大型超市樓面活荷載設(shè)計(jì)值

大型超市樓面活荷載設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)荷載在概念上一般是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常使用條件下可能出現(xiàn)的最大荷載值，因此它應(yīng)高于經(jīng)常出現(xiàn)的荷載值。用統(tǒng)計(jì)的觀(guān)點(diǎn)，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是在所規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越概率小于某一規(guī)定值的荷載值，也稱(chēng)特征值，是工程設(shè)計(jì)可以接受的最大值。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50009-2001）規(guī)定商店,展覽廳,車(chē)站,港口,機(jī)場(chǎng)大廳及其旅客等候室其樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5KN/M2,組合值系數(shù)為0.7，頻遇值系數(shù)0.6，準(zhǔn)永久值系數(shù)0.5。然而大型超市（如家樂(lè)福，沃爾瑪，麥德龍等）無(wú)論在規(guī)模，人流量及承載貨物都不是一般店鋪可以比擬的，經(jīng)過(guò)三天在家樂(lè)福及麥德龍的實(shí)地觀(guān)察考證，結(jié)合書(shū)本知識(shí)我設(shè)計(jì)了大型超市樓面活荷載取值，其論證如下。大型連鎖超市是指實(shí)際營(yíng)業(yè)面積6000平方米以上，品種齊全，能基本滿(mǎn)足顧客一次性購(gòu)齊商品的零售業(yè)態(tài)。按照其經(jīng)營(yíng)方式一般可分為倉(cāng)儲(chǔ)式超市（如麥得龍、東方家園等）和購(gòu)物廣場(chǎng)（如沃爾瑪、家樂(lè)福、大福源等）兩類(lèi)，由于其經(jīng)營(yíng)方式、貨物種類(lèi)、服務(wù)對(duì)象不同使其建筑物上活荷載種類(lèi)大小及分布有很大不同,以下就兩種類(lèi)型超市分別進(jìn)行討論。其中倉(cāng)儲(chǔ)式超市由于其主要服務(wù)對(duì)象是批量采購(gòu)的經(jīng)銷(xiāo)商，因此其中的人荷載可以計(jì)入貨物荷載中去。同時(shí)由于絕大部分面積都用來(lái)擺放貨物，所以作用于其樓面的活荷載一般分布在較小的范圍內(nèi)。由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知：當(dāng)荷載在建筑物梁上分段分布要比所有表面都作用滿(mǎn)了荷載產(chǎn)生的彎矩大，這就加重了活荷載對(duì)建筑物的作用。由于超市中主要使用小型運(yùn)貨推車(chē)運(yùn)送貨物每車(chē)貨物計(jì)由兩人運(yùn)送，其荷載等效方式可分兩種：一種是運(yùn)貨車(chē)前后各加900牛作用力（工作人員平均重力為90千克），另一種是在運(yùn)貨車(chē)后面加1800牛等效作用力。倉(cāng)儲(chǔ)式超市所運(yùn)貨物一般比較集中，其最重貨物一般為集中運(yùn)輸?shù)拇竺滓?、灌裝可樂(lè)以及冷凍生鮮等（其重量可根據(jù)商品說(shuō)明書(shū)得到作為計(jì)算依據(jù)）。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取其最不利值，故下面主要依據(jù)大米、灌裝可樂(lè)以及冷凍生鮮的標(biāo)準(zhǔn)重量計(jì)算超市樓面活荷載設(shè)計(jì)值?！督ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50009一2001）規(guī)定商場(chǎng)的樓面活荷載指標(biāo)值取3.5KN／M2，但這遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足超大型倉(cāng)儲(chǔ)超市樓面荷載設(shè)計(jì)要求。首先按平均等效荷載法計(jì)算：計(jì)運(yùn)貨推車(chē)寬1m,長(zhǎng)2.5m,高1.8m,則其等效作用面積為2.5M2,體積為4.5M3(保守取值5M3)，通過(guò)考察其貨物自重計(jì)算得其平均作用荷載為20KN～35KN。在加上前面工作人員自重則總平均等效荷載為21KN～36KN。按集中等效荷載法計(jì)算：由于運(yùn)貨車(chē)一般有四個(gè)輪子直接與地面接觸，所以可以等效為四個(gè)13000N作用力，在加上工作人員自重可等效為以下兩種分布荷載：（1）每個(gè)作用力大小為13750N(2)左面兩個(gè)作用力為13000N,右面兩個(gè)作用力為14250N綜上所述對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)式大型超市，其樓面作用活荷載取為25KN。對(duì)于購(gòu)物廣場(chǎng)這類(lèi)超市分析如下：由于學(xué)校臨近家樂(lè)福，我主要考察了家樂(lè)福的活荷載分布情況。由于是一個(gè)大賣(mài)場(chǎng)日客流量相當(dāng)龐大。同時(shí)由于絕大部分面積都用來(lái)擺放貨物，只有少量面積的過(guò)道用于活荷載的分布，而這種大賣(mài)場(chǎng)的客流量是驚人的，節(jié)假日的時(shí)候真可用接踵摩肩來(lái)形容，所以其樓面活荷載應(yīng)以客流為主。我在早晨八點(diǎn)，中午一點(diǎn)，晚上六點(diǎn)及九點(diǎn)鐘分別統(tǒng)計(jì)了家樂(lè)福五個(gè)部位大約每部分4平方米內(nèi)客戶(hù)數(shù)。