《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨
关于如何考虑活荷载不利布置(值得收藏)
关于如何考虑活荷载不利布置（值得收藏）一、教科书里荷载的最不利组合的描述连续梁所受荷载包括恒载和活荷载两部分,其中活荷载的位置是变化的,所以在计算内力时,要考虑荷载的最不利组合和截面的内力包络图.对于单跨梁,显然是当全部恒载和活荷载同时作用时将产生最大的内力.但对于多跨连续梁某一指定截面往往并不是所有荷载同时布满梁上各跨时引起的内力为最大.结构设计必须使构件在各种可能的荷载布置下都能可靠使用,这就要求找出在各截面上可能产生的最大内力,因此必须研究活荷载如何布置使各截面上的内力为最不利的影响,即活荷载的最不利布置.如下图所示为五跨连续梁,当活荷载布置在不同跨间时梁的弯矩图和剪力图.从上图中可以看出其内力图的变化规律,当活荷载作用在某跨时,该跨跨中为正弯矩,邻跨跨中为负弯矩,然后正负弯矩相间；比较各弯矩图可以看出,例如对于1跨,本跨有活荷载,当在3、5跨同时也有活荷载时,使1跨+M值增大,而2、4跨同时有活荷载时,则在1跨引起-M,使1跨+M值减小,因此欲求1跨跨中最大正弯矩时,应在1、3、5跨布置活荷载.同理可以类推出求其他截面产生最大弯矩时活荷载的布置原则.根据上述分析,可以得出确定连续梁活荷载最不利布置的原则如下：1.欲求某跨跨中最大正弯矩时,应在该跨布置活荷载；然后向两侧隔跨布置.2.欲求某跨跨中最小弯矩时,其活荷载布置与求跨中最大正弯矩时的布置完全相反.3.欲求某支座截面最大负弯矩时,应在该支座相邻两跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置.4.欲求某支座截面最大剪力时,其活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同.根据以上原则可确定活荷载最不利布置的各种情况,它们分别与恒载（布置各跨）组合在一起,就得到荷载的最不利组合,如下图所示为五跨连续梁最不利荷载的组合.二、规范里活荷载不利布置的相关条文《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.2.1条：建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合,并应取各自的最不利的组合进行设计.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.1.8条：高层建筑结构内力计算中,当楼面活荷载大于4kN/m2时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的结构内力的增大；当整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时,应适当增大楼面梁的计算弯矩.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.1.8条条文说明：如果活荷载较大,其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显,计算时应予考虑.除进行活荷载不利分布的详细计算分析外,也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑,该放大系数通常可取为1.1~1.3,活载大时可选用较大数值.近似考虑活荷载不利分布影响时,梁正、负弯矩应同时予以放大.三、盈建科软件里活荷载不利布置的技术条件一、活荷不利布置最高层号该参数主要控制梁考虑活荷载不利布置时的最高楼层号,小于等于该楼层号的各层均考虑梁的活荷载不利布置,高于该楼层号的楼层不考虑梁的活荷载不利布置.如果不想考虑梁的活荷载不利布置,则可以将该参数填0.需要注意的是,该参数只控制梁的活荷载不利布置.活荷载作用的特点在于其时间及空间上分布的随机性,因此,在结构设计中通过活荷载不利布置分析,找出受力构件最不利的受力状态是十分必要的.理论上每一次独立的活荷加载方式都应进行结构的整体分析,并进行构件内力的累加形成最大受力包络,但因计算工作量的巨大而使得这种活荷不利作用的计算方法难以应用于实际工程.在计算模块中,考虑到梁的活荷不利布置主要对本层影响大,而层与层之间的影响较小,软件借鉴结构力学中的“分层模型”的计算方法,采用分层刚度模型,在每次加载时,只考虑本层刚度,该刚度由本层所有梁和相连的上下层的柱、支撑、墙等竖向构件的刚度贡献而成.