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【3.1.3】依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153,修改荷载基本组合的规定,增加可变荷载考虑设计使用年限的调整系数γL。

【3.2.3】

4、取消原第3.2.4条关于一般排架、框架结构基本组合的简化规则。

(注:

采用手算时仍可参考原规范公式进行估算)

5、增加3.2.5条。

规定可变荷载考虑设计使用年限调整系的取值,设计使用年限为5、50和100年时,γL分别取0.9、1.0和1.1,其他年限容许线性插值。

对风、雪荷载,不采用调整系数,而是用重现期来调整,即取重现期为设计年限,再按规范规定方法来计算基本风压和基本雪压。

【3.2.5】

6、增加偶然荷载组合表达式,分别就偶然荷载作用下承载能力计算和偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算给出荷载组合表达式【3.2.6】。

7、增加第四章:

永久荷载。

结构自重包括结构构件、围护构件、面层及装饰、固定设备、长期储物的自重、土压力、水压力等【4.0.1】;

固定隔墙的自重可按永久荷载考虑,灵活布置的隔墙自重应按可变荷载考虑。

【4.0.4】。

水压力,对水位不变的水压力可按永久荷载考虑,而水位变化的水压力应按可变荷载考虑。

对于江、河、海边水位变化较大的地方,不宜太冒,宜按活载去考虑不利作用。

8、强条5.1.1中关于民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数修改为“不应小于表5.1.1的规定”(注:

送审意见稿中提法为最小值,本意均为强调设计所采用的活载不应小于本表提供的数值)。

9、提高部分楼面活荷载标准值。

教室荷载由2.0增加到2.5;

增加运动场活荷载(4.0),屋面运动场地活荷载3.0kN/m2(运动场与运动场地的区别在于运动场是篮球,羽毛球等又蹦又跳的剧烈运动,而运动场地只是做操等一般的运动场地,规范中未包括风雨操场);

浴室、卫生间的活荷载由2.0提高到2.5(注:

(1)表注中虽注明卫生间活载不包括隔墙自重和二次装修荷载,但浴缸、马桶等不应视作装修荷载而属设计荷载,原规范取2.0是偏不安全的;

(2)安装有特殊卫浴设备的浴室厕所,活荷载应由设计人员按实折算成等效均布活荷载,或取3.5~4.0kN/m2;

(3)《全国民用建筑工程技术措施2003》规定“有分隔的蹲厕公共卫生间)活载取8kN/m2,取值偏大。

蹲厕位置及分隔位置都是固定的,荷载应为恒载,局部荷载按全房间分配偏小,应按经验相应提高,不应该加到活载里;

对沉板卫生间,填料重量算在恒载里,活载按规范取值;

教学楼走廊门厅、除多层住宅以外的楼梯活荷载均取3.5【5.1.1】。

超市活荷载:

送审稿原补充了经营百货食品的大中型超市活荷载取值为5.0kN/m2,组合值系数0.9,频遇值系数0.9,准永久值系数0.8,该荷载值适用于普通货架高度与间距。

此规定最终未被审查会专家接纳,原因是超市种类及荷载情况太复杂,目前作强制规定尚不成熟。

10、对消防车活荷载,增加双向板楼盖板跨不小于3mx3m的消防车活荷载标准值35kN/m2,板跨不小于6mx6m的消防车活荷载标准值为20kN/m2,当双向板楼盖板跨介于3m×

3m~6m×

6m之间时,可按线性插值确定。

(金研究员建议当板跨小于3mx3m时也可以适当按板跨向下插值,实际上板跨2mx2m算得的消防车等效荷载为46kN/m2,因取值较大,且没有实测支持,故没有编入新规范的范围);

可考虑地下室顶板的覆土影响对活荷载进行折减【5.1.3】(增加附录B,具体算法参见范重《建筑结构》相关文章)。

算梁时消防车荷载的折减系数,可取5.1.2条和考虑顶板覆土厚度的折减系数两者的较小值(注:

或按等效原则进行折算),金研究员认为不应在已经考虑顶板覆土厚度折减的基础上再乘以5.1.2条的折减系数;

除了消防站附近的消防车通道外,其他场合的消防车荷载都是短暂荷载,增加第5.1.3条,明确设计墙、柱时,消防车荷载可按可能出现的消防车台数按实际情况考虑,设计基础时可不考虑消防车荷载;

规范中取值是按30t的重型消防车进行荷载等效换算,重型消防车一般用于高层,很多县、市都没有重型消防车,而是中小型消防车。

■消防车规格

小(轻)型消防车:

