《建筑结构荷载规范》修订简介(技术处徐永基)XXXX年

《建筑结构荷载》修订简介徐永基中国建筑西北设计研究院二○一二年一月《建筑结构荷载规范》修订简介根据住房和城乡建设部《关于印发〈2009年工程建设规范制订、修订〉的通知》（建标[2009]88号文）要求，由中国建筑科学研究院会同来自高校、科研和设计共14家单位的17位专家组成编制组，对国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）进行全面修订。修订计划起至时间为2009年6月至2011年6月，实际修订工作按计划进度完成。依据编制大纲，编制组开展了包括：1）荷载效应组合（设计使用年限可变荷载调整系数，偶然组合）；2）雪荷载灾害及修订建议；3）高层、高耸结构顺风向风振响应计算；4）高层建筑横风向风振响应计算；5）复杂高层建筑扭转风振响应计算；6）高层建筑群体干扰效应；7）内压系数及局部体型系数；8）国内外温度作用规范与应用调研；9）国内外偶然作用规范与应用调研等8个方面的专研究和调研。主要修订内容1、章节的变化本次修订后的规范共有10章、9个附录，其中增加了“永久荷载”、“温度作用”和“偶然荷载”3章，增加了“附录C消防车荷载考虑覆土厚度的折减系数”和“附录G横风向及扭转风振的等效风荷载”2个附录。删除了原“附录C工业建筑楼面活荷载”。2、规范各章主要修订内容1）增加了温度作用的规定，因此本规范涉及的内容范围由直接作用（荷载）扩充到间接作用。[1.0.2、1.0.4、1.0.5]2）增加温度作用相关的术语。[2.1.24~2.1.28]3）荷载基本组合中增加可变荷载考虑设计使用年限的调整系数。[3.2.3]4）取消原第3.2.4条关于一般排架、框架结构基本组合的简化规则。5）增加3.2.5条，规定可变荷载考虑设计使用年限调整系数的取值。[3.2.5]6）补充荷载偶然组合的表达式，分别就偶然荷载作用下承载能力计算和偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算给出荷载组合表达式。[3.2.6]7）强条5.1.1中关于民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数明确为设计中必须遵守的最小值，用词“不应小于”。[5.1.1]8）调整部分民用建筑楼面均布活荷载，教室活荷载由2.0增加到2.5，浴室、卫生间活荷载由2.0提高到2.5，增加运动场活荷载（4.0）、百货食品超市活荷载（5.0），除多层住宅以外的楼梯活荷载均取3.5。[5.1.1]9）补充工业建筑楼面固定设备和原材料或成品堆放荷载的计算原则，增加设备区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载的规定，增加参观走廊活荷载（3.5）规定。[5.2.1~5.2.2]10）屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数明确为设计中必须遵守的“最小值”，用词“不应小于”，增加屋顶运动场活荷载3.0。[5.3.1]11）增加5.5.1条，规定考虑楼面施工荷载的原则。[5.5.1]12）楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆的活荷载标准值明确为设计中必须遵守的“最小值”，用词“不应小于”；栏杆顶部水平荷载从0.5提高至1.0kN/m，增加栏杆竖向荷载1.2kN/m，水平荷载与竖向荷载可分别考虑。[5.5.2~5.5.3]13）雪敏感结构的基本雪压明确为“应采用100年重现期的雪压”。[7.1.2]14）坡屋面积雪分布系数中积雪为0的最大坡度由50°修改为60°，积雪分布系数值作相应修改；拱形屋面、有女儿墙及其它突起物的屋面、高低跨屋面以及跨度大于100m的屋面，增加积雪不均匀分布的工况。[7.2.1表7.2.1]15）调整风荷载高度变化系数，C、D类地貌的楼梯高度分别由400m和450m调整为450m和550m，B类地貌的指数a由0.16改为0.15，重新计算表8.2.1高度变化系数值。[8.2.1]16）山峰地形修正系数计算中的系数由3.2修改为2.2。[8.2.2]17）补充矩形截面高层建筑体型系数顶，考虑高厚比对侧面和背风面体型系数的影响。[表8.3.1第31项]18）补充单个矩形截面施扰建筑的群体干扰增大系数取值范围的规定。[8.3.2]19）细化直接承受风荷载的围护构件及其连接的局部风压体型系数的规定，局部体型系数按区域给出。