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5 楼面和屋】面活荷载
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5:.1 民》用建筑楼面均—布,活荷载?
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5.1《。.,1 作为》强制性条文本—次修订?明确规定表》5.1.《1中列入的民用建筑!楼面均布活荷载的】标,准值及其组合—值,系数、频遇值系【。数和准永久值系数】为设计时必须—遵,守的最低要求—如设计?中有特殊需要荷载】标准值及其组合【值、:频,遇值和准永久值系数!的取值可以》。适当提高
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本!次修订对不》同类别的楼面均【布,活荷载除调》整和:增加个别项目—外大部分的标准值】仍,保,持,原有水平主要修【订内容为
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1)提高!教室活?荷载标准值原规范】教室:活荷:载取值偏小》目前教室《除传统的《讲台、?课桌椅外投影仪、】计算机、音》响设备、《。控制柜等多媒体教学!设备显著增加;【班级学生人数可【能出现超员情况本次!修订将教室活—。荷载取?值由2.0kN/】m2提高至》2.5k《。N/m2
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2)增加!运,动场:的活荷载标准—值现行规范》中尚未包括体育馆中!运动场的活荷载标准!值运动场《除应考虑举办运动会!、开闭?幕式、大《型集会等密集人流的!活动外还应考—虑跑步、跳跃等冲击!力的影响本》次修:订运动场活》荷载标准值取—为4:.0kN/m—2
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: 3)第8项!的,类别:修改为汽《车,通道及“《。客车”?停车库明确本项荷载!不适用于消防车【的停车?库,;增加了板跨—为3m?×,3m的双向板楼【盖停车?库活荷载标》准值在原规》范中对板跨小—。于6m?×6:。m的双向板楼盖和柱!。网小于6m×6【m的无梁楼盖—。的消防车活荷载【未作出具体规定由】于消:防车活荷《载本身较大对—结,。构构件截《。面尺寸、层高与经】济性影响《显著设?计人员使用》不方便?故在本次修订—中予以增加》
》
? :。根据研究与大量试】算在:表注4中明确规【定,板跨在3m×3m至!6m:×6m之间》的双向板可以按线】性插:值方法确定》。活荷载标准值
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? : 对板上有覆土的消!。防车活荷载明确【规定可以考虑覆土的!影,响,一般可?在原消?防车轮压作用—。范围:的基础上《。取扩散角为3—5°以扩《散后的作《用范围按等效—均布方法确》定活荷载标》准,值新增加《附,录,B给出常用》板跨消防《车活荷载覆土—厚度:折减:系数
》
4】)提高原规范第【10项第1款浴室和!卫,生,间的活荷载标准【值近年来在》浴室、卫生间中【安装浴缸《。、坐便器等卫生设备!的情况越来》越普遍故在本次修订!。。中将浴室和卫生【间的活荷载统一【规定为2.》5k:N/m2
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? : 5)楼梯单列一】项,提高除多层住宅【外其他建筑楼梯【的活荷载标准值在】发,生特殊情《况时楼梯对》于人员疏散与逃生】。的安全性具有重要】意义汶川地震后楼】梯的抗?震构:造措施?已经大大加强在本】次修订中除了使用】人数较少的多层住】宅楼梯活荷载—仍按:2.0k《N/m2取值—外其余楼梯活—荷载取值均》改,为,3.5kN/m2】
【。。 在《荷载暂行《规范规结《158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TJ 《9-74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2—58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《1.4?02:kN/?m2标准差为—0.23《kN/m2和0.2!19k?N/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1.8—4kN/m2但【在规结158中对】办公楼允《。许按不?同情况可《取1.5kN/【m2或2《kN/m2进行设计!而且较多单位根据】当时的设计》实践:经验取1.5—kN/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GB【J 9-《87根据《建筑结构统一设计标!准GBJ《 68?-84对荷》载标准值的定义【重新对住宅、—办公:室和商店的楼面【活荷载作了调查和】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—论上虽然不很严格但!对结果估计不会有】严,重影响而调查—和统计工作却可得到!很大的简《化
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, : , 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【
【 对持续—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τ及荷载的统!计分布采用等时段】的二项平稳》随机过?程(图?3)
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,。。
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图3 持续性】活荷载随时间变化】示意图
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《 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)
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图4 — 临时性活荷载随】时间变化示意—图
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—。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Tuks】t,ra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2—5个城市实测了13!。。3,栋办公楼共》2201间》办公室总面积为63!700m2同时调】查了3?。17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7《000?m2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?23:700m《2
! 表2《中的LK系指建筑】结,构荷载规范》GBJ 9-87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GB !50:068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:5.1.1中—可见若对《办公室?而言LK=1—.5kN《/m2它相》当于LT的均值【μLt加1.5【倍的标准差σLT】。其中1.5系数指保!证率系数α若假【设LT的《分,布仍为极值Ⅰ型则】与α对应的保证【率为92.》。1%:也即LK取9—2.1%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《。也难以预测因此在】建,。筑结:构荷载规范GB【 50009-20!01修订时楼面活】荷,载的最?小值规定为2.0k!。N/m2
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表2 】全国部分城市建【。筑楼面活荷载统【计分析表
