建筑结构荷载规范GB50009-2001

中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范GB50009—2001Loadcodeforthedesignofbuildingstructures主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2002年3月1日关于发布国家标准《建筑结构荷载规范》的通知建标[2002]10号根据我部“关于印发《1997年工程建设标准制订、修订计划的通知》”(建标[1997]108号)的要求,由建设部会同有关部门共同修订的《建筑结构荷载规范》，经有关部门会审，批准为国家标准,编号为GB50009-2001,自2002年3月1日起施行。其中，1.0.5、3.1.2、3.2.3、3.2.5、4.1.1、4.1.2、4.3.1、4.5.1、4.5.2、6.1.1、6.1.2、7.1.1、7.1.2为强制性条文，必须严格执行。原《建筑结构荷载规范》GBJ9-87于2002年12月31日废止。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国建设部2002年1月10日第1页共77页前言本规范是根据建设部[1997]108号文下达的“关于印发《1997年工程建设标准制(修)订计划的通知》”的要求,由中国建筑科学研究院会同各有关单位对1987年国家计委批准的《建筑结构荷载规范》GBJ9-87进行的全面修订。在修订过程中，修订组开展了专题研究，总结了近年来的设计经验，参考了国外规范和国际标准的有关内容，并以各种方式广泛征求了全国有关单位的意见，经反复修改通过审定后定稿。本规范共分7章和7个附录，这次修订的主要内容如下:1.按修订后的《建筑结构可靠度设计统一标准》修改组合规则，并摈弃“遇风组合”的旧概念；对荷载基本组合增加由永久荷载效应控制的组合；在正常使用极限状态设计中，对短期效应组合分别给出标准和频遇两种组合,同时增加了可变荷载的频遇值系数；对所有可变荷载的组合值给出各自的组合值系数。2.对楼面活荷载作部分的调整和增项。3.对屋面均布活荷载中不上人的屋面荷载作了调整，并增加屋顶花园、直升机停机坪荷载的规定。4.吊车工作制改为吊车工作级别。5.根据新的观测资料重新对全国各气象台站统计了风压和雪压，并将风雪荷载的基本值的重现期由30年一遇改为50年一遇；规范附录中给出全国主要台站的10年、50年和100年一遇的雪压和风压值。6.地面粗糙度增加一种类别。7.对山区建筑的风压高度变化系数给出考虑地形条件的修正系数。8.对围护结构构件的风荷载给出专门规定。9.提出对建筑群体要考虑建筑物相互干扰的影响。10.对柔性结构增加横风向风振的验算要求。本标准将来可能需要进行局部修订,有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。为了提高规范质量，请各单位在执行本标准的过程中,注意总结经验，积累资料，随时将有关的意见和建议反馈给中国建筑科学研究院建筑结构研究所(北京100013，北三环东路30号)，以供今后修订时参考。本规范主编单位:中国建筑科学研究院本规范参编单位:同济大学、建设部建筑设计院、中国轻工国际工程设计院、中国建筑标准设计研究所、北京市建筑设计研究院、中国气象科学研究院本规范主要起草人:陈基发胡德炘金新阳张相庭顾子聪魏才昂蔡益燕关桂学薛桁第2页共77页1总则1.0.1为了适应建筑结构设计的需要，以符合安全适用、经济合理的要求，制定本规范。1.0.2本规范适用于建筑工程的结构设计。1.0.3本规范是根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定的原则制订的。1.0.4建筑结构设计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。本规范仅对有关荷载作出规定。1.0.5本规范采用的设计基准期为50年。1.0.6建筑结构设计中涉及的作用或荷载，除按本规范执行外，尚应符合现行的其他国家标准的规定。2术语符号2.1术语2.1.1永久荷载permanentload在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。2.1.2可变荷载variableload在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。2.1.3偶然荷载accidentalload在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。2.1.4荷载代表值representativevaluesofaload设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。2.1.5设计基准期designreferenceperiod为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。2.1.6标准值characteristicvalue/nominalvalue荷载的基本代表值，为设计基准期内昀大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。2.1.7组合值combinationvalue对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。2.1.8频遇值frequentvalue对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。2.1.9准永久值quasi-permanentvalue对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。2.1.10荷载设计值designvalueofaload荷载代表值与荷载分项系数的乘积。2.1.11荷载效应loadeffect由荷载引起结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。2.1.12荷载组合loadcombination按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。第3页共77页2.1.13基本组合fundamentalcombination承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合。2.1.14偶然组合accidentalcombination承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。