经此简化,一次求解内力时间大大缩短,解决了活荷不利布置的计算速度问题,增强了实用性,但活荷载不利布置的影响仅限于本层,且仅对梁进行活荷不利布置计算,而没有考虑竖向构件的活荷不利影响.在考虑活荷不利布置计算中是按房间进行加载计算的,即对每一个房间加活荷载作用时,保持其它房间空载,加载房间的周边各梁得到由楼板或次梁传来的荷载,经分析得出本层各梁的内力,并对每根梁的内力进行迭加计算,形成正负弯矩包络.除每个房间楼面传来的活荷外,对于梁上的外加活荷载,程序还按梁循环,每个有外加活荷载的梁都作一次独立的加载计算.为了能同时考虑层间影响,软件在活荷满布状态下,再用整体刚度求解一次内力作为活荷作用工况之一,称之为“活载”,将分层活荷不利布置形成的梁正负弯矩包络作为两种活荷作用工况,分别记为“活荷不利1”和“活荷不利2”,以这三种活荷作用工况参与荷载组合计算.即：活载：整个结构活荷一次性满布作用工况.活荷不利1：各层活荷不利布置作用的负弯矩包络工况.活荷不利2：各层活荷不利布置作用的正弯矩包络工况.由于在建模中,活荷载的输入和导算都十分方便,用户应将恒、活荷载分开输入,并在程序中作考虑活荷载的不利布置计算,使分析结果更符合荷载规范的要求.二、梁活荷载内力放大系数输入梁活荷载内力放大系数是考虑活荷载不利布置的一种近似算法,如果用户选择了活荷载不利作用计算,则本系数填1即可.软件只对一次性加载的活载计算结果考虑该放大系数.如果设计人员在计算时同时考虑了活荷载不利布置和活荷载内力放大系数,则软件只放大一次性加载的活载计算结果.软件中考虑活荷载不利布置手核过程为简化手核过程,仅考虑楼板上活荷载不利布置.01以8层钢筋混凝土框架结构模型00为例,其中第4层对应标准层的荷载布置情况如下图所示.计算完成后得到该层标准内力下梁弯矩值分别为：▲活荷不利1工况下弯矩值为-169.1kN*m.▲活荷不利2工况下弯矩值为9.7kN*m.模型00文件共16个房间,将该模型复制16份,每个模型只布置一个房间的楼板活载值,其他房间活载值为0,如下图所示.算活载不利布置的计算模型是只考虑本层刚度,考虑本层所有梁和上下层柱的刚度,且下柱底、上柱顶是嵌固支座.模型中通过前处理“设置支座”把上层柱顶的位置设置为全嵌固进行模拟,下柱底程序自动生成支座.04计算完成后模型01~模型16的标准内力活载工况下梁弯矩值分别为：模型01活载下梁弯矩M01=0.0kN*m.模型02活载下梁弯矩M02=0.1kN*m.模型03活载下梁弯矩M03=-0.1kN*m.模型04活载下梁弯矩M04=0.0kN*m.模型05活载下梁弯矩M05=4.2kN*m.模型06活载下梁弯矩M06=-75.0kN*m.模型07活载下梁弯矩M07=-9.4kN*m.模型08活载下梁弯矩M08=0.5kN*m.模型09活载下梁弯矩M09=4.2kN*m.模型10活载下梁弯矩M10=-75kN*m.模型11活载下梁弯矩M11=-9.4kN*m.模型12活载下梁弯矩M12=0.5kN*m.模型13活载下梁弯矩M13=0.0kN*m.模型14活载下梁弯矩M14=0.1kN*m.模型15活载下梁弯矩M15=-0.1kN*m.模型16活载下梁弯矩M16=0.0kN*m.M=M03+M06+M07+M10+M11+M15=-0.1-75.0-9.4-75.0-9.4-0.1=-169kN*m和模型00第四层程序输出的活荷不利1中的负弯矩-169.1kN*m一致.M=M01+M02+M04+M05+M08+M09+M12+M13+M14+M16=0.0+0.1+0.0+4.2+0.5+4.2+0.5+0.0+0.1+0.0=9.6kN*m和模型00第四层程序输出的活荷不利2中的正弯矩9.7kN*m基本一致.五、小结软件按照技术条件计算可以准确考虑活荷载不利布置对梁的影响.需要说明的是计算参数中活荷不利布置的影响只适用于常规楼层结构中梁构件的快速活荷载不利效应计算.对于筒仓、水池等特种结构,可以采用自定义活荷载工况并指定组合包络参数的方式进行任意形式的活荷载不利布置计算.。
《工程结构通用规范》与《建筑结构荷载规范》比对
《工程结构通用规范》与《建筑结构荷载规范》比对来源：非解构作者：李香香如有侵权，请联系删除前言《工程结构通用规范》已经在今年1月1日起执行。
作为一名奋斗在一线的结构设计师，在日常工作中整理了我们设计工作中比较关注的部分，借此机会分享给大家。
以下为《工程结构通用规范》中关于《建筑结构荷载规范》发生变化的若干条比对。
《工程结构通用规范》GB55001-2021，以下简称《结构通规》。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，以下简称《荷规》。