[8.3.3]20）增加8.3.4条，规定验算非直接承受风荷载的围护构件局部体型系数的折减，折减从属面积由10m2提高到25m2，屋面折减系数最小值由0.8调到0.6。[8.3.4]21）增加8.3.5条，规定建筑物内部压力的局部体型系数，补充某一面墙有主导洞口建筑物的内部压力的体型系数。[8.3.5]22）增加8.4.2条，规定大跨屋盖结构风振的计算原则。[8.4.2]23）修改顺风向风振系数的计算表达式，改用背景分量因子和共振分量因子表达，适当提高峰值因子和湍流度的取值，修改有关计算公式和表格。[8.4.3~8.4.6]24）增加高层建筑和高耸结构考虑横风向风振效应的条件及横风向风振等效风荷载计算的规定条文。[8.5.1、8.5.2]25）增加高层建筑和高耸结构考虑扭转风振效应的条件以及扭转风振等效风荷载计算的规定。[8.5.4、8.5.5]26）修改顺风向风荷载、横风向和扭转风振等效风荷载工况组合的规定。[8.5.6]27）修改阵风系数计算表达式，调整峰值因子和湍流度，重新计算表8.6.1数值。[8.6.1]28）收集补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值雪压数据，进行了基本雪压重新统计，调整部分城市基本雪压值，重新绘制全国基本雪压图。[表E.5，图E.6.1]29）收集补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值风速数据，进行了基本风速的重新统计，调整部分城市基本风压值，重新绘制全国基本风压图。[表E.5，图E.6.3]30）取消原附录C工业建筑楼面活荷载。3、新增章节内容31）增加第4章“永久荷载”。[4.0.1~4.0.4]32）增加第9章：温度作用。33）增加第10章：偶然荷载。34）增加附录B：消防车荷载考虑覆土厚度的折减系数。[附录C]35）增加附录E.4：基本气温。[E.4.1~E.4.3]36）收集全国各台站自1988年至2008年的最高温度月的最高气温平均值和最低温度月的最低气温平均值资料，经统计得到各城市50年重现期最高和最低月平均气温，新增全国主要城市基本温度值，绘制全国月平均最高气温和最低气温分布图。[表E.5，图E.6.4、E.6.5]37）增加附录H横风向及扭转风振的等效风荷载。4、强制性条文本规范强制性条文数量与原规范相同，共13条，包括：3.1.2、3.1.3、（原1.0.5）、3.2.3、3.2.4、5.1.1、5.1.2、5.3.1、5.5.2、7.1.1、7.1.2、8.1.1、8.1.2条。以下介绍本规范修订的内容。一、总则1、1.0.2条本规范的适用范围：（1）工业与民用建筑的主结构及其围护结构的设计，包括附属于该类建筑的构筑物；如烟囱、水塔等。（2）对其他土木工程结构或特殊的工业构筑物，本规范规定的风、雪荷载应作为设计依据。（3）对地基设计，上部传来的荷载应以本规范为依据。2、1.0.4条本次修订增加了温度作用的规定，因此本规范涉及的内容范围由直接作用（荷载）扩大到间接作用。结构上的作用为能使结构或构件产生效应（包括内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种原因。《荷规》将结构上的作用归纳为直接作用和间接作用。直接作用为直接作用在结构上的力集（包括集中力和分布力等），通常称为荷载，如永久荷载、活荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载及偶然荷载等。间接作用为不直接以力集的形式出现，如温度变化、材料的收缩和徐变，焊接变形、地基变形、地震等引起的作用等，《荷规》称之谓间接作用。考虑到设计人员的习惯和使用方便，在规范条文中对可变荷载的规定同样适用于温度作用，因此在条文中将温度作用的有关内容不再区分作用与荷载，统一以荷载来表达。3、1.0.5条指出了建筑结构设计中涉及的荷载和温度作用，除应符合本规范的规定外，尚应符合以下标准。（1）塔桅结构上的裹冰荷载，应遵守《高耸结构设计规范》GB50135。（2）储存散料的储仓荷载，应遵守《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB50077。（3）地下构筑物的水压力和土压力应遵守《给水排水工程结构设计规范》GB50069。（4）烟囱结构的温差作用应遵守《烟囱设计规范》GB50051。二、术语和符号1、2.1.24～2.1.28条增加了与温度作用相关的术语，如温度作用、气温、基本气温、均匀温度以及初始温度等，增加了横风向与扭转风振、温度作用及偶然荷载相关的符号。