乙、荷載及荷載效應(yīng)組合和地震作用
2　荷載及荷載效應(yīng)組合和地震作用
2.1　樓、屋面荷載取值
2.1.1　高層建筑和公共建筑的走廊、門廳、樓梯樓面均布活荷載標準值取2.5kN/m2，不符合《荷載規(guī)范》第4.1.l條和表4.l.l項11(3)的要求。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009局部修訂第4.1.l條表4.1.1項次11(3)中規(guī)定：其他民用建筑及當(dāng)人流可能密集時，其走廊、樓梯，門廳樓面均布活荷載取3.5kN/m2。因此對高層建筑和公共建筑的走廊、門廳、樓梯的樓面均布活荷載標準值取2.5kN/m2不正確，應(yīng)取3.5kN/m2。
2.1.2　在樓板設(shè)計時漏算固定隔墻自重產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009第4.1.1條表4.1.l的注5規(guī)定，對固定隔墻的自重應(yīng)按恒荷載考慮。因此在樓板設(shè)計時必須考慮固定隔墻自重產(chǎn)生的荷載效應(yīng)，否則該設(shè)計屬不正確。
2.1.3　設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的樓板時，未考慮可靈活自由布置的非固定隔墻荷載。
改進措施：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是便于根據(jù)房間的不同用途進行分隔，設(shè)置靈活自由非固定的隔墻，因而在設(shè)計樓板時，應(yīng)考慮房屋在使用過程中設(shè)置這類隔墻的可能性。為此應(yīng)按《荷載規(guī)范》GB 50009第4.1.1條表4.1.1的注5規(guī)定，對這類隔墻應(yīng)取每延米墻重(kN/m)的1/3作為樓面活荷載標準值的附加值(kN/m2)計入樓面設(shè)計荷載內(nèi)，并將此附加值在結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書中注明，以便今后使用。
未考慮這類隔墻荷載將降低該房屋適應(yīng)變更房間分隔的能力。
2.1.4　屋面板設(shè)計時對保溫層或找坡層荷載取值偏小。
改進措施：對保溫層或找坡層荷載取值偏小情況，經(jīng)常發(fā)生在設(shè)計人員疏忽大意或校審人員校審不嚴時，因而應(yīng)加強設(shè)計管理工作，增強設(shè)計人員和校審人員的工作責(zé)任心，防止此類問題發(fā)生。
2.1.5　高層建筑、裙房以外的首層地下室頂板的設(shè)計荷載取值偏��；例如：
(1)位于汽車通道下方的板未考慮消防車荷載；
(2)未考慮施工過程中由于材料堆放等引起的施工荷載。
改進措施：汽車通道下方的首層地下室頂板應(yīng)考慮消防車荷載，否則可能會造成不安全。頂板設(shè)計時應(yīng)根據(jù)工程的實際情況確定頂板由于消防車產(chǎn)生的荷載。當(dāng)消防車直接行駛于頂板上時，可直接按《荷載規(guī)范》GB 50009表4.1.1第8項的規(guī)定取值；當(dāng)頂板上填有覆土或其他充填物時，應(yīng)按消防車輪壓處于最不利位置并考慮其在土中或充填物內(nèi)的擴散分布，進行分析計算后確定消防車荷載。
地下室頂板設(shè)計時應(yīng)考慮在施工過程中由于材料堆放等原因引起的施工荷載，此施工荷載應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中注明，以便施工單位控制此荷載，避免發(fā)生超載。
2.1.6　現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板為雙向板，其上置放有局部活荷載(非中心位置處)，在設(shè)計時其活荷載未按等效均布活荷載確定方法進行計算。
改進措施：一般情況(采用有限元方法分析者除外)，在設(shè)計現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板時，作用在板上的樓面局部荷載應(yīng)進行等效均布荷載的換算。換算時，可按單跨四邊簡支雙向板，使局部荷載產(chǎn)生的板的絕對最大彎矩與滿布均布荷載產(chǎn)生的板中心處最大彎矩相等的條件而求得，此滿布的均布荷載值即為所換算的等效均布荷載值。由于雙向板可求得兩個等效均布荷載值，設(shè)計時應(yīng)取其中的較大值。
注：當(dāng)局部均布荷載位于板中心時(即當(dāng)a＝b，c＝d時)，即可求得該雙向板局部均布荷載最不利布置(板中心處)時換算的等效均布荷載值。其可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊查表計算確定。
2.1.7　施工階段不加支撐的鋼筋混凝土疊合樓面梁的荷載取值不正確，例如：
(1)第一階段未考慮該階段的施工荷載；
(2)第二階段的樓面荷載未按從屬面積取值。
改進措施：疊合梁分兩階段施工，其荷載也應(yīng)分階段承受。計算疊合梁第一階段的內(nèi)力時，施工荷載標準值一般按1.OkN/m2采用，懸挑梁按1.5kN/m2采用。只有當(dāng)后澆砼達到設(shè)計強度后疊合梁才能承受梁板的全部荷載。因而若末考慮第一階段的施工荷載，則設(shè)計不正確.
