大型超市樓面活荷載設(shè)計值

大型超市樓面活荷載設(shè)計值標(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)計的觀點，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是在所規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越概率小于某一規(guī)定值的荷載值，也稱特征值，是工程設(shè)計可以接受的最大值。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范（GB50009-2001）規(guī)定商店,展覽廳,車站,港口,機場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（如家樂福，沃爾瑪，麥德龍等）無論在規(guī)模，人流量及承載貨物都不是一般店鋪可以比擬的，經(jīng)過三天在家樂福及麥德龍的實地觀察考證，結(jié)合書本知識我設(shè)計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際營業(yè)面積6000平方米以上，品種齊全，能基本滿足顧客一次性購齊商品的零售業(yè)態(tài)。按照其經(jīng)營方式一般可分為倉儲式超市（如麥得龍、東方家園等）和購物廣場（如沃爾瑪、家樂福、大福源等）兩類，由于其經(jīng)營方式、貨物種類、服務(wù)對象不同使其建筑物上活荷載種類大小及分布有很大不同,以下就兩種類型超市分別進行討論。其中倉儲式超市由于其主要服務(wù)對象是批量采購的經(jīng)銷商，因此其中的人荷載可以計入貨物荷載中去。同時由于絕大部分面積都用來擺放貨物，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了荷載產(chǎn)生的彎矩大，這就加重了活荷載對建筑物的作用。由于超市中主要使用小型運貨推車運送貨物每車貨物計由兩人運送，其荷載等效方式可分兩種：一種是運貨車前后各加900牛作用力（工作人員平均重力為90千克），另一種是在運貨車后面加1800牛等效作用力。倉儲式超市所運貨物一般比較集中，其最重貨物一般為集中運輸?shù)拇竺滓?、灌裝可樂以及冷凍生鮮等（其重量可根據(jù)商品說明書得到作為計算依據(jù)）。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)取其最不利值，故下面主要依據(jù)大米、灌裝可樂以及冷凍生鮮的標(biāo)準(zhǔn)重量計算超市樓面活荷載設(shè)計值?！督ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50009一2001）規(guī)定商場的樓面活荷載指標(biāo)值取3.5KN／M2，但這遠(yuǎn)不能滿足超大型倉儲超市樓面荷載設(shè)計要求。首先按平均等效荷載法計算：計運貨推車寬1m,長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)，通過考察其貨物自重計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算：由于運貨車一般有四個輪子直接與地面接觸，所以可以等效為四個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）每個作用力大小為13750N(2)左面兩個作用力為13000N,右面兩個作用力為14250N綜上所述對于倉儲式大型超市，其樓面作用活荷載取為25KN。對于購物廣場這類超市分析如下：由于學(xué)校臨近家樂福，我主要考察了家樂福的活荷載分布情況。由于是一個大賣場日客流量相當(dāng)龐大。同時由于絕大部分面積都用來擺放貨物，只有少量面積的過道用于活荷載的分布，而這種大賣場的客流量是驚人的，節(jié)假日的時候真可用接踵摩肩來形容，所以其樓面活荷載應(yīng)以客流為主。我在早晨八點，中午一點，晚上六點及九點鐘分別統(tǒng)計了家樂福五個部位大約每部分4平方米內(nèi)客戶數(shù)。其值如下：早八點：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：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：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：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。算得曲陽路家樂福單位時間單位面積內(nèi)客戶數(shù)為3.2人，考慮到五一十一等法定節(jié)假日內(nèi)客流量一般會達到平時客流量的2.5～3倍，取其較不利狀態(tài)則單位時間單位面積客流量為9人，每人重量為70KG。（男女平均重量）所以單位時間單位面積內(nèi)客流的等效荷載為6300N/M2。這類大賣場的運輸貨物也以大米、灌裝可樂以及冷凍生鮮等為最重，下面就以這幾類物品重量計算。因為其運貨量比較小，一般運貨推車寬0.4米，長1米，所運貨物高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]到其運貨一般選在客流量較少的早晨或晚上關(guān)門以后，且運貨較分散。故主要應(yīng)以客流所產(chǎn)生的活荷載進行計算，并疊加所運貨物荷載，所以綜上所述取9.5KN/M2。同時根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(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)計樓面梁時的折減系數(shù)：1.第1項當(dāng)樓面梁從屬面積超過25m2時，取0.9；2.第2～8項當(dāng)樓面梁從屬面積超過50m2時，取0.9；3.第9項對單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋取0.8；對單向板樓蓋的主梁取0.6；對雙向板樓蓋的梁取0.8；4.第10～13項采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)設(shè)計墻、柱和基礎(chǔ)時的折減系數(shù)：1.第1項按表3.1.2規(guī)定采用；2.第2～8項采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)；3.第9項對單向板樓蓋取0.6；對雙向板樓蓋和無梁樓蓋取0.8；4.民用建筑樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值中第10～13項采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)?；詈奢d樓層的折減系數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計計算截面以以上的層數(shù)數(shù)12～34～56～89～20>20計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25m2時，采用括號內(nèi)的系數(shù)。結(jié)合建筑物的經(jīng)濟性（很多設(shè)計師及測繪師等在設(shè)計時存在相當(dāng)?shù)谋Ｊ匦裕?，以及上表?guī)定上述所得荷載設(shè)計值應(yīng)乘以一定折減系數(shù)取為0.85，最后得大型倉儲超市（如麥德龍）樓面活荷載設(shè)計值取21.25KN/M2，購物廣場（如家樂福，沃爾瑪?shù)龋┢錁敲婊詈奢d設(shè)計值應(yīng)取8.07KN/M2。示例4：我國目前對大型超市的樓面活荷載設(shè)計值尚沒有給出，你如何確定其設(shè)計值？