（1）温度作用：结构或结构构件在规定时段内由于温度场的变化所引起的作用。（2）气温：在标准百叶箱内测量所得按小时定时记录的温度。（3）基本气温：取50年一遇月平均最高气温和月平均最低气温，分别按最高温度月（一般为七月份）内最高气温的平均值和最低温度月（一般为一月份）内最低气温的平均值确定。考虑到温度作用对结构影响的特殊性，与风雪荷载的基本值不同，基本气温不采用50年一遇最高或最低值，而直接采用累年最高或最低气温的平均值（即平均一年一遇值），以避免对结构的效应得出过高的估计。但也不采用夏季或冬季月平均气温，以免除在事后还要补充由气温日波动而增加温度变幅的修正。（4）初始温度：结构在施工阶段某个特定时期内完成其约束而形成结构系统时的温度，也称合拢温度。三、荷载分类和荷载组合1、3.1.1条3.1.1条之2，可变荷载中增加温度作用。2、3.2.1～3.2.2条结构的极限状态为结构或某些部分超过某一特定状态，不能满足设计规定的某一功能的状态。通常结构的极限状态分两类：一为承载能力极限状态，即结构的内力超过其承载能力；二为正常使用极限状态，即结构的变形、裂缝、振动参数超过设计允许的限值；或通过对结构应力的控制来保证结构满足正常使用的要求，如对地基承载应力的控制。极限状态的荷载效应，应考虑可能同时出现的各种荷载进行组合，并取其中最不利的一组作为极限状态的设计依据。3、3.2.3条（1）荷载基本组合的效应设计值公式为：a、由可变荷载控制的效应设计值b、由永久荷载控制的效应设计值在上述两公式中，参照《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008），本次修订引入了可变荷载考虑结构设计使用年限的调整系数，用以解决设计使用年限与设计基准期不同时可变荷载标准值的调整问题。的取值对楼面和屋面活荷载按本规范3.2.5条采用，对雪荷载和风荷载按本规定D.3.5条采用，重现期为10年和100年的雪压和风压值可按规范表D.5确定，其他重现期R的相应值可按下式确定：（2）本次修订取消了原规范3.2.4条关于一般排架、框架结构基本组合的简化规定。4、3.2.5条本条为新增内容，规定了可变荷载考虑设计使用年限调整系数的取值。可变荷载考虑设计使用年限的调整系数结构设计使用年限（年）5501000.91.01.1注：1、设计使用年限不为表中数值时，调整系数可线性内插；2、当采用100年重现期的风压和雪压为荷载标准时，设计使用年限大于50年时，风雪荷载的取1.0；3、对于荷载标准值可控制的可变荷载，设计使用年限调整系数取1.0。值是根据《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）附录A1给出的的第二种方法确定的，即：使可变荷载按设计使用年限定义的标准值与按设计基准期T（50年）定义的标准值具有相同的概率分位值。当可变荷载服从极值I型分布时，由下列公式表达：式中——可变荷载设计基准期内最大值的平均值与标准值之比；——可变荷载设计基准期最大值的变异系数。根据上式可推算出考虑设计使用年限的可变荷载载调整系数值。《规范》偏保守的给出了以下数值。（1）对楼面和屋面活荷载：结构设计使用年限为5年、50年、100年的值分别为0.9、1.0、1.1。（2）对风、雪荷载：在附录D中给出了重现期为5年、10年和100年的风压和雪压值。（3）对吊车荷载：其有效荷载是核定的，与使用时间关系不大。（4）对温度作用：由于无太多的设计经验，尚无法给出。本条注2中的荷载标准值可控制的活荷载，取1.0。指的是不含随时间明显变化的荷载，如书库、储藏室、机房、停车库及工业楼面的活荷载等。5、3.2.6条补充了荷载偶然组合的表达式，给出了偶然荷载作用下承载能力计算和偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算的荷载组合表达式。（1）用于承载能力极限状态计算的效应设计值式中——按偶然荷载设计值计算的荷载效应值；——第1个可变荷载的频遇值系数；——第i个可变荷载的准永久系数。（2）用于偶然事件发生后受损结构的整体稳固性验算的效应设计值本次修订针对结构承载能力计算和偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算分别给出了偶然组合效应设计值的计算公式。对于偶然设计状况（包括撞击、爆炸、火灾事故的发生），均应采用偶然组合进行设计。偶然荷载的特点是出现的概率很小，而一旦出现，量值很大，往往具有很大的破坏作用，甚至引起结构与起因不成比例的连续倒塌。