01建筑结构作用的基本组合，不再区分可变荷载控制和永久荷载控制；单独列出预应力作用；02· 建筑结构的作用分项系数建筑结构的作用分项系数，对结构不利时有所提高，与《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018保持一致：1.可变作用分项系数≥1.5（工业楼面活载＞4KN/m2时≥1.4）；2.永久作用分项系数≥1.3，不再区分可变或永久荷载控制；3.预应力作用分项系数≥1.3。
03· 民用建筑楼面均布活荷载标准值民用建筑楼面均布活荷载标准值与《荷规》相比，部分类别有所提高。
1. 办公楼由1(1)项调到1(2)项，标准值提高了0.5KN/m2;频遇值系数、准永久值系数提高0.1；医院门诊室、食堂、餐厅、一般资料档案室等19类标准值提高了0.5 KN/m2;2. 试验室、阅览室、会议室等8类标准值提高了1.0KN/m2;办公室、餐厅、医院门诊部的走廊、门厅提高了0.5 KN/m2；民用建筑楼面均布活荷载标准值中1~7项，共36类，其中28类涉及修改，占比78%，；第6项中取值增加书架不超过2.5m限制。
04· 汽车通道和客车停车库的楼面均布活荷载标准值汽车通道和客车停车库的楼面均布活荷载标准值与《荷规》相比较：1. 数值上没有变化，但条文内容与一般民用建筑楼面活荷载标准值条文单独分开；明确了适用条件为≤9人的小客车，消防车满载总重≤30t;明确了3m~6m的双向板楼面活荷载插值取值。
住房城乡建设部办公厅关于国家标准《建筑结构荷载规范（局部修订征求意见稿）》公开征求意见的通知
住房城乡建设部办公厅关于国家标准《建筑结构荷载规范（局部修订征求意见稿）》公开征求意见的通知
文章属性
•【公布机关】住房和城乡建设部,住房和城乡建设部,住房和城乡建设部
•【公布日期】2023.11.14
•【分类】征求意见稿
正文
住房城乡建设部办公厅关于国家标准
《建筑结构荷载规范（局部修订征求意见稿）》公开征求意
见的通知
根据《住房和城乡建设部关于印发2022年工程建设规范标准编制及相关工作计划的通知》（建标函〔2022〕21号），我部组织中国建筑科学研究院有限公司等单位修订了国家标准《建筑结构荷载规范》（见附件）。
现向社会公开征求意见。
有关单位和公众可通过以下途径和方式提出反馈意见：
1.电子邮箱：*****************。
2.通信地址：北京市朝阳区北三环东路30号中国建筑科学研究院C座10层；邮政编码：100013。
意见反馈截止时间为2023年12月15日。
附件：建筑结构荷载规范（局部修订征求意见稿）
住房城乡建设部办公厅2023年11月14日。
《建筑结构荷载规范》解读
《建筑结构荷载规范》解读《建筑结构荷载规范》是针对建筑物结构设计和施工过程中的荷载问题而制定的规范，它规定了建筑物在不同情况下所承受的力量和重量，以确保建筑物具有足够的结构强度和稳定性。
以下是对《建筑结构荷载规范》的一些解读。
首先，该规范明确了建筑物所需承受的各种荷载类型，包括永久荷载、临时荷载和地震荷载等。
永久荷载是指长期存在于结构中的重力荷载，如建筑物自身重量和固定设备的重量等。
临时荷载是指具有瞬时性的荷载，如人员活动、设备维修和施工等荷载。
地震荷载是指建筑物在地震时所受到的水平力和垂直力。
根据规范中给出的荷载计算方法，工程师可以根据具体情况确定建筑物所需承受的荷载大小。
其次，该规范还规定了荷载的作用位置和传递路径。
荷载可以作用在建筑物的不同部位，如墙体、柱子和屋顶等。
规范要求工程师在设计结构时考虑荷载的传递路径，确保荷载能够逐级传递至地基或其他承重部位，以确保建筑物的整体稳定性。
此外，规范还包含了荷载组合的计算方法。
不同类型的荷载会同时或单独作用在建筑物上，规范提供了荷载组合的方法，以确定建筑物在不同组合荷载下的承载能力。
这样可以确保建筑物在各种情况下都能安全承受荷载。
规范还考虑了不同的建筑物类型和使用情况，并提供了相应的设计要求。
例如，对于住宅建筑，规范规定了最大风荷载和最大地震荷载等。
而对于办公建筑和公共建筑，规范则考虑了人员活动和设备使用等因素，并提供了相应的设计要求。
最后，规范还对结构荷载进行了安全系数的规定。
为了确保建筑物具有足够的结构安全性，规范对荷载进行了系数修正，以考虑设计和施工的不确定性。
这些系数包括荷载系数和材料抗力系数等，通过对荷载进行调整，工程师可以确保结构具有足够的安全储备。
总之，建筑结构荷载规范是保证建筑物结构安全性的重要依据，它规定了建筑物所需承受的不同类型荷载的计算方法和设计要求。
只有遵循规范的要求，工程师才能够设计和建造出具有足够结构强度和稳定性的建筑物。
建筑结构设计中一些问题的讨论(全)李国胜