樓面梁承受的樓面荷載應(yīng)按梁的從屬面積取值。當(dāng)梁兩側(cè)均為單向板時，則以梁每側(cè)單向板
(3)兼作其他用途的上人屋面，未按相應(yīng)用途的樓面活荷載標準值取值；
(4)設(shè)有屋頂花園的屋面活荷載標準值，漏算花圃土石等的材料自重；
(5)屋面有上翻梁時，對可能形成的積水荷載在設(shè)計中未考慮。
改進措施：按照《荷載規(guī)范》GB 50009第4.3.1條規(guī)定：上人屋面的活荷載標準值應(yīng)取2．0kN/m2，而不是1.5 kN/m2。上人屋面活荷載標準值按不上人屋面情況取值會造成結(jié)構(gòu)不安全，因而不正確。兼作其他用途的上人屋面，應(yīng)按相應(yīng)用途的樓面活荷載標準值取值，否則可能造成結(jié)構(gòu)不安全。設(shè)有屋頂花園的屋面活荷載若漏算花圃土石等材料自重將會造成結(jié)構(gòu)不安全，屋面有上翻梁時，四周由上翻梁包圍的屋面可能造成積水，因而應(yīng)在屋面設(shè)計中考慮積水荷載，否則應(yīng)采取有效的措施避免積水。
總之，設(shè)計時對屋面活荷載的取值應(yīng)符合《荷載規(guī)范》的規(guī)定。此外當(dāng)屋面結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)時，尚應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》GB 50017第3.2.1條的規(guī)定。
2.1.9　計算鋼筋混凝土或砌體結(jié)構(gòu)的地下室側(cè)墻承載力時，當(dāng)土壓力引起的效應(yīng)參與組合，但未考慮由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合情況。
改進措施：計算鋼筋砼或砌體結(jié)構(gòu)的地下室側(cè)墻承載力時，土壓力應(yīng)作為永久荷載考慮。因此，當(dāng)土壓力引起的效應(yīng)參與組合時，不僅應(yīng)考慮由可變荷載效應(yīng)控制的組合(土壓力的荷載分項系數(shù)取1.2)；還應(yīng)考慮由永久荷載效應(yīng)控制的組合(土壓力的荷載分項系數(shù)取1.35)情況。通常后一種組合情況是最不利組合。
2.2　雪荷載取值
2.2.1　高低屋面在設(shè)計低屋面處的屋面結(jié)構(gòu)時未考慮該處雪荷載積雪分布不均勻的影響。
改進措施：按《荷載規(guī)范》GB 50009表6.2.1第8項規(guī)定，高低屋面在低屋面處的積雪分布系數(shù)為2.0，因此在設(shè)計低屋面處的屋面結(jié)構(gòu)時，必須考慮此種情況，否則有可能造成不安全。
 2.2.2　設(shè)計屋面承重構(gòu)件時，雪荷載標準值未考慮不同的積雪分布情況。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009第6.2.2條對設(shè)計屋面承重構(gòu)件規(guī)定：
(1)屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況確定雪荷載的標準值；
(2)屋架和拱殼可分別按積雪全跨均勻分布情況、不均勻分布情況和半跨的均勻分布的情況確定雪荷載標準值，并根據(jù)三種情況計算構(gòu)件的內(nèi)力。
因此，在設(shè)計屋面承重構(gòu)件時應(yīng)按不同的積雪分布情況確定雪荷載標準值，并據(jù)此計算構(gòu)件的內(nèi)力和進行效應(yīng)組合。
2.3　風(fēng)荷載取值
2.3.1　確定門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基本風(fēng)壓Wo時，未將《荷載規(guī)范》規(guī)定的基本風(fēng)壓增大1.05倍。
改進措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS 102附錄A規(guī)定：確定垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載時，應(yīng)將《荷載規(guī)范》GB50009取值的基本風(fēng)壓乘以1.05。在實際工程中，設(shè)計者常漏乘l.05，因而不正確，應(yīng)予以改正。