我国近年因撞击或爆炸导致建筑物倒塌的事件时有发生，加强建筑物的抗连续倒塌设计刻不容缓。目前美国、欧洲、加拿大、澳大利亚等有关规范都有关于建筑结构抗连续倒塌设计的规定。原规范只是规定了偶然荷载效应的组合原则，本规范分别给出了承载能力计算和整体稳定验算偶然荷载效应组合的设计值的表达式。偶然荷载效应组合的表达式主要考虑到：（1）由于偶然荷载的确定往往带有主观臆测因素，因而设计表达式中不再考虑荷载分项系数，而直接采用规定的设计值；（2）对偶然设计状况，偶然事件本身属于小概率事件，两种不相关的偶然事件同时发生的概率更小，所以不必同时考虑两种偶然荷载；（3）偶然事件的发生是一个极不确定性事件，偶然荷载的大小也是不确定的，所以实际情况下偶然荷载值超过规定设计值的可能性是存在的，按规定设计值设计的结构仍然存在破坏的可能性；但为保证人的生命安全，设计还要保证偶然事件发生后受损的结构能够承担对应于偶然状况的永久荷载和可变荷载。所以，表达式分别给出了偶然事件发生时承载能力计算和发生后整体稳定性验算两种不同的情况。设计人员和业主首先要控制偶然荷载发生的概率或减小偶然荷载的强度，其次才是进行抗连续倒塌设计。抗连续倒塌设计有多种方法，如直接设计和间接设计法等。无论采用直接方法还是间接方法，均需要验算偶然荷载下结构的局部强度及偶然荷载发生结构的整体稳定性，不同的情况采用不同的荷载组合。四、永久荷载本章为新增内容，主要为完善规范的章节划分，并与国外标准保持一致。本章内容主要由原规范3.1.3条扩充而来。民用建筑二次装修很普遍，而且增加的荷载较大，在计算面层及装饰自重时，必须考虑二次装修的自重。固定设备主要包括：电梯及自动扶梯、采暖、空调及给排水设备、电器设备、管道、电缆及其支架等。五、楼面和屋面活荷载1、5.1.1条本条为强条。关于民用建筑楼面均布活荷载的标准值及组合值、频遇值和准永久值系数明确为设计中必须遵守的最小值，条文中用词为“不应小于”。如有特殊需要，表5.1.1中数值可适当提高。表5.1.1除调整和增加了个别项目外，大部分的标准值仍保持原有水平，主要修订内容为：1）提高教室活荷载标准值。原规范教室活荷载取值偏小，目前教室除传统的讲台、课桌椅外，投影仪、计算机、音响设备、控制柜等多媒体教学设备显著增加；班级学生人数可出现超员情况。本次修订将教室活荷载取值由2.0kN/m2提高至2.5kN/m2。2）增加运动场的活荷载标准值。现行规范中尚未包括体育馆中运动场的活荷载标准值，运动场除应考虑举办运动会、开闭幕式、大型集会等密集人流的活动外，还应考虑跑步、跳跃等冲击力的影响。本次修订运动场活荷载标准值取为4.0kN/m2。3）第8项的类别修改为汽车通道及“客车”停车库，明确本项荷载不适用于消防车的停车库。增加板跨为3m×3m的双向板停车库活荷载标准值。在原规范中，对板跨小于6m×6m的双向板楼盖和柱网小于6m×6m的无梁楼盖的消防车活荷载未做出具体规定。由于消防车活荷载本身较大，对结构构件截面尺寸、层高与经济性影响显著，设计人员使用不方便，故在本次修订中予以增加。根据研究与大量试算，在表注4中明确规定板跨在3m×3m至6m×6m之间的双向板，可以按线性插值方法确定活荷载标准值。对板上有覆土的消防车活荷载，明确规定可以考虑覆土的影响，一般可在原消防车轮压作用范围的基础上，取扩散角为35°，以扩散后的作用范围按等效均布方法确定活荷载标准值。新增加附录B，给出常用板跨消防车活荷载覆土厚度折减系数。4）提高第10项建筑中浴室和卫生间的活荷载标准值。近年来，在浴室、卫生间中安装浴缸、坐便器等卫生设备的情况越来越普遍，故在本次修订中，将浴室和卫生间的活荷载从2.0kN/m2提高到2.5kN/m2。5）楼梯单列一项，提高除多层住宅外其它用途楼梯的活荷载标准值。在发生特殊情况时，楼梯对于人员疏散与逃生的安全性具有重要意义。汶川地震后，楼梯的抗震构造措施已经大大加强，在本次修订中，除了使用人数较少的多层住宅楼梯活荷载仍按2.0kN/m2取值外，其余楼梯活荷载取值均改为3.5kN/m2。2、5.1.2条、5.1.3条设计楼面梁、墙、柱及基础时楼面活荷载折减系数，明确为设计中必须遵守的最小值，用词为“不应小于”。消防车荷载标准值很大，但出现概率小，作用时间短。在墙、柱设计时，应容许作较大折减，由设计人员自定。在基础设计时，允许不考虑消防车通道的消防车活荷载。3、5.2.1～5.2.2条补充工业建筑楼面固定设备和原料或成品堆放荷载的计算原则为按实际情况考虑；一般的堆放情况可按均布活荷载考虑，也可采用等效均布活荷载计算，并增加设备区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载的规定。