定　的背景不符时，应按规范编制的方法重新确定合适　的参数，譬如将折减系数取得更符合（设计使用年　限中可能出现的）实际情况，或者经论证后不予以　折减，都不能认为是违反强制性条文；相反，这种科　式中，ｂ　和ｂ　分别为荷载作用面平行和垂直于板跨　的宽度；Ｓ为覆土和道路路面的扩散宽度（各取其厚　度乘扩散角，覆土扩散角参照地基压力扩散角ｔｇＯ＝　０－４）．４，道嘲　散角ｔ　＝１）：ｈ为地下室】贩的厚度。　由于覆土和道路路面厚度较大，考虑扩散作用　后折算活荷载值大大减小，较符合实际情况。如采　用规范表中均布荷载值设计汽车消防通道时不再　乘动力系数，因折算等效荷载时已计入。　消防车荷载远大于一般的客车，消防车又是偶　然行驶于住宅楼群间，可视作偶然荷载，偶然荷载　的代表值不乘分项系数。对于偶然设计状况，不必　同时考虑两种偶然荷载（在本例中不必将消防车荷　载和地震作用进行组合）。将消防车荷载视作偶然　荷载时，《荷载规范》中式３．２．３．１可改写如下：　Ｊｓ＝】／　Ｉ　ｔＫ＋　Ｊｓ　式中，　＝１．２；　为偶然荷载分项系数，　。＝ｌ；　为偶然荷载效应值；其余见《荷载规范》。　消防车作为偶然荷载，其准永久值系数应为０。　５楼面活荷载的折减系数　设计民用建筑楼面梁、墙、柱及基础时，荷载规　范对楼面活荷载的折减系数作了规定，并列为强制　性条文。对于工业建筑，由于楼板、次梁和主梁的等　效均布荷载的比值没有共同规律，难以给出统一的　折减系数，因此对其分别给出了等效均布荷载标准　值（同一楼面的板、次梁、主梁采用不同活荷载，实　际也是一种折减），设计墙、柱、基础时采用的整个　楼面活荷载与设计主梁的活荷载相同（特别要注意　楼板、次梁的活荷载远大于主粱），不考虑按楼层数　的折减。折减系数列为强制性条文，似乎意味着必　须这么做，取大了不行，取小了也不行，不折减更不　３２　学的态度恰是我们大力提倡的。强制性条文是最低　安全标准，将楼面活荷载折减系数列入其中并不合　适，改为推荐性条文较好。　６风荷载标准值　《建筑结构荷载设计手册》［习（第二版）（下称《荷　载设计手册》）中有关风荷载标准值计算等内容，与　荷载规范有较大的差异　如提出计算围护结构垂直于其表面的风荷载　标准值的公式：　＝口ｇｚ　。　：　。　式中，口　为高度Ｚ处的阵风系数，除幕墙结构按荷　载规范表７．５．１取值外，其他情况均取１．０。　叉提出了围护结构及其连接强度计算的局部　风压体型系数与围护构件的从属面积的关系；并对　墙角、屋面局部部位进一步明确其范围。　对顺风向风振和风振系数，提出对于一般建筑　物高度大于３０ｍ且高宽比大于１．５时，才应考虑风　压脉动对结构发生顺风向风振影响。　修改后的条文更合理了。　《荷载设计手册》（第二版）前言说：“《建筑结构　荷载规范》自实施以来，规范修订组从不同渠道收　集到使用意见，认为规范中的某些条文仍存在一定　的问题，正准备进行局部修订，本手册第二版内容　已包括了局部修订的内容。”但手册的性质与规范　是不能比拟的。与手册修改内容相似的荷载规范　２００３年局部修订条文（讨论稿）在社会上流传近３ａ　了，至今尚未“转正”为规范修订版，反映了规范管　理组的慎重，从另一方面证实了规范永远是滞后的。　笔者认为，目前的设计可采纳修订意见，但应　该征求审图部门的意见，以免引起不必要的争执。　维普资讯 http://www.cqvip.com