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? 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【验并参考国际标准】化组织198—6年:颁,布,的居住和公共建筑的!使用和?占用:荷载ISO》 2103而加以】确定
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—对藏书库和档案【库根据7《。0年代初期的—调查其荷载一般【为3.?5kN/m》2左右个《别超:过4kN/m—2而最重的》可达5?.5k?N/m2(按书架高!。。。2,.,3m净距0》.6m放7层—精装书籍《估计)GBJ 9】-87?修订时参照I—SO 2103的规!定,采用为5kN/m2!并在表注中又给【出按书架《每米高度《。不,少于2.《5kN/m2的补充!规定:对于采用密集柜的无!过道书库规定荷【载,标准值?。为12kN/m2
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: , 客车停车库及车!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I【S,O 2103—中停车库活荷载【标准值取2.5k】N,/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/m【2,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:的车库和车道应按车!辆最大轮压》作为局?部荷载?确定
】 《 目:前常见的中》型,消防车总质》量小:于15t重》型消防车总质量一般!在(:。20~30》)t对?于住:宅、宾馆等建筑物】灭火时以中型—消防车为主当建【筑物总高在》。30m以上》或建筑?物面积较大》时应考虑重型—。消防车?消防车楼面活—。荷载按?等效均布活》荷载确定本次修订对!消防车?活荷载进《。行了:更加广泛的研究【和计算扩大了楼【板跨度的《取值范围考虑了【。覆土厚度影响计算中!选用的消防车为重型!消,。防车:全车总重30—0k:。N前轴重为60k】N后:轴,重为2×1》20kN《有2个前《轮与4个后轮轮【。压作:用尺寸均为0.【2m:×0:.6m选择》的楼板跨《度为2m~4m的】。。单向板和跨度为3m!~6m的双向—板计算中综》。合考虑了《。消,防车台数、楼板跨度!、板长宽《比,以及覆土厚》度等:因素的影响》按照荷载《最不利?布,置原则确定消—防车:位,置采用?有限元?软件分析了在消防车!轮压作用下不同板跨!单向:板和:双向板的等》。效均:布活荷载值》
《
《。 , 根据单向板和双向!板的等?。效均布活荷载值【计算结果本次修订规!定板跨?在3:m至6m之间的双向!板活荷载可》根据板跨按线性插值!确定当?单,向板楼盖板跨介于】2m~4m之间【时活荷?载可按跨度在(3】。5~25)kN/m!2范:围内线性插值确【定
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当板【。顶有覆土时可—根据:覆土厚度对活荷载】进行折减在新增的附!。录B中给出了不同板!跨、不?。同覆土厚度的活【荷载折减系》数,
》。
? 在计《算折算覆土厚—度的公式(B.0】.2)中假定覆土】应力扩散《角为35°常数1】.43为tan35!°的倒数使用—。者可以根《据具体情况采用【实际的覆土应—力扩散?角θ按此《式计算折《算,覆土:厚度
《
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? 《对于消防车》不,经常通行《的,车道也即除消防站以!外,的车道适当降低了其!荷载的频遇值—和准永久值系—数
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: : 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!况可:以粗略将其标准值】。分成以下七个档次
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, 《(1)活动的—人很少LK=2.0!kN/m2》;
》
? (2)—活动:的人较多且有设【备LK=2.5k】N/m2;
】
》 (?3)活动的人—很多且有《较重的设备L—。。K=3.《0kN/m2;【
《
? (4)活动】的人很集中有时很】挤,或有较重的设备【LK:=3:.5kN《/m:2
《
《 (5)活【动的:性质比较剧烈L【K=4?.0:kN/?。m2:。。;
》
—(6)储存物品【的仓库LK=5【。.0:kN/m2;
】
,。
(7!)有大型的机—械设备LK=—(6~7.5)【。kN/m2
【。
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对于【。在表5.《1.1中没有列出】的项目可对》照上述类《别和档次《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《(2.0~2—。.5)?kN:/m:2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(k!N/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4.0—kN/m2》的情:况不小于《0.:5kN/m2—
【。 , , 走廊、门厅和【楼梯的活荷载标准值!一般应按相连通【房屋的?活荷载标准值—采用但对有可能【出现密集人流—的情况活《荷载标准值不应低】于3.5kN—/m2?可能:出,现密集人《。流,的,建,筑,主要是指学》校、公共建筑—和高层建筑的消【防楼梯?等
》
5.《1.2 《 ,作为强?制性条文本》次修订明确规定【本条:列入的?设计楼面梁、墙【、,柱及基础时》的楼面均布》活荷:载的折减系》数为设计《时必:须遵守的《。最低要求《
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《 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《值时允许按楼面活荷!载标准值《。乘以折减系数
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《 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《来虑荷载折减系数对!。于支撑单向》板,的梁其从属》面,积,为梁两?侧各延伸二分之一】的梁间?距范围内的面积;对!于支撑?双向板的梁其从属】面积由板面的剪力零!线,围成对于支撑梁的】柱其从属面积为【所支撑梁的从属面积!的总和;对》于多层房屋柱的从属!面积为其上部所【有柱从属《面积的总和
!
在IS!O, 21?03中?建议按下《述不同情况对荷【载标准值乘以折【减系数入
》
:
? 《当计算梁《时
】 1 对住宅!、办公楼等房—屋或其?房间按下式计算
】
《
! 2? 对公共建筑或】。其房间按下式计【算
《
! ? 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【房屋按下式计算
!
《
》
: 2 对公】共,建筑按下式计—算
【
《
式中】n,所,计算截面以上的楼层!数n≥?2
! 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)建】筑类别采用的折减】系数改?用对第1(》。。2)~8项的建筑】类别直?接按:楼面梁的折减系数而!不另考?虑按楼层的折减【这与ISO 210!3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
《
》 本次》修订设计墙》、柱和基础时—针对消防车的—活荷载的《折减不再包含在本】强,制性条文中》单独列为第5—.1.3条便于设计!人员灵活掌握
!
5.1.3 ! 消防车荷载标准值!。。很大但出现概率【小作用?时间短在墙、柱设计!时应容许《作较大的折减由设】计人员根据经—验确定折减系数在基!础设计时根据经【验和习惯同》时为:减少:平时使用时产生的不!。均匀:沉降允?许不:考虑消防车通道【的消防车活荷载【
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