2.3.2　設(shè)計修建于山區(qū)的房屋，在確定風(fēng)荷載標準值時，未考慮地形的影響。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009第7.2.2條規(guī)定：對山區(qū)的房屋，在確定風(fēng)荷載標準值時，風(fēng)壓高度變化系數(shù)從應(yīng)考慮地形條件的影響，可將按平坦地形求得的風(fēng)壓高度變化系數(shù)進行修正，乘以修正系數(shù)η,η可按《荷載規(guī)范》第7.2.2條和第7.2.3條確定。如圖2.3.2所示：
 2.3.3　修建于非抗震設(shè)防地區(qū)跨度與高度之比≤4的單跨門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，在設(shè)計主體結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載未按《荷載規(guī)范》有關(guān)規(guī)定計算。
改進措施：門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，由于屋面荷載較輕，風(fēng)荷載往往是確定主體結(jié)構(gòu)斷面尺寸的主要荷載。關(guān)于這類房屋的風(fēng)荷載計算，目前有兩本規(guī)范可依據(jù)，《荷載規(guī)范》GB 50009和《門式剛架規(guī)程》CECS 102。經(jīng)國內(nèi)工程設(shè)計人員的研究、分析得出以下結(jié)論：對單跨門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)跨度與高度之比≤4時，其主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載應(yīng)按《荷載規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定計算風(fēng)荷載標準值Wk及風(fēng)荷載體形系數(shù)μs、、并取風(fēng)振系數(shù)βZ＝1，因其對結(jié)構(gòu)設(shè)計較安全。但是這類房屋的圍護結(jié)構(gòu)及當(dāng)跨度與高度之比>4的門式剛架仍宜按《門式剛架規(guī)程》的規(guī)定進行風(fēng)荷載計算。
2.3.4　確定基本自振周期T１>0.25s的多層房屋的風(fēng)荷載時，進行風(fēng)振系數(shù)βZ計算。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009局部修訂明確規(guī)定，對基本自振周期T1大于0.25秒的工程結(jié)構(gòu)如大跨度屋蓋，各種高聳結(jié)構(gòu)以及對高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。對基本自振周期T1>0.25s的多層房屋，一般情況下其高度及高寬比均不符合需要計算風(fēng)振系數(shù)的范圍，因而可不必對風(fēng)振系數(shù)進行計算，取βZ=1。
2.3.5　計算框架結(jié)構(gòu)外圍護砌體填充墻受風(fēng)荷載時的強度時，采用了《荷載規(guī)范》GB 50009表7.5.1中的陣風(fēng)系數(shù)βgZ。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009局部修訂規(guī)定：表7.5.1中的陣風(fēng)系數(shù)βBZ僅用于計算玻璃幕墻的風(fēng)荷載，不用于計算砌體圍護墻。因而計算框架結(jié)構(gòu)的砌體圍護墻的風(fēng)荷載時不應(yīng)采用表7.5.1中的βgZ值，而應(yīng)按《荷載規(guī)范》局部修訂中有關(guān)房屋圍護構(gòu)件的風(fēng)荷載局部體型系數(shù)μSl取值，并取βgZ＝進行風(fēng)荷載計算。
2.4　荷載效應(yīng)組合
2.4.1　永久荷載標準值GK與可變荷載標準值QK的比值較大，在進行承載能力極限狀態(tài)基本組合效應(yīng)組合設(shè)計值計算時，漏算由永久荷載效應(yīng)控制的最不利組合。
改進措施：《荷載規(guī)范》GB 50009第3.2.5條規(guī)定，在進行承載能力極限狀態(tài)基本組合設(shè)計時，應(yīng)從下列兩種組合值取最不利值：
組合l：由可變荷載效應(yīng)控制的組合