Building Structure百家论坛We learn we go建筑结构设计中一些问题的讨论（一）李国胜/北京市建筑设计研究院现行国家标准规范、规程是成熟经验的总结，但是部分规定已滞后。
现行的标准图集是根据现行规范、规程和编制单位及编制者以往经验编制而成的，也存在如前所述的情况，其中有的内容不一定适合当前的情况，需要设计者根据工程的具体情况进行分析后再选用。
在工程设计中遇到的某些问题，在规范或规程中并没有明确给出或尚未列出，需要由设计者根据自己的设计概念和经验来决策。
现针对设计中的一些问题提出个人见解供讨论，不妥或错误之处请读者指正。
１ 有关规定1.1 高层建筑的高宽比1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2002）[1]（简称《高规》）4.2.3条规定的高层建筑结构的高宽比“不宜超过”表4.2.3-1，4.2.3-2，既不是强制性条文或必须遵守，也不是高宽比超过了上述两表就属超限高度。
高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、整体倾覆、承载能力和经济合理性的宏观控制，当高宽比满足《高规》的表4.2.3-1和表4.2.3-2时，一般整体稳定及倾覆不经计算就能满足，否则整体稳定和整体倾覆必须进行验算。
目前我国超过B 级高度的超高层建筑高宽比的已有相当数量，例如上海金茂大厦（88层，主体结构高度为372.1m ）高宽比为7.0；深圳地王大厦（77层，混凝土屋顶结构高度为384m ）横向高宽比为8.75；上海明天广场（58层，屋面高度为230.9m ）高宽比为7.8；深圳赛格广场（主楼72层，屋面高度为292m ，裙房高10层高49.6m 与主楼相连）裙房以上高宽比为5.76等等。
2）在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽是比较难确定的问题。
对突出建筑物平面较小的局部结构（楼梯间、电梯间等），一般不宜包含在计算宽度内；对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的高度和宽度可以按裙房以上部分考虑。
【结构设计】关于对雪荷载敏感的结构解读
关于对雪荷载敏感的结构解读《建筑结构荷载规范》7.1.2：基本雪压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的雪压；对雪荷载敏感的结构,应采用100年重现期的雪压.很多人认为轻钢结构太轻巧,屋面恒载通常小于雪荷载和活载的最大值,属于对雪荷载敏感结构,因此要求雪荷载按百年取值.但其忽略了：对荷载敏感与否固然与结构形式有关,但跨度对敏感程度的影响绝对更大,抛开跨度仅以结构形式讨论这个问题显然是不对的,恒载主控也未必能降低结构对荷载反应的敏感程度.《建筑结构荷载规范》7.1.2条文说明（P212）:对雪荷载敏感的结构主要是指大跨、轻质屋盖结构,此类结构的雪荷载经常是控制荷载,极端雪荷载作用下的容易造成结构整体破坏,后果特别严重,因此基本雪压要适当提高,采用100年重现期的雪压.这里指出“大跨度轻质屋盖”按100年重现期取值,那么多大的跨度对钢结构来说才算大跨度呢？《钢结构设计规范》(GB50017-201X)(征求意见稿)对“大跨度”的定义：A.3.1：大跨度钢结构体系指跨度等于或大于60m的屋盖结构,大跨度钢结构体系可以按下表 A.3.1分类：可见“大跨度”专指“跨度大的屋盖”,这类结构超静定次数少且跨度又大,按百年雪荷载取值是可以理解的.《钢结构设计规范》(GB50017-2003)3.1.3条文说明（P161）特指跨度大于或者等于60米的钢结构为大跨度.大多数轻钢结构单跨跨度为16~27米(跨度太大经济性下降明显),对这样的跨度按百年取值就不是很有必要了.再查《建筑结构荷载规范》7.1.2条文说明（P214）：“对雪荷载敏感的结构,例如轻型钢屋盖,雪荷载有时会远超过结构自重,此时仍采用雪荷载分项为 1.4.屋盖结构的可靠度可能不够,因此对这种情况,建议将基本雪压适当提高”.这里主要指“混凝土柱+钢屋盖结构”,这类结构钢梁接近连续梁或简支梁,超静定次数比较少容易出问题,08年雪灾倒塌的大多数房子都属于这类结构.但应该注意：08年以前各地区审图对钢梁挠度控制按L/180控制（部分地区倾向L/250）,这种情况下,钢梁通常由强度和稳定性控制,截面较小；08年以后各地图审按GB50017-2003附录A项次4“主梁和桁架”项控制（L/400（L/500））（但无官方明文要求）.