总质量一般在10~15t,底盘承载能力在500~5000kg;

中型消防车:

总质量一般在15~20t,底盘承载能力在5000~8000kg;

重型消防车:

总质量一般在20~30t,底盘承载能力在8000kg;

11、强条5.1.2中关于设计楼面梁、墙、柱及基础时的楼面活荷载标准值折减系数修改为设计中必须遵守的“不应小于下列规定”。

【5.1.2】

12、工业建筑楼面增加固定设备和原料或成品堆放荷载计算原则【5.2.1】;

增加设备区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载的规定;

增加参观走廊活荷载(3.5kN/m2)【5.2.2】。

13、强条5.3.1中关于房屋建筑屋面其水平投影面上的屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数修改为设计中必须遵守的“不应小于表5.3.1的规定”。

【5.3.1】

14、屋面活荷载增加屋顶运动场活荷载3.0【表5.3.1】。

15、施工、检修荷载:

建议在首层地下室顶板设计时考虑施工堆载,取不小于4.0kN/m2的施工活载;

增加5.5.3条明确施工检修荷载的组合值系数取0.7,频遇值系数取0.5,准永久值系数取0;

16、强条5.5.3中关于楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆的活荷载标准值修改为设计中必须遵守的“不应小于下列规定”。

【5.5.2】

17、提高栏杆活荷载:

强条5.5.2条,栏杆顶部水平活荷载由0.5kN提高至1.0kN,对于公共场所的栏杆,还增加栏杆竖向荷载1.2kN,水平与竖向荷载分别验算。

18、吊车荷载:

增新规范6.2.1条补充双层吊车参与组合的规定;

对双层吊车的单跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于2台进行组合;

对双层吊车的多跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于4台进行组合,且当下层吊车满载时,上层吊车应按空载计算;

上层吊车满载时,下层吊车不应计入。

19、重新统计各城市的基本雪压;

坡屋面积雪分布系数中积雪为0的最大坡度由50°

修改为60°

【表7.2.1第1项】

20、拱形屋面、有女儿墙及其它突起物的屋面、高低跨屋面和100m以上大跨屋面,补充6种屋面积雪不均匀分布的工况。

【表7.2.1第3、8、9、10项】

21、基本风压:

重新统计各城市的基本风压;

风压高度变化系数:

调整风荷载高度变化系数,C、D类地貌的梯度高度分别由400m和450m调整为450m和550m,B类地貌的指数α由0.16改为0.15,重新计算表8.2.1高度变化系数值。

【8.2.1】

22、山峰地形修正系数计算公式中的系数κ由3.2修改为2.2,修正系数有显著减小。

【8.2.2】

23、体型系数:

在第8.3.1条表8.3.1中,第2项、第4项中规定体型系数

的绝对值不小于0.1,表示屋面设计时除考虑一定的负风压外,还应考虑0.1的正风压(*对大跨结构,应与自重组合);

增加了第31项,针对高度超过45m的矩形平面高层建筑体型系数,给出与深宽比相关的背风面和侧面体型系数。

当建筑平面的深宽比D/B≤1时,新规范计算的体型系数由原规范的1.3增加到1.4。

【表8.3.1第31项】

24、增加高层建筑相互干扰系数的规定。

1)单个施扰建筑,建筑平面为矩形且高度相近时,根据施扰建筑的位置,对顺风向风荷载可取1.00~1.10,对横风向风荷载可取1.00~1.20;

2)其它情况可参考类似条件的风洞试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定。

【8.3.2】。

25、局部体型系数:

新规范细化了局部体型系数,详表8.3.3;

修改直接承受风荷载的围护构件及其连接的局部风压体型系数的规定,局部体型系数按区域给出,屋面局部体型考虑高厚比(注:

连接件与屋面板的破坏比较常见,本规定从提高轻屋面的抗风能力出发)

【8.3.3】。

26、新增验算非直接承受风荷载的围护构件局部体型系数折减规定的条文,折减从属面积由10m2提高到25m2,屋面折减系数最小值由0.8调到0.6。

(注:

对于非直接承受风荷载的围护构件,如檩条、幕墙骨架等可根据从属面积进行折减,但屋面或墙面与檩条等的连接件不属于非直接承受风荷载的围护构件,不应对其局部体型系数进行折减。

)【8.3.4】

27、内部压力系数:

新增建筑物内部压力的体型系数规定的条文,增加某一面墙有主导洞口建筑物的内部压力的体型系数。

【8.3.5】增加风洞试验要求。

行业标准《建筑工程风洞试验方法标准》正在编制中,标准发布前可参照国外规定【8.3.6】

28、新增大跨屋盖结构(对风敏感、跨度大于36m的柔性屋盖结构)风振响应计算原则的规定条文,以示其与竖向悬臂型结构(高层结构)风振计算的区别。

【8.4.2】

29、顺风向风振系数:

采用了新的风振系数βz计算形式,改用背景分量因子和共振分量因子表达,与老规范在理论上其实是一致的,适当提高了风剖面、名义湍流强度和峰值因子的取值,风振系数将普遍有所提高;

风振系数改用公式表达,取消原表格。

【8.4.3~8.4.6】

30、增加高层建筑和高耸结构考虑横风向风振效应的条件以及横风向风振等效风荷载计算原则的规定条文。

【8.5.1、8.5.2】

31、增加高层建筑和高耸结构考虑扭转风振效应的条件以及扭转风振等效风荷载计算原则的规定。

【8.5.4、8.5.5】

32、修改和新增顺风向风荷载和横风向风振等效风荷载以及扭转风振等效风荷载组合的规定,详表8.5.6。

【8.5.6】

33、修改阵风系数计算表达式,调整峰值因子和湍流度,重新计算表8.6.1数值。

不再区分幕墙门窗与其他围护构件,统一都要考虑阵风系数;

【8.6.1】

34、增加第九章:

温度作用。

引起温度作用的因素包括气温变化、太阳辐射及使用热源等,规范只对气温变化及太阳辐射等由气候因素引起的温度作用作规定;

规范将基本气温定义为当地50年一遇的月平均最高气温和月平均最低气温;

由于温度作用的复杂性,在很多情况下对于温度作用的计算还是要根据结构工程师的经验判断。

35、增加第十章:

偶然荷载。

分别就偶然荷载的定义及范围、偶然荷载的设计原则、偶然荷载设计值取值作出规定,并规范主要对以下几类偶然荷载给出了偶然荷载标准值:

(1)常规炸药爆炸;

(2)有通口板的燃气爆炸;

(3)电梯撞击荷载;

(4)汽车撞击荷载;

(5)直升飞机非正常着陆;

36、原附录B调整为附录C,原附录C调整为附录D。

37、增加附录B:

消防车荷载考虑覆土厚度的折减系数。

给出消防车荷载覆土厚度折减系数的计算原则及折减系数表格。

【附录B】

38、增加附录E.4:

基本气温。

给出基本气温确定方法。

39、调整部分城市基本雪压和基本风压值。

收集补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值雪压和风速数据,进行了基本雪压和基本风速的重新统计。

表D.5中带下划线的数据为本次修订有变化的值。

【附录E,表E.5】

40、增加全国各主要城市基本气温。

收集全国各台站自1988年至2008年的最高温度月(一般为七月份)的最高气温平均值和最低温度月(一般为一月份)的最低气温平均值资料,经统计得到各城市最高和最低月平均气温。

41、修订全国基本雪压分布图和全国基本风压分布图【附录E,图E.6.1、图E.6.3】

42、增加全国最高月平均气温和最低月平均气温分布图。

【附录E,图E.6-4、图E.6-5】

43、增加附录H:

“横风向及扭转风振的等效风荷载”和附录J:

“高层建筑顺风向和横风向风振加速度计算”。

第二讲:

荷载的代表值及荷载组合(主讲人:

1.荷载的分类和代表值:

3.1.2条为什么要作为强条?

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。

荷载和抗力都是作为随机值,必须先固定一个才能比较。

【3.1.2】建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的代表值。

对永久荷载应采用标准值作为代表值。

对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

标准值>

组合值>

频遇值>

准永久值

设计值=分项系数×

标准值,并不是一个固定的值所以不属于荷载代表值。

(1)楼面上固定设备的重量、土压力与预应力(土压力和预应力随时间单调变化而能趋于限值)属于永久荷载的范畴,水位不变的水压力属于永久荷载,水位变化的水压力应按可变荷载考虑;

(2)可变荷载标准值

的确定方法有两种:

方法一(基于设计基准期):

在设计基准期

内不被超越的概率为

,即

,楼面屋面活荷载由该方法指定;

方法二(基于重现期):

连续两次达到荷载值

的平均年数

,自然荷载如风,雪,温度荷载由该方法指定;