S＝γGSGK＋γ1SQ1K＋∑γQiψCiSQiK(i=2～n)
組合2：由永久荷載效應(yīng)控制的組合
S＝γGSGK＋∑γQiψCiSQiK(i=1～n)
在組合l中永久荷載的分項系數(shù)γG取1.2，而在組合2中γG取l.35。通常情況，當(dāng)構(gòu)件上僅承受一種可變荷載，而其荷載分項系數(shù)γQ取1.4及可變荷載的組合值系數(shù)ψC取0．7時，若可變荷載QK和永久荷載GK均為均布荷載，可求得當(dāng)GK／QK＞2.8則組合2為最不利組合。因此在此情況下若漏算由永久荷載效應(yīng)控制的組合，將會造成計算錯誤。
2.4.2　設(shè)計生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及鄰近建筑的屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，進行承載能力極限狀態(tài)基本組合計算的不利效應(yīng)組合考慮不充分，漏算可能出現(xiàn)的最不利情況。
改進措施：此類屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件上有三種不同的可變荷載及其相應(yīng)的組合值系數(shù)，即雪荷載，其標準值效應(yīng)為S1K、組合值系數(shù)為ψC1取0.7；屋面均布活荷載，其標準值效應(yīng)為S2K、組合值系數(shù)為為ψC2取0.7；屋面積灰荷載，其標準值效應(yīng)為為S3K、組合值系數(shù)為為ψC3取0.9或1.0(后者僅用于高爐鄰近建筑的屋面)�！逗奢d規(guī)范》GB 50009規(guī)定：雪荷載與屋面均布活荷載不同時參與組合；而積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載兩者中的較大值可同時考慮參與組合。因此進行承載能力極限狀態(tài)基本組合計算不利效應(yīng)組合S時，應(yīng)考慮以下組合情況，并選出最不利值：
由可變荷載效應(yīng)控制的組合：
1，S＝1.2SGK＋l.4S1K＋1.4×(0.9或l.0)S3K
2，S＝l.2SGK＋l.4S2K＋1.4×(0.9或l.0)S3K
3，S＝l.2SGK＋l.4S3K＋1.4×0.7S1K
4，S＝l.2SGK＋l.4S3K＋1.4×0.7S2K
由永久荷載效應(yīng)控制的組合：
5．S＝1.35SGK＋1.4×(0.9或l.0)S3K＋l.4×0.7S1K
6，S＝1.35SGK＋1.4×(0.9或l.0)S3K＋l.4×0.7S2K
當(dāng)雪荷載標準值Q1K小于屋面均布荷載標準值Q2K時，上列效應(yīng)組合可簡化為從2、4、6三者中選出最不利值。
當(dāng)雪荷載標準值Q1K大于屋面均布荷載標準值Q2K時，上列效應(yīng)組合可簡化為從1、3、5三者中選出最不利值。
因此若對不利效應(yīng)考慮不充分，漏算可能出現(xiàn)的最不利效應(yīng)組合，將會造成不安全。
2.5　地震作用
2.5.1　施工圖設(shè)計文件的抗震設(shè)防烈度(設(shè)計基本地震加速度值)取值有誤。
改進措施：《抗震規(guī)范》GB 50011第1.0.4條規(guī)定，抗震設(shè)防烈度必須按國家規(guī)定的權(quán)限審批或按頒發(fā)的文件(圖件)確定。這是一條強制性條文，必須執(zhí)行，在一般情況下，設(shè)計時可取用抗震規(guī)范附錄A提供的我國主要城鎮(zhèn)中心地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、設(shè)計基本地震加速度和設(shè)計地震分組。對已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的城市，可按批準的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)進行抗震設(shè)防。
《抗震規(guī)范》附錄A給出的是“城鎮(zhèn)中心地區(qū)”的參數(shù)，目前隨著城鎮(zhèn)的日益擴大，建設(shè)工程日益遠離城鎮(zhèn)中心，那些遠離城鎮(zhèn)中心的建筑工程，特別是往抗震設(shè)防烈度大的方向的建筑工程，可能需按較高的標準進行抗震設(shè)防，例如北京的密云、懷柔、昌平、門頭溝，《抗震規(guī)范》附錄A給出的是7度(0.15g