实际上,做过设计的都知道：挠度严控（指参考“主梁”）的情况下,梁截面主要由挠度控制,应力比大多都在0.5~0.75之间,支座通常采用完全不抗剪连接或部分抗剪连接,梁挠曲产生的支座水平位移得到部分或完全释放.主梁和桁架按L/400(L/500)控制主要考虑了“上铺混凝土结构层裂缝的开展要有所限制以及楼屋面上部使用舒适度需求”.对彩板维护的轻型屋盖来说关注的却是屋面板纵横向搭接（或者咬合）呛水的可能性.显然后者要求比前者要低很多.另外,雪荷载增加10%~15%对挠度主控的钢屋盖梁来说强度和稳定性应力比增加有限,挠度微增对使用的影响微乎其微.如果轻钢屋盖参照网架挠度的要求（L/250）,荷载增加10%~15%时强度或稳定性应力比才可能对钢梁截面出现主控的可能.再比较100年重现期和50年重现期的雪荷载,可以发现大多数地区相差0.05kN/m2,一般在10%~15%之间.对门式刚架轻钢结构常用跨度16~27米来说增加0.05kN/m2对结构应力比影响不大,算不上对雪荷载太敏感.另外,一般轻钢结构截面由平面外稳定性控制,通过多样化的构造措施可以加强对平面外稳定性的控制（比如对应力比大的区域加密隅撑）,很容易调高储备以应对偶发超载.在一些寒冷的北方地区（如威海）,地方政府对雪荷载取值做了专门规定（通常大于规范要求）,可以理解为应对统计不足或者地理气候变迁的有效补充.我国版图辽阔地区地貌复杂多样以及区域气候差异明显,补充统计样本以细化“表E.5”分区是必要的,地方上可以根据地区具体情况规定取值.结构设计应该考虑局部地区地貌和气候实际情况差异取值.回避地方差异和结构差异一律按100年重现期涵而盖之的做法是不科学的.另外,加大结构承载储备的手段也是多样化的,通过加大雪荷载重现期取值的做法并非充分必要.同时,设计者也应该明白规范值给定的只是下限,无论采取加大荷载、控制应力比上限还是采取构造措施加大承载储备都需要自己选择和掌控.综上所述,轻钢结构雪荷载没必要一定按100年重现期取值！。
《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨
《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨载效应控制的组合、地下室抗浮、地下室外墙和底板的荷载组合以及消防车等效均布荷载的确定等内容。
一、荷载效应控制的组合：在《建筑结构荷载规范》（以下简称荷载规范）GB50007-2002中，增加了由永久荷载效应控制的设计组合值，其目的是使结构可靠度达到目标值。
对于结构整体由电脑软件计算而言，是由可变荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值还是由永久荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值作为设计荷载，该项选择易如反掌。
然而，对于一些需要人工计算的构件，如楼梯、悬挑板、简支楼板等，就要计算两种组合值来比较大小，取其大者作为设计值。
在设计中发现，如果构件的计算中只有一个活荷载，就可以通过简单的方法判定由何种荷载效应的组合值作为设计值。
由于只有一个活荷载，所以，荷载规范的公式（3.2.3-1）可以写成：S=GSGK+Q1SQ1K.(1)上式是由可变荷载效应控制的组合，其中：G=1.2，Q1=1.4。
SGK---按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值。
SQ1K---按可变荷载标准值Q1K计算的荷载效应值。
同时，由永久荷载效应控制的组合值的表达式（3.2.3-2）可以写为：S=GSGK+Q1C1SQ1K(2)其中：G=1.35，Q1=1.4，C1=0.7。
为寻求（1）和（2）式的关系，可设（1）（2），各系数代入后，得到：1.2SGK+1.4SQ1K1.35SGK+0.98SQ1K.(3)化简，得：SQ1K/SGK0.36(4)式（4）的意义在于只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于0.36，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
反之亦然。
为了方便记忆，0.36可以近似取为1/3，误差小于设计值的1%。
因此，只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于1/3，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