2.1.15标准组合characteristic/nominalcombination正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。2.1.16频遇组合frequentcombinations正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。2.1.17准永久组合quasi-permanentcombinations正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。2.1.18等效均布荷载equivalentuniformliveload结构设计时，楼面上不连续分布的实际荷载，一般采用均布荷载代替；等效均布荷载系指其在结构上所得的荷载效应能与实际的荷载效应保持一致的均布荷载。2.1.19从属面积tributaryarea从属面积是在计算梁柱构件时采用，它是指所计算构件负荷的楼面面积，它应由楼板的剪力零线划分，在实际应用中可作适当简化。2.1.20动力系数dynamiccoefficient承受动力荷载的结构或构件，当按静力设计时采用的系数，其值为结构或构件的昀大动力效应与相应的静力效应的比值。2.1.21基本雪压referencesnowpressure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年一遇昀大值确定。2.1.22基本风压referencewindpressure风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据,经概率统计得出50年一遇昀大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按公式(D.2.2-4)确定的风压。2.1.23地面粗糙度terrainroughness风在到达结构物以前吹越过2km范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。2.2符号Gk—永久荷载的标准值；Qk—可变荷载的标准值；GGk—永久荷载效应的标准值；SQk—可变荷载效应的标准值；S—荷载效应组合设计值；R—结构构件抗力的设计值；SA—顺风向风荷载效应；SC—横风向风荷载效应；T—结构自振周期；H—结构顶部高度；B—结构迎风面宽度；Re—雷诺数；第4页共77页St—斯脱罗哈数；Sk—雪荷载标准值；So—基本雪压；ωk—风荷载标准值；ω0—基本风压；υcr—横风向共振的临界风速；α—坡度角；βz—高度z处的风振系数；βgz—高度z处的阵风系数；γ0—结构重要性系数；γG—永久荷载的分项系数γQ—可变荷载的分项系数；ψc—可变荷载的组合值系数；ψf—可变荷载的频遇值系数；ψq—可变荷载的准永久值系数；μr—屋面积雪分布系数；μz—风压高度变化系数；μs—风荷载体型系数；η—风荷载地形、地貌修正系数；ξ—风荷载脉动增大系数；ν—风荷载脉动影响系数；—结构振型系数；ζ—结构阻尼比。3荷载分类和荷载效应组合3.1荷载分类和荷载代表值3.1.1结构上的荷载可分为下列三类:1永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。2可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。3偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。注:自重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。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。3.1.3永久荷载标准值，对结构自重,可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等)，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。注:对常用材料和构件可参考本规范附录A采用。3.1.4可变荷载的标准值，应按本规范各章中的规定采用。3.1.5承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组第5页共77页合规定采用标准值或组合值作为代表值。可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。3.1.6正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时,应采用准永久值作为可变荷载的代表值。可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。3.2荷载组合3.2.1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(效应)组合，并应取各自的昀不利的效应组合进行设计。3.2.2对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合，并应采用下列设计表达式进行设计式中：γ0—结构重要性系数；S—荷载效应组合的设计值；R—结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。3.2.3对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取昀不利值确定：1)由可变荷载效应控制的组合:式中：γG—永久荷载的分项系数，应按第3.2.5条采用；γQi—第i个可变荷载的分项系数，其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数，应按第3.2.5条采用；SGK—按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；SQik—按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值,其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；Ψci—可变荷载Qi的组合值系数，应分别按各章的规定采用；n—参与组合的可变荷载数。2)由永久荷载效应控制的组合：注:1基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。2当对SQ1k无法明显判断时，轮次以各可变荷载效应为SQ1k，选其中昀不利的荷载效应组合。3当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。3.2.4对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则