其值如下：早八點(diǎn)：電器區(qū)8人，食品區(qū)10人，生鮮區(qū)10人，生活用品區(qū)9人，水果區(qū)8人。中午一點(diǎn)：電器區(qū)12人，食品區(qū)14人，生鮮區(qū)13人，生活用品區(qū)10人，水果區(qū)11人。晚六點(diǎn)：電器區(qū)9人，食品區(qū)13人，生鮮區(qū)12人，生活用品區(qū)12人，水果區(qū)10人。晚九點(diǎn)：電器區(qū)8人，食品區(qū)12人，生鮮區(qū)11人，生活用品區(qū)7人，水果區(qū)8人。算得曲陽(yáng)路家樂(lè)福單位時(shí)間單位面積內(nèi)客戶(hù)數(shù)為3.2人，考慮到五一十一等法定節(jié)假日內(nèi)客流量一般會(huì)達(dá)到平時(shí)客流量的2.5～3倍，取其較不利狀態(tài)則單位時(shí)間單位面積客流量為9人，每人重量為70KG。（男女平均重量）所以單位時(shí)間單位面積內(nèi)客流的等效荷載為6300N/M2。這類(lèi)大賣(mài)場(chǎng)的運(yùn)輸貨物也以大米、灌裝可樂(lè)以及冷凍生鮮等為最重，下面就以這幾類(lèi)物品重量計(jì)算。因?yàn)槠溥\(yùn)貨量比較小，一般運(yùn)貨推車(chē)寬0.4米，長(zhǎng)1米，所運(yùn)貨物高1.3米，則其體積為0.520M3.則其單位面積內(nèi)等效作用荷載為13000N/M2～25000N/M2?？紤]到其運(yùn)貨一般選在客流量較少的早晨或晚上關(guān)門(mén)以后，且運(yùn)貨較分散。故主要應(yīng)以客流所產(chǎn)生的活荷載進(jìn)行計(jì)算，并疊加所運(yùn)貨物荷載，所以綜上所述取9.5KN/M2。同時(shí)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50009-2001）規(guī)定：民用建筑樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值在下列情況下應(yīng)乘以規(guī)定的折減系數(shù)；設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)的折減系數(shù)：1.第1項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)25m2時(shí)，取0.9；2.第2～8項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)50m2時(shí)，取0.9；3.第9項(xiàng)對(duì)單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋取0.8；對(duì)單向板樓蓋的主梁取0.6；對(duì)雙向板樓蓋的梁取0.8；4.第10～13項(xiàng)采用與所屬房屋類(lèi)別相同的折減系數(shù)設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)的折減系數(shù)：1.第1項(xiàng)按表3.1.2規(guī)定采用；2.第2～8項(xiàng)采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)；3.第9項(xiàng)對(duì)單向板樓蓋取0.6；對(duì)雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋取0.8；4.民用建筑樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值中第10～13項(xiàng)采用與所屬房屋類(lèi)別相同的折減系數(shù)?；詈奢d樓層的折減系數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)計(jì)算截面以以上的層數(shù)數(shù)12～34～56～89～20>20計(jì)算截面以上各各樓層活

荷荷載總和的的折減系數(shù)數(shù)1.00

（0..90）0.850.700.650.600.55注：樓面梁的從屬面積超過(guò)25m2時(shí)，采用括號(hào)內(nèi)的系數(shù)。結(jié)合建筑物的經(jīng)濟(jì)性（很多設(shè)計(jì)師及測(cè)繪師等在設(shè)計(jì)時(shí)存在相當(dāng)?shù)谋Ｊ匦裕?，以及上表?guī)定上述所得荷載設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以一定折減系數(shù)取為0.85，最后得大型倉(cāng)儲(chǔ)超市（如麥德龍）樓面活荷載設(shè)計(jì)值取21.25KN/M2，購(gòu)物廣場(chǎng)（如家樂(lè)福，沃爾瑪?shù)龋┢錁敲婊詈奢d設(shè)計(jì)值應(yīng)取8.07KN/M2。示例4：我國(guó)目前對(duì)大型超市的樓面活荷載設(shè)計(jì)值尚沒(méi)有給出，你如何確定其設(shè)計(jì)值？033826：大型超市幾乎都采用敞開(kāi)式貨架，商品堆放與以往的商場(chǎng)相比要集中得多，某些區(qū)域特別是倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)和飲料堆放區(qū)，貨物的活荷載相當(dāng)大。但在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50009一2001）,商場(chǎng)的樓面活荷載指標(biāo)通常取3．5kN／m2。。