建筑与结构设计　ｌ　＾　删　Ｉ兀ｌｃｆ　７低矮房屋的风荷载　荷载规范没有单独列出低矮房屋风荷载的规　定，而《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》ｌ　４　】（ＣＥＣＳ１０２：２００２，下称《门式刚架规程》）提出了相关　刚架规程》取值。　５）其余情况风荷载体型系数及相应的基本风　压和阵风系数按《荷载规范》采用。　《钢结构设计手册》【　】及图集《轻型屋面梯形钢　屋架》（０５Ｇ５１５）是这么做的。笔者提出：在荷载规范　作出更改之前，较为稳妥的办法是，结构整体计算　按《荷载规范》进行，当符合低矮房屋范围时，还需　按低矮房屋复核；围护结构设计按《门式刚架规程》　进行设计，按《荷载规范》的要求复核。　风荷载标准值计算和围护结构的体型系数的　统一工作很重要，期盼《荷载规范》编制组早日完成　此项工作。　的风荷载规定。《门式刚架规程》【４］规定风荷载标准　值可按《荷载规范》公式（７．１．１一１）、（７．１．１．２）计算，但　不考虑风振系数和阵风系数，即ＪＢ　取等于１，　并将基本风压乘以１．０５。门式刚架规程对屋面坡度　不大于１０ｏ、屋面平均高度不大于ｌ８ｍ、檐口高度不　大于房屋最小平面尺寸的门式刚架，提出了一套风　荷载体型系数。如此一来，对于门式刚架的风荷载　体型系数　的取用有两种规范约束了。房屋风荷　载体型系数只与房屋形状有关，与结构类型无关，　所以低矮房屋体型系数不限于门式刚架结构。结构　按两种体型系数算得的风荷载组合弯矩设计值有　较大差别，某刚架按门式刚架规程算得的风荷载组　合弯矩设计值多种情况下偏小甚多，但对房屋跨高　比Ｌ／ｈ＞４、风荷载较大、屋面荷载较轻的门式刚架按　门式刚架规程算得的风荷载组合弯矩稍偏大【　。　对于两种系数同时共存的现象，《全国民用建　筑工程设计技术措施一结构》【　】提出：跨高比Ｌ／ｈ≤４　的门式刚架应按《荷载规范》计算风荷载标准值　及风荷载体型系数，不考虑风振系数』３ｚ；但对　Ｌ／ｈ＞４的门式刚架及房屋所有围护结构的风荷载标　准值　宜按门式刚架规程取用。　８结构漂移验算的荷载分项系数　结构漂移（即抗浮）验算，包括施工阶段基坑停　止降水时和正常使用阶段的漂移验算，《荷载规范》　规定其基本组合的永久荷载分项系数应取０．９（见　３．２．５，属强制性条文）。其他一些结构设计规范中，　也有关于抗浮验算的类似抗浮稳定抗力系数见表１。　表１有关规范或手册对抗浮验算的抗浮稳定抗力　综上所述，归纳如下：　１）计算房屋门窗和玻璃幕墙结构时，阵风系数　按《荷载规范》７．５．１条取值。　２）房屋高度大于３０ｍ且高宽比大于１．５的高　柔房屋，风振系数取值按《荷载规范》７．４．２计算，体　型系数按《荷载规范》采用。　３）低矮房屋，屋面坡度不大于ｌ０。，屋面平均高　度不大于１８ｍ、檐口高度不大于房屋的最小平面尺　寸，Ｌ／ｈ＞４时，　：取等于１，　。乘１．０５，体型系数按门　式刚架规程采用。　４）各类房屋包括单层工业厂房的围护结构，如　檩条、墙梁的风荷载标准值和体型系数均按《门式　３３　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｉ建筑与结构设计　，　从表１可知，按《荷载规范》计算所得的抗浮稳　定抗力系数较大。如将水浮力按永久荷载分项系数　取１．３５，则抗力系数大至１．５，显然偏大许多。《荷载　规范》规定，对于某些特殊情况，可按建筑结构有关　设计规范的规定确定。