以下是两个例外：1．活荷载标准值大于4KN/m2的工业厂房楼面结构此时（2）式的Q1=1.3，重复以上步骤，可得：SQ1K/SGK0.3(5)公式（5）的意义由读者自行体会。
《建筑地基基础设计规范》中地基承载力若干问题的探讨
收稿日期:2004-03-02作者简介:陈青佳(1962～),男,浙江义乌人,高级工程师,现为浙江省轻纺建筑设计院副总工程师。
《建筑地基基础设计规范》中地基承载力若干问题的探讨陈青佳(浙江省轻纺建筑设计院,浙江杭州310007)摘 要:结合浙江省标准《建筑地基基础设计规范(DB 33/1001-2003,J 10252-2003)》,针对地基承载力确定的几个关键问题,进行了一些探讨,便于工程技术人员更好地理解和应用省标新规范。
关键词:地基承载力特征值;载荷试验;理论公式;极限承载力中图分类号:T U431 文献标识码:B 文章编号:1008-3707(2004)05-0015-03 浙江省标准《建筑地基基础设计规范(DB 33/1001-2003,J 10252-2003)》已经浙江省建设厅批准,并于2003年10月1日起在全省范围内执行,原《建筑软弱地基基础设计规范(DB J 10-1-90)》也于2003年12月31日废止。
笔者有幸参与了新规范的起草工作,对有关地基承载力的计算进行了较为系统的学习和探讨。
为了逐步与国际接轨,进一步执行国标《建筑结构可靠度设计统一标准(G B 50068-2001)》的概率极限状态设计原则,对地基极限承载力的计算和有关检验校核工作作简要介绍,为规范的进一步修订打下良好基础。
1 关于地基承载力特征值规范定义:地基承载力特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。
同时规范5.1.3条规定:地基承载力特征值应根据地基基础设计等级,采用载荷试验或其他原位测试、公式计算等方法,并结合工程实践经验综合确定。
本次修订与新的国家标准《建筑地基基础设计规范(G B 50007-2002)》一致,采用“地基承载力特征值”一词,用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力值,以避免过去一律使用“标准值”时所带来的混淆。
浙江省标准《建筑地基基础设计规范》和国家规范一致。
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《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨中南建筑设计院郑小庆内容摘要：本文探讨的是《建筑结构荷载规范》中有关荷载效应控制的组合、地下室抗浮、地下室外墙和底板的荷载组合以及消防车等效均布荷载的确定等内容。
一、荷载效应控制的组合：在《建筑结构荷载规范》（以下简称荷载规范）GB50007-2002中，增加了“由永久荷载效应控制的设计组合值”，其目的是使结构可靠度达到目标值。
对于结构整体由电脑软件计算而言，是由可变荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值还是由永久荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值作为设计荷载，该项选择易如反掌。
然而，对于一些需要人工计算的构件，如楼梯、悬挑板、简支楼板等，就要计算两种组合值来比较大小，取其大者作为设计值。
在设计中发现，如果构件的计算中只有一个活荷载，就可以通过简单的方法判定由何种荷载效应的组合值作为设计值。
由于只有一个活荷载，所以，荷载规范的公式（3.2.3-1）可以写成：S=γG S GK +γQ1 S Q1K (1)上式是由可变荷载效应控制的组合，其中：γG= 1.2，γQ1=1.4 。
S GK --- 按永久荷载标准值GK 计算的荷载效应值。
S Q1K --- 按可变荷载标准值Q1K 计算的荷载效应值。
同时，由永久荷载效应控制的组合值的表达式（3.2.3-2）可以写为：S=γG S GK +γQ1ψC1 S Q1K (2)其中：γG = 1.35，γQ1 =1.4 ，ψC1 =0.7 。
为寻求（1）和（2）式的关系，可设（1）≥（2），各系数代入后，得到：1.2 S GK +1.4 S Q1K≥ 1.35 S GK +0.98 S Q1K (3)化简，得： S Q1K / S GK≥ 0.36 (4)式（4）的意义在于只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于0.36，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
反之亦然。