在對(duì)上海某大型超市的幾個(gè)分店的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)這個(gè)值在超市的很多區(qū)已經(jīng)被大大超過(guò)，某些區(qū)域?qū)崪y(cè)的均布荷載值甚至超過(guò)了20kN／m2，這些區(qū)域主要集中在倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)和賣(mài)場(chǎng)的食品雜貨區(qū)，而且在這些區(qū)域的樓板上都不同程度地出現(xiàn)了裂縫，建筑物的安全性和耐久性已經(jīng)受到了極大的影響。由于目前國(guó)內(nèi)尚未有針對(duì)大型超市的樓面荷載規(guī)范，在進(jìn)行大型超市的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，樓面活荷載究竟取什么樣的值才能做到既安全又經(jīng)濟(jì)就是一個(gè)十分值得研究的課題。荷載調(diào)查調(diào)查的內(nèi)容主要分兩部分，一是建筑物的結(jié)構(gòu)．包括超市的結(jié)構(gòu)形式、柱距、梁板跨度、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何尺寸等；二是超市各區(qū)的實(shí)際荷載分布，這又包含了兩方面的內(nèi)容，一方面是貨架及上面堆放的商品重量和設(shè)備的重量，采用了按滿(mǎn)載情況下實(shí)測(cè)的方法，通過(guò)清點(diǎn)貨梨上堆滿(mǎn)商品時(shí)的數(shù)量和實(shí)際稱(chēng)量該商品的單位重量計(jì)算得出，貨架和設(shè)備的自重分別由商家和銘牌提供；另一方面是貨架及設(shè)備的尺寸以及在商場(chǎng)內(nèi)的位置情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)得出。對(duì)于貨架以外的過(guò)道區(qū)域按3．0kN／m取，貨架立柱或設(shè)備支腿隨間距較近的情況將其上的荷載視為均布，間距較大時(shí)考慮成集中荷載。這樣，通過(guò)對(duì)這些測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸納得出了超市樓面上荷載分布?？紤]到超市在使用過(guò)程中商品的堆放區(qū)域可能會(huì)進(jìn)行調(diào)整，因此對(duì)各個(gè)區(qū)域的荷載再進(jìn)行比較分析，選取各區(qū)內(nèi)具有代表性的最大荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。整理結(jié)果見(jiàn)表l。大型連鎖超市按照業(yè)態(tài)一般可分為倉(cāng)儲(chǔ)式超市（如麥得龍、HYPERLINK"/sogoupedia?query=東方家園"東方家園等）和購(gòu)物廣場(chǎng)（如沃爾瑪、家樂(lè)福、大福源等）兩類(lèi)。由于大型超市不同區(qū)域荷載差別比較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)分區(qū)情況分別取荷載進(jìn)行計(jì)算特別是倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)與賣(mài)場(chǎng)應(yīng)分別計(jì)算，分別配筋。根據(jù)已往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)陳列式超市可按普通商場(chǎng)來(lái)考慮，取值3.5KN/㎡，保守點(diǎn)可到4.0KN/㎡。倉(cāng)儲(chǔ)式超市，其貨架高度各不相同，不能一概而論。有的高4.0m，有的高6.0m，宜由建設(shè)單位確定荷載值。超市倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)和停車(chē)場(chǎng)整體地面面積通常在5000~20000㎡,由于倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)貯存貨物較多，地面上要行駛叉車(chē)等運(yùn)輸設(shè)備，地面活荷載比較大，一般設(shè)計(jì)活荷載為15KN/㎡。2·l6基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)不同于結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)文獻(xiàn)[2，7]均以黑體字注明：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)應(yīng)按國(guó)家有關(guān)規(guī)范規(guī)定采用。特別是文獻(xiàn)[7]作為國(guó)家專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件，雖然根據(jù)地基復(fù)雜程度建筑物規(guī)模和功能等將地基基礎(chǔ)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，但卻未能確定基礎(chǔ)安全等級(jí)的劃分，使設(shè)計(jì)人員感到困惑。況且，設(shè)計(jì)等級(jí)與設(shè)計(jì)安全等級(jí)是完全不同的兩個(gè)概念。文獻(xiàn)[2]有關(guān)基礎(chǔ)安全等級(jí)的引注是在建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)一節(jié)中，意味基礎(chǔ)的安全等級(jí)不完全等同于上部結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)作為地方規(guī)范的文獻(xiàn)[12]將地基基礎(chǔ)劃分為三個(gè)安全等級(jí)，并說(shuō)明除注明外一般可取為二級(jí)經(jīng)查閱該文獻(xiàn)建筑類(lèi)地基基礎(chǔ)部分未有特別注明的安全等級(jí)。