二、可变荷载
(一)民用建筑楼面活荷载
民用建筑楼面活荷载是指建筑物中的人群、家具、设施等产生的重力作用,这些荷载的量值随时间发生变化,位置也是可移动的,亦称可变荷载。楼面活荷载按其随时间变异的特点,可分为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、常住人员等,这些荷载在住户搬迁入住后一般变化不大;临时性活荷载是指楼面上偶尔出现的短期荷载,例如聚会的人群、装修材料的堆积等。
民用建筑楼面均布活荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值系数按表4-1取用。
表4-1 部分民用建筑楼面均布活荷载
(二)工业建筑楼面活荷载
工业建筑楼面在生产使用或安装检修时,由设备、管道、运输工具及可能拆除的隔墙产生的局部荷载,均应按实际情况考虑,可用等效均布活荷载代替。
工业建筑楼面(包括工作平台)上无设备区域的操作荷载,包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重,可按均布活荷载考虑,采用2.0千牛/平方米。
生产车间的楼面活荷载,可按实际情况采用,但不宜小于3.5千牛/平方米。
(三)屋面活荷载
屋面均布活荷载包括施工检修人员、工具等自重,上人屋面还包括人员临时聚会的荷载。
工业及民用房屋的屋面,其水平投影面上屋面均布活荷载标准值、组合值系数、频遇值系数及准永久值系数按表4-2采用。
表4-2 屋面均布活荷载
设计时注意屋面活荷载不应与雪荷载同时考虑。此外,该活荷载是屋面的水平投影面上的荷载。由于我国大多数地区的雪荷载标准值小于屋面均布活荷载标准值,因此在屋面结构和构件计算时,往往是屋面均布活荷载对设计起控制作用。
(四)屋面积灰荷载
机械、冶金、水泥等行业在生产过程中有大量排灰产生,易于在厂房及其邻近建筑屋面堆积,形成积灰荷载。影响积灰厚度的主要因素有除尘装置的使用、清灰制度的执行、风向和风速、烟囱高度、屋面坡度和屋面挡风板等。当工厂设有一定除尘设施,且能坚持正常清灰的前提下,屋面水平投影面上的积灰荷载应按表4-3采用。
表4-3 屋面积灰荷载
对于屋面上易形成灰堆处,当设计屋面板、檩条时,积灰荷载标准值可乘以下列规定的增大系数:
(1)在高低跨处两倍于屋面高差,但不大于6.0米的分布宽度内(图4-1),取2.0。
(2)在天沟处不大于3.0米的分布宽度内(图4-2),取1.4。
图4-1 高低跨屋面积灰荷载的增大系数图
图4-2 天沟处积灰荷载的增大系数
对有雪地区,积灰荷载应与雪荷载一道考虑;雨季的积灰吸水后重度增加,可通过不上人屋面的活荷载来补偿。因此,积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。
(五)雪荷载
雪荷载只是可变荷载中的一小部分,但雪荷载却是在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化是与平均值相比不可以忽略不计的荷载。
屋面水平投影面上的雪荷载标准值,按下式计算:
Sk=μrSo (式4.2)
式中:Sk为雪荷载标准值;μr为屋面积雪分布系数;So为基本雪压。
基本雪压(reference snow pressure)是雪荷载的基准压力,一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据,经概率统计得出50年一遇最大值确定。与此同时,还要考虑房屋和屋顶的几何形状、朝向、采暖情况,风速、周围环境以及地形、地势等因素的影响,把地面雪压转换成屋面雪荷载数据,经统计检验而得到屋面积雪分布系数即μr值。
(六)风荷载
风是空气相对于地面的运动。由于太阳对地球各处辐射程度和大气升温的不均衡性,在地球上的不同地区产生大气压力差,空气从气压大的地方向气压小的地方流动就形成了风。
台风和季风是两类性质的大风。根据风对地面或海洋物体影响程度,风级划分为13个等级(0级~12级)。
风的强度常用风速表示。当风以一定的速度向前运动遇到建筑物、构筑物、桥梁等阻碍物时,将对这些阻碍物产生压力,即风压。
风荷载是工程结构的主要侧向荷载之一,它不仅对结构物产生水平风压作用,还会引起多种类型的振动效应。确定作用于工程结构上的风荷载时,必须依据当地风速资料确定基本风压。风的流动速度随离地面高度不同而变化,还与地貌环境等多种因素有关。
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算:
(1)当计算主要承重结构时
wk=βzμsμzw0 (式4.3)
式中:wk为风荷载标准值;βz为高度z处的风振系数;μs为风荷载体型系数;μz为风压高度变化系数;w0为基本风压。
(2)当计算围护结构时
wk=βgzμs1μzw0 (式4.4)
式中:βgz为高度z处的阵风系数;μs1为局部风压体型系数。
(七)吊车荷载
吊车按使用期内要求的总工作循环次数分成10个利用等级;按吊车荷载达到其额定值的频繁程度分成4个载荷状态(轻、中、重、特重)。根据要求的利用等级和荷载状态,确定吊车的工作级别,共分8个级别作为吊车设计的依据。
吊车荷载包括吊车竖向荷载Dmax、Dmin和水平荷载T两种。
对于多层吊车的单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数应按实际情况考虑;当有特殊情况时,参与组合的吊车台数也应按实际情况考虑。计算排架考虑多台吊车水平荷载时,对单跨或多跨的每个排架,参与组合的吊车台数不应多于两台。
按照以上组合方法,吊车荷载不论是由两台还是由4台吊车引起,都按照各台吊车同时处于最不利位置,且同时满载的极端情况考虑,实际上这种最不利情况出现的概率是极小的。从概率观点来看,可将多台吊车共同作用时的吊车荷载效应组合予以折减。在实测调查和统计分析的基础上,可得到多台吊车的荷载折减系数,按表4-4采用。
表4-4 多台吊车荷载折减系数
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