两种方法的关系:

基于重现期的方法写成类似于方法一的概率形式可以表示为:

每年

不被超越的概率为

则在设计基准期

,由此也可以得到重现期

两种方法的换算(地震荷载):

小震:

50年设计基准期超越概率为63%,相当于重现期为50年;

中震:

50年设计基准期超越概率为10%,相当于重现期为475年;

大震:

50年设计基准期超越概率为2%~3%,相当于重现期为1642~2475年;

结论:

在荷载规范可变荷载标准值的确定过程中,基于设计基准期与基于重现期的两种方法都有所应用;

对于不同的活荷载,在设计基准期50年内规范并没有采用统一的不超越概率

(3)可变荷载设计使用年限调整系数的由来:

设计使用年限:

设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限;

设计基准期:

确定可变荷载标准值时所对应的时间段,建筑结构的设计基准期取50年;

在设计中应保持设计使用年限与设计基准期相协调,即设计使用年限与确定荷载标准值的时间段应一致,当两者不一致时,应对可变荷载标准值乘以可变荷载设计使用年限调整系数。

对于风、雪荷载可通过选择不同重现期的值来考虑设计使用年限的变化;

吊车荷载是核定的,与使用年限没有太大关系;

温度作用是本次规范新增内容,没有太多设计经验,考虑设计使用年限的调整尚不成熟;

因此,本规范引入的可变荷载调整系数仅限于楼面和屋面活荷载。

(4)新规范对一些楼面活荷载进行了修订:

活荷载分持久性(某个时段内基本保持不变的荷载,如家具、物品,常住人员自重)和临时性(偶尔出现的短期荷载,如聚会的人群,临时材料堆积)。

活载确定方法:

a、概率统计(实测称重)在编制GBJ68-84期间,办公室实测称重1.1KN/m2,住宅1.2KN/m2

b、等效均布方法

c、经验

金研究员建议作为结构工程师对楼面活荷载的取值要做到心中有数,荷载规范条文解释根据楼面上活动的人和设施的不同状况,把楼面活荷载标准值粗略分成七档,若由人活动引起的活荷载取2.0~4.0,4.0已经达到了上限,对于一些储物仓库及设备的活荷载一般在5.0~7.0,对于特别大型的设备需要按照实际确定。

(5)屋面活荷载

9.21下午

第五讲:

风荷载

(一)——静力风荷载(主讲人:

陈凯)

1.基本风速和基本风压:

(1)基本风速三要素:

气象站的环境标准(空旷平坦地面10m高度)、风速的平均时距(10min平均)和概率统计方法(50年一遇最大值)。

在统计基本风速时遇到的问题是气象台站的地貌变化,随着城市化的进程,国内不少气象台站已经不能满足原来的标准地貌条件,造成观测数据发生非气象因素的系统偏移,观测到的最大风速逐年下降,当无法判断气象台站地貌时,一般采用较早年份的风速数据进行统计以保证不会低估基本风速值。

2.风压高度变化系数:

风压高度变化系数其实是跟平均风剖面(梯度风高度与风剖面指数)相关,新规范提高了C类、D类地貌的梯度风高度,调整了B类地貌的风剖面指数。

另外陈博士还提到了一个问题,主导我国设计风荷载的极端风气候台风与普通冷风形成的大气边界层相比,台风的风剖面更为复杂,观测资料也有待进一步积累,并且规范也没有对台风的风剖面单独考虑,这样是否会影响风荷载设计的结构安全性?

实践证明现有的风荷载设计方法能够保证结构的安全性,一方面规范规定的风剖面形式在一定高度范围内描述台风风剖面是适用的,另外在统计基本风速时台风也是统计在内的。

3.风荷载体型系数和局部体型系数:

在主体结构设计取值时,往往是对较大面积范围的体型系数进行加权平均得出某个特定区域的体型系数,所以局部体型系数往往会大于整体体型系数;

平均压力系数(往往在风洞试验报告中出现)和体型系数:

平均压力系数是平均风压经无量纲化以后的值,体型系数就是以同高度来流动压作为参考压力的平均压力系数;

4.阵风系数:

跟峰值因子和湍流度有关;

第六讲:

风荷载

(二)——顺风向风振(主讲人:

1.风振系数新老规范对比:

(1)调小了地面粗糙度调整系数

(2)调大了10m高度名义湍流强度

(3)调大了峰值因子

2.新规范顺风向作用与老规范比较:

(1)对于300m以下的建筑,A类和B类地貌的基底弯矩与基底剪力比老规范增大10%左右;

由于C类、D类地貌梯度风高度的增加,C类、D类增加较小,约5%。

(2)对于超过300m的建筑,A类和B类地貌的基底弯矩与基底剪力比老规范增大在5%以内;

而C类、D类地貌由于梯度风高度的增加,与老规范相比可能出现反而减小的情况。

3.大跨屋盖结构的等效风荷载:

大跨度空间结构往往振型密集,而荷载规范的风振系数只考虑了一阶振型的影响,规范计算方法仅适用于高层建筑和高耸结构。

对于柔性屋盖结构,应考虑风压脉动对结构产生风振的影响,宜根据风洞试验结果按随机振动理论计算确定,主讲人提到对于刚性较强的屋盖结构可以参考阵风系数取值。

在屋盖结构的设计中,除了考虑负压影响外,下压风荷载必须引起重视,在本次规范修订中,在体型系数表中特别注明了屋盖结构的体型系数取值其绝对值不得小于0.1,即屋盖结构的设计不但要考虑负压还至少要考虑0.1的正压影响,主讲人提到中南院在设计时一般取向下的正压体型系数为0.2。

第七讲:

风荷载(三)——横风向与扭转风振(主讲人:

1.各项风振产生的原因:

(1)顺风向风振:

来流中的纵向紊流分量引起;

(2)横风向风振:

建筑侧面产生漩涡引起;

(3)扭转风振:

迎风面、背风面、侧面风压不对称引起;

横风向风振与扭转风振一般由试验研究得到。

9.22上午

第四讲:

雪荷载(主讲人:

1.雪荷载标准值其实跟屋面坡度、环境遮挡、建筑取暖和建筑物的重要程度等因素都有关,我国规范采用的雪荷载分布系数主要只反应了屋面坡度的影响。

2.其它雪荷载:

1)冰棱荷载

2)裹冰荷载(塔类结构)裹冰荷载不但会增加自重还会增大迎风面使得风荷载成倍增加增加;

电线裹冰引起塔架受力增加。

3)雪冰、雨水共同作用

对于特别的工程需要注意其他冰雪荷载的影响如冰棱荷载和裹冰荷载(裹冰荷载不但会增加自重还会增大迎风面使得风荷载增加)。

第八讲:

温度作用(主讲人:

温度作用首次纳入荷载规范,主要解决温度作用的表述、基本气温、温度作用标准值取值等问题。

1.温度作用的定义

定义为结构或构件内温度的变化。

规范仅对气温变化引起的温度作用规定。

2.考虑温度作用的条件:

(送审稿里有,新规范里没有。

因为结构形式很复杂,难以界定,所以新规范取消了此条。

作为设计人员概念性的理解。

(1)温度作用效应主要通过采取结构构造措施来避免,如伸缩缝、滑动支座等;

(2)什么样的结构需要考虑温度作用?

结构某一方向的平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度、结构约束较大、房屋高度较高、室内外温差较大等情况,温度作用和其他荷载共同作用下产生的效应可能超过承载能力极限状态或正常使用极限状态时,应在结构设计中考虑温度作用;

(3)具体什么结构什么时候需要考虑温度作用由各类材料的结构设计规范来规定;

3.温度作用的组合(9.1.3条,不仅是定义了系数值,要把温度作用的性质界定清楚):

(1)温度作用属于可变荷载,分项系数取1.4;

按活荷载),要与其他活荷载组合。

(2)应考虑与永久荷载,活载的组合;

规范中没有规定如何组合,因规范没有对可变荷载定义组合。

(3)与风荷载、雪荷载、地震荷载的组合应视结构的类型和重要性按经验而定;

是否与风组合,要看具体工程(如对风敏感结构)

对地震组合,按抗震规范(不好界定)

4.基本气温:

规范对基本气温的规定主要是基于想用统一尺寸来评判温度作用下的结构可靠度水准,由于温度作用的复杂性及不同区域不同结构类型(特别是暴露于室外的金属结构)的不同特点,允许对基本气温进行一定的修正。

5.结构初始温度:

(1)结构初始温度按照结构的合拢温度和形成约束的时间确定;

(2)混凝土结构的初始温度一般取后浇带封闭时的月平均气温;

(3)钢结构的初始温度一般取合拢时的日平均气温,并应考虑日照的影响;

结构的初始温度(合拢温度)通常是一个区间值,应保证在一年内大部分时间内结构

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