筆者以為，基礎(chǔ)的安全等級(jí)不宜低于E部結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)。3等效均布荷載的確定超市等效均布荷載是按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB5009—2001)中附錄的“樓面等效均布活荷載的確定方法”計(jì)算確定的。也就是說(shuō)，樓面活載是將作用于樓面的各種形式的荷載，根據(jù)內(nèi)力等值的原則，將它們換算成均布荷載。根據(jù)被調(diào)查超市的的結(jié)構(gòu)情況，并考慮到大型超市在實(shí)際中常用的結(jié)構(gòu)形式，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算中對(duì)三種具有代表性的結(jié)構(gòu)形式即密肋樓板、井字梁樓板以及主次梁樓板分別進(jìn)行了分析。由于今后超市在建筑時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)差異，實(shí)際使用中商品的堆放位置也常會(huì)改變，因此必須考慮可能出現(xiàn)的最不利情況。構(gòu)件不同部位截面中的最不利內(nèi)力和同一截面上不同內(nèi)力類(lèi)型的最不利值取決于不同的活荷載布置方式。因此，活荷載的不利位置是根據(jù)截面位置和內(nèi)力類(lèi)型分別確定的。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)及內(nèi)力類(lèi)型的分析，在最不利的位置處布置該區(qū)域的活荷載代表值，由于該區(qū)域具有代表性的活荷載的類(lèi)型可能有所不同，因此在不同的工況F分別汁算由最不利位置的活荷載在構(gòu)件內(nèi)引起的最大彎矩，然后按照內(nèi)力等值的原則反推出等效均布活荷載。因?yàn)椴牧系姆蔷€(xiàn)性特性，荷載的內(nèi)力并不成比例，所以均布荷載是用逼近法求得的。計(jì)算采用SAP2000及理正工具箱V3．03對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線(xiàn)性有限元的分析，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。由于大型超市不同區(qū)域荷載差別比較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)分區(qū)情況分別取荷載進(jìn)行計(jì)算特別是倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)與賣(mài)場(chǎng)應(yīng)分別計(jì)算，分別配筋?？紤]到在賣(mài)場(chǎng)使用過(guò)程中各分區(qū)位置可能會(huì)改變故宜采用統(tǒng)一配筋，此時(shí)應(yīng)取各區(qū)的最大荷載(食品雜貨區(qū))進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析可知，在有過(guò)大集中荷載的地方，板的內(nèi)力相當(dāng)大，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免過(guò)大的集中荷載直接作用在板上，如有較大的集中荷載，應(yīng)在其下設(shè)梁或增大集中荷載底部的接觸面積。參考文獻(xiàn)[1]建筑抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(GB50223—95)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068—2001)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010—2002)．HYPERLINK"/sogoupedia?query=北京"北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009—2001)．HYPERLINK"/sogoupedia?query=北京"北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社．2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2002)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，200l建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2001)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001789m兒；r：rL建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007—2002)．北京：]j]]中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002建筑樁基技術(shù)規(guī)范(-1G-194—94)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995中國(guó)有色工程設(shè)計(jì)研究總院．混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)和通用符號(hào)(G13．I132—90)．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，199l全國(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