此条规定应也适用于结构的　倾覆、滑移或漂浮验算时荷载的分项系数取值。综　合表ｌ的内容，提出以下建议：　１）按建筑物的漂移验算，基础及上覆土自重分　项系数和地下室水浮力作用的分项系数均取为１，０　时，抗浮稳定抗力系数不宜小于１．２。　２）构筑物包括沉井，结构自重及覆土和水浮力　分项系数均取１．０时，抗浮稳定抗力系数取１．０５　１．１０。　３）计算中应忽略地下结构侧壁的摩阻力和建构　筑物内的可变作用。地下水的浮力不予折减。　４）地下水位的标高要取构建筑物设计使用年限　中可能出现的最高水位，取地下水位的平均标高或　一般标高是偏不安全的：施工验算要与施工时期的　控制水位相符。　９施工荷载　《荷载规范》对施工荷载的注意是不够的。虽有　规定：不上人屋面，当施工或维修荷载较大时，应按　实际情况采用；上人的屋面，当兼作其他用途时，应　按相应楼面活荷载采用。但是，施工和维修作为建　筑建造和使用寿命期中不可或缺的重要工况，其荷　载取值没有提及总是个缺憾。建筑地下室顶板作为　地面建筑楼面，施工时往往有大量建筑材料堆放、　施工机具的布置甚至运输车辆的来往，施工荷载常　常远大于楼面活荷载标准值。附建于高层建筑旁的　较低建筑屋面也常有这种情况。近年来，建筑物楼　屋面板出现裂缝成为人们投诉的焦点之一。经分　析，施工荷载超过楼板材料强度值是个重要原因。　设计人员应该予以重视，根据实际情况选用合适的　荷载值，并在施工图上详尽说明。在《荷载规范》未　作明确规定之前，对非人防地下室顶板的活荷载可　３４　取４．０ｋＮ／ｍｚ～５．０ｋＮ／ｍ２：裙房的屋面、建筑外墙上的　雨棚、挑檐等宜考虑作用有脚手架甚至消防荷载。　以施工荷载作为经常性的荷载来设计建筑结构是　不合理的：但将施工荷载完全推给施工单位解决是　不应该的，甚至是难以解决的。设计中应留有采取　合理的施工措施的余地。《荷载规范》应对施工荷载　作出规定以约束施工方和设计方。　１　０结束语　《荷载规范》的制定，给结构设计人员提供了极　大的便利，基本统一了荷载的设计标准，尤其是将　这些标准明确为设计的最低标准，在一定程度上保　证了建筑结构的安全。我们在运用《荷载规范》时应　系统掌握规范条文的真实含义，全面理解规范的内　涵，不能机械地生搬硬套，更不能为了某种因素去　钻规范的空子：同时必须理性地正确对待规范，　当规范条文与工程设计不相符时，应按《荷载规范》　编制的原则和方法去分析、推导，寻找更符合工程实　际的参数和指标，确保建筑结构的安全可靠经济管　理。ｄｂ　【参考文献】　［１］ＧＢ５０００９．２００１建筑结构荷载规范［ｓ】．　［２１陈基发，沙志国．建筑结构荷载设计手册（第二版）『Ｋ１．北　京：中国工业建筑出版社，２００４．　［３］ＧＢＪ　１６—８７建筑设计防火规范［ｓ】．　【４】ｃＥｃｓｌ０２：２ｏ０２门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［ｓ】．　［５１《钢结构设计手册》编辑委员会．钢结构设计手册（上）【Ｋ】．　北京｛中国建筑工业出版社，２００４．　【６】建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准　设计研究所．２００５全国民用建筑工程设计技术措施——　结构［Ｍ】．北京：中国计划出版社，２００４．　【收稿日期１２００６—０７．２０　陈企奋（１９５０￣），男，浙江余姚人，教授级高级工程师，　从事建筑结构设计工作．