为了方便记忆，0.36可以近似取为1/3，误差小于设计值的1%。
因此，只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于1/3，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
以下是两个例外：1．活荷载标准值大于4KN/m2的工业厂房楼面结构此时（2）式的γQ1 =1.3 ，重复以上步骤，可得：S Q1K / S GK≥ 0.3 (5)公式（5）的意义由读者自行体会。
由于活荷载比较大，一般情况下，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。
2．荷载规范中表4.1.1中的第6、7项该两项为书库、档案库、贮藏室、密集柜书库、通风机房、电梯机房等场所，其共同的特点是活荷载较大，所以，设计值也基本是由可变荷载效应控制的组合值。
二、地下室抗浮验算：由于曾经发生多起建筑地下室上浮事故，现在设计过程中，地下室的抗浮验算也显得十分重要。
但在荷载规范中，除了在第3.2.5条说明结构抗浮验算时永久荷载的分项系数为0.9外，没有进一步明确应该按哪一个公式计算。
显然，结构的抗浮计算的组合值不管是取可变荷载效应控制的组合还是取永久荷载效应控制的组合都显得不恰当。
关键在于水浮力的分项系数如何取值？水浮力应算为永久荷载还是可变荷载？有人设计时将水浮力的分项系数取为1.2，也有的取为1.4。
在《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002中的第5.2.3条明确说明，抗浮的设计稳定性系数KS=1.05，抗浮验算时，抵抗力应只计入永久荷载作用，可变荷载和侧壁上的摩擦力不应计入，抵抗力采用标准值。
在《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002的第4.2.10条也说明：对埋设在地表水或地下水以下的管道，应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定。
计算时各项作用均应取标准值，并应满足抗浮稳定性抗力系数不低于1.10。
借鉴市政结构规范的条款，笔者认为在抵抗上浮的结构永久荷载乘以0.9的前提下，地下水的浮力只需取标准值，当前者大于后者时，结构的抗浮验算就是安全的。
用公式表示，则为：γG S GK≥ S WK (6)其中：γG = 0.9S GK --- 按永久荷载标准值GK 计算的荷载效应值。
S WK --- 地下水对结构产生浮力的标准值。
结构的抗浮并不需要很大的安全度，（6）式与市政结构规范有关抗浮的安全度相当。
地下水对建筑产生的浮力不会大于相同排水体量的物体浸入纯净水液所产生的浮力。
三、筏板下的向上反力组合系数对于采用筏板基础的建筑，其筏板下的反力比较单一，无论是全部由地基土承担还是部分由地下水的浮力承担，其反力总值是不变的。
对于风荷载较小同时抗震设防烈度在6度及6度以下地区（比如武汉市），基础设计的荷载基本组合设计值一般取荷载标准组合值乘以 1.35，即为《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的公式（3.0.5-4）。
在水平力比较小的情况下，作用于基础的竖向力主要由结构的永久荷载产生。
所以，基础设计时应采用由永久荷载效应控制的基本组合。
对于采用桩基础（CFG桩除外）同时带地下室的建筑，筏板下的向上反力主要由地下水的浮力产生。
此时地下水位的取值可为50年内最高的地下水位，而不是取为室外地面标高。
在底板产生设计反力的地下水位与地下室整体抗浮的地下水位取值是可以不同的。
因为虽然发生过地下室整体浮起的事故，却鲜见地下室底板受到地下水的上顶作用而发生破坏的现象。
地下室底板设计时，地下水荷载的分项系数可取1.35，底板自重的分项系数取1.0。
四、地下室外墙计算的荷载组合：地下室外墙的平时荷载大致可分为三类，一是土的侧压力；二是地下水的侧压力；三是地面堆载或汽车荷载产生的侧压力。
该状况可以采用荷载规范公式（3.2.3-2）。
荷载规范的第3.1.1条已经说明土压力为永久荷载，所以，地下室外墙计算时土的侧压力分项系数应为1.35；一般说来，地下水位的变化不是很快，在此处可视为永久荷载，地下水侧压力的荷载效应组合时分项系数可为1.35；地面堆载或汽车荷载产生侧压力的组合分项系数可取0.98或1.0。
关于地下室外墙计算的荷载组合存在一定的争议，笔者认为：既然是由永久荷载控制效应的组合，就应该按照荷载规范公式（3.2.3-2）计算。