033826：大型超市幾乎都采用敞開式貨架，商品堆放與以往的商場相比要集中得多，某些區(qū)域特別是倉儲區(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)計中，依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50009一2001）,商場的樓面活荷載指標(biāo)通常取3．5kN／m2。。在對上海某大型超市的幾個分店的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)這個值在超市的很多區(qū)已經(jīng)被大大超過，某些區(qū)域?qū)崪y的均布荷載值甚至超過了20kN／m2，這些區(qū)域主要集中在倉儲區(qū)和賣場的食品雜貨區(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。由于目前國內(nèi)尚未有針對大型超市的樓面荷載規(guī)范，在進行大型超市的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，樓面活荷載究竟取什么樣的值才能做到既安全又經(jīng)濟就是一個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，采用了按滿載情況下實測的方法，通過清點貨梨上堆滿商品時的數(shù)量和實際稱量該商品的單位重量計算得出，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內(nèi)的位置情況，通過現(xiàn)場量測得出。對于貨架以外的過道區(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，間距較大時考慮成集中荷載。這樣，通過對這些測量數(shù)據(jù)進行整理歸納得出了超市樓面上荷載分布?？紤]到超市在使用過程中商品的堆放區(qū)域可能會進行調(diào)整，因此對各個區(qū)域的荷載再進行比較分析，選取各區(qū)內(nèi)具有代表性的最大荷載進行結(jié)構(gòu)計算。整理結(jié)果見表l。大型連鎖超市按照業(yè)態(tài)一般可分為倉儲式超市（如麥得龍、HYPERLINK"/sogoupedia?query=東方家園"東方家園等）和購物廣場（如沃爾瑪、家樂福、大福源等）兩類。由于大型超市不同區(qū)域荷載差別比較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)分區(qū)情況分別取荷載進行計算特別是倉儲區(qū)與賣場應(yīng)分別計算，分別配筋。根據(jù)已往設(shè)計的經(jīng)驗陳列式超市可按普通商場來考慮，取值3.5KN/㎡，保守點可到4.0KN/㎡。倉儲式超市，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。超市倉儲區(qū)和停車場整體地面面積通常在5000~20000㎡,由于倉儲區(qū)貯存貨物較多，地面上要行駛叉車等運輸設(shè)備，地面活荷載比較大，一般設(shè)計活荷載為15KN/㎡。2·l6基礎(chǔ)的設(shè)計等級不同于結(jié)構(gòu)的安全等級文獻[2，7]均以黑體字注明：基礎(chǔ)設(shè)計安全等級應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)范規(guī)定采用。特別是文獻[7]作為國家專業(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)分為三個設(shè)計等級，但卻未能確定基礎(chǔ)安全等級的劃分，使設(shè)計人員感到困惑。況且，設(shè)計等級與設(shè)計安全等級是完全不同的兩個概念。文獻[2]有關(guān)基礎(chǔ)安全等級的引注是在建筑結(jié)構(gòu)的安全等級一節(jié)中，意味基礎(chǔ)的安全等級不完全等同于上部結(jié)構(gòu)的安全等級作為地方規(guī)范的文獻[12]將地基基礎(chǔ)劃分為三個安全等級，并說明除注明外一般可取為二級經(jīng)查閱該文獻建筑類地基基礎(chǔ)部分未有特別注明的安全等級。筆者以為，基礎(chǔ)的安全等級不宜低于E部結(jié)構(gòu)的安全等級。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”計算確定的。也就是說，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際中常用的結(jié)構(gòu)形式，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算中對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行了分析。由于今后超市在建筑時可能會出現(xiàn)差異，實際使用中商品的堆放位置也常會改變，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)力類型分別確定的。通過對結(jié)構(gòu)及內(nèi)力類型的分析，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。因為材料的非線性特性，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。計算采用SAP2000及理正工具箱V3．03對結(jié)構(gòu)進行了非線性有限元的分析，計算結(jié)果見表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)計時應(yīng)根據(jù)分區(qū)情況分別取荷載進行計算特別是倉儲區(qū)與賣場應(yīng)分別計算，分別配筋。考慮到在賣場使用過程中各分區(qū)位置可能會改變故宜采用統(tǒng)一配筋，此時應(yīng)取各區(qū)的最大荷載(食品雜貨區(qū))進行計算。對于計算結(jié)果進行分析可知，在有過大集中荷載的地方，板的內(nèi)力相當(dāng)大，設(shè)計中應(yīng)盡量避免過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[1]建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)(GB50223—95)．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068—2001)．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010—2002)．HYPERLINK"/sogoupedia?query=北京"北京：中國建筑工業(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：中國建筑工業(yè)出版社，200l建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011—2001)．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001789m兒；r：rL建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007—2002)．北京：]j]]中國建筑工業(yè)出版社，2002建筑樁基技術(shù)規(guī)范(-1G-194—94)．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995中國有色工程設(shè)計研究總院．混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號(G13．I132—90)．北京：中國計劃出版社，199l全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施一結(jié)構(gòu)．北京：中國計劃出版社，2003地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(上海市工程建設(shè)規(guī)范13G