五、消防车等效均布荷载：关于消防车的等效均布荷载，荷载规范中的表4.1.1写明：对于板跨不小于2米的单向板楼盖，取35.0 kN/m2；对于双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于6m×6m）,取20.0 kN/m2。
按照上述要求进行设计，结构板当然是安全的。
但是，考察消防车实际可能产生的荷载，感觉这个结果过于笼统，而且比较保守。
消防车等效均布荷载取值的困难在于其荷载作用的不确定性，即多台消防车排列的不确定性。
理论上说，应该考虑到一切可能的不利荷载组合，但是，从实际消防现场看，消防车基本上是呈“一”字形纵向排列，侧面对着火灾现场，很难看到消防车横向排列。
一般居住小区的道路也比较狭窄，两辆消防车的横向排列几乎不可能，况且消防车的侧面需要一定的操作空间。
因此，地下室顶板消防车道的荷载，可以根据总图平面上道路的布置来考虑。
一般情况下可以考虑为沿道路纵向排列。
为了不致使荷载取值偏小，现考虑一台质量为30吨的消防车后轮的荷载作用，荷载作用区域取在使板在简支情况下跨中弯矩取得最大值的状态。
30吨的消防车的平面尺寸见图一。
后轮可以认为是四个荷载作用点，每一点的作用力为60kN，着地宽度及长度为0.6m×0.2m。
图一 300KN汽车车轮的平面尺寸(单位：m)以下先考虑单向板的荷载状况。
1、单向板本节是在满足下列条件时进行的计算，即板上覆土厚度：0；板面垫层厚度：s=50mm；混凝土顶板厚度：h=200mm。
按荷载规范附录B—楼面等效均布活荷载的确定方法计算。
计算分为车行方向垂直于板跨方向（图二）和车行方向平行于板跨方向（图三）两种情况。
计算方法同荷载规范的附录B，计算结果详见表一。
图二(单位：m)图三(单位：m)表一：一台30吨消防车后轮产生的等效均布荷载（kN/m2）表中，L=2m时取的规范值。
从表一看出，等效均布荷载随板跨度的增加而减小。
两种车行方向的等效均布荷载基本相同，为便于设计，本文将上述两种情况产生的荷载统一取值，如表二所示，供设计参考。
表二：一列消防车产生的最大等效均布荷载（kN/m2）当L≥6m时，等效均布荷载均取为10.0 kN/m2，因为跨度越大，停车空间越大，车轮荷载排列组合的可能性越大，所以等效均布荷载不宜再折减。
2、双向板计算消防车产生的等效均布荷载似乎不应有单向板与双向板的区别，就像一般楼板设计，楼面活荷载的取值应没有单向板与双向板之分。
按荷载规范的计算方法，双向板的等效均布荷载取值小于单向板，而且计算比较复杂。
作为板的设计来说，表二的取值既安全又方便。
所以，笔者认为：双向板等效均布荷载的取值仍可以参照本文表二。
3、顶板梁汽车荷载作用于梁上的分布情况比作用于板上要简单。
仅将汽车后轮荷载作为集中力直接作用于梁上。
本节探讨的是设计时按表二取值是否可以直接计算梁的配筋。
如果板的荷载按单向板的传力方向传给梁，按本文表二的荷载值可知梁允许承受的使用线荷载约为60 kN/m。
若按双向板的最不利导荷方式传给梁—即荷载峰值出现在跨中的三角形荷载施加在梁上，这时的等效均布荷载约为荷载峰值的2/3，即40 kN/m。
（一）质量为20吨消防车的计算一台质量为20吨的消防车，单排后轮，每个后轮的最大压力为65kN，最不利的荷载作用一般为两个后轮同时压在梁上，按每个后轮的有效扩散线荷载长度为 1.8米计算，则局部等效线荷载约为65/1.8=36.1 kN/m，该值小于上一段落所计算的40 kN/m，所以，对于质量为20吨的消防车，按本文表二的荷载值进行梁的配筋设计是偏于安全的。
至于前轮荷载对计算梁的影响可以不考虑。
理由如下：①如果板跨小于4米，前轮的作用点已不再本跨，因为前轮雨后轮的轴距为4米。
②如果板跨大于4米，且板为单向板受力，则前轮对计算梁的影响较小，单向板的跨度一般小于7米，经计算，实际荷载仍小于60 kN/m。
③如果板跨大于4米，且板为双向受力，则前轮对计算梁的影响还是较小。
除非板跨度比较大，顶板中双向板的跨度一般小于9×9米，此时前轮的作用点基本上在板的中间，计算梁的受力荷载小于40 kN/m。
当计算梁的两边均为双向板，且承受峰值出现在跨中的三角形荷载，即本梁的允许等效均布荷载为40 kN/m，当梁的跨度较小时应另作计算。
设消防车后轮的一只轮子压在梁的跨中，应作配筋验算的跨度范围是L≤3.25m。
此时梁的等效均布线荷载q应满足下式：q ≥ 130/L （kN/m）（二）质量为30吨消防车的计算一台质量为30吨的消防车，双排后轮，每个后轮的最大压力为60kN，车轮作用点见图一。
因为质量为30吨的消防车目前数量很少，所以在考虑梁最不利荷载作用时可以只计算一台车的荷载。