增加了参观走廊活荷载为3.5kN/m2的规定。4、5.3.1条～5.3.2条（1）屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数明确为设计中必须遵守的“最小值”，用词为“不应小于”。（2）增加了屋顶运动场的活荷载标准值，参照体育馆的运动场，屋顶运动场的活荷载值为4.0kN/m2。（3）屋顶花园和直升机停机坪的荷载系参照国内设计经验和国外规范有关内容确定的。5、5.5.1条新增内容。“对于施工荷载较大的搂层，在进行楼盖结构设计时，宜考虑施工阶段荷载的影响。当施工荷载超过设计荷载时，应按实际情况验算，并采取设置临时支撑等措施”。地下室顶板等部位施工阶段，往往需要运输、堆放大量建材与机具，施工超载会使楼板产生裂缝，因此设计地下室顶板时，施工活荷载一般不小于4.0kN/m2，但可以扣除尚未施工的地面作法及隔墙的自重。6、5.5.3条（1）本条为强制性条文，明确楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆的活荷载标准值为设计必须遵守的“最小值”，用词为“不应小于”。（2）考虑人身安全的需要，本次修订将住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园等的栏杆顶部水平荷载从0.5kN/m提高至1.0kN/m；对学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场等的栏杆顶部水平荷载应取1.0kN/m，竖向荷载应取1.2kN/m，水平荷载与竖向荷载应分别考虑。六、吊车荷载1、6.1.2条注1中增加“悬挂吊车的水平荷载应对支撑系统进行计算，并与风荷载进行组合”。2、6.2.1条本次修订关于“吊车荷载”一章仅增加了“对双层吊车的单跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于2台进行组合；对双层吊车的多跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于4台进行组合，且当下层吊车满载时，上层吊车应按空载计算；上层吊车满载时，下层吊车不应计入”。七、雪荷载1、7.1.1条屋面水平投影面上的雪荷载标准值为式中——雪荷载标准值（kN/m2）；——屋面积雪分布系数；——基本雪压（kN/m2）。影响结构雪荷载大小的主要因素是当地的地面积雪自重和结构上的雪分布，它们直接关系到雪荷载的取值和结构安全。因此定为强制性条文。2、7.1.2条（1）基本雪压是在原规范的基础上，补充了全国各基本气象台（站）自1995年至2008年的年极值雪压数据，进行了基本雪压的重新统计。结果显示新疆和东北部分地区基本雪压变化较大，如新疆的阿勒泰基本雪压由1.25kN/m2增至1.65kN/m2，伊宁由1.0kN/m2增至1.4kN/m2；黑龙江的虎林由0.7kN/m2增至1.4kN/m2等。（2）雪压是单位水平面积上的雪重，以kN/m2计。气象台（站）收集的资料为雪深数据，在缺乏平行观测积雪密度时，以当地平均密度估算雪压值，即：式中——积雪深度（m）；——积雪密度（t/m3）；——重力加速度，9.8m/s2。东北及新疆北部地区取150kg/m3；华北及西北地区取130kg/m3，其中青海取120kg/m3；淮河、秦岭以南地区取150kg/m3，其中江西、折江取200kg/m3。（3）本次修订新增对雪荷载敏感的结构，应采用100年重现期的雪压。对雪荷载敏感的结构主要指大跨、轻质屋盖结构，此类结构、雪荷载经常是控制荷载。3、7.2.1条（1）屋面积雪分布系数为屋面水平投影面上的雪荷载与基本雪压的比值，即。它与屋面形式、朝向及风力等有关。（2）本次修订根据屋面积雪的实际情况，并参考欧州规范的规定，将第1项中屋面积雪为0的最大坡度α由原规范的50°修改为60°，规定时，；当时，；屋面积雪分布系数的值作相应修改。（3）拱形屋面本次修订增加了一种不均匀分布情况，考虑拱形屋面积雪的飘移效应。通过调查观测，这类屋面存在不均匀分布情况，屋脊两侧的迎风面和背风面积雪均有分布，峰值出现在积雪范围内（屋面切线角小于等于60°）的中间处，迎风面的峰值大约是背风面峰值的50%。（4）多跨单坡及双跨（多跨）双坡或拱形屋面。本次修订对双坡屋面和锯齿形屋面都增加了一种不均匀分布情况（不均匀分布情况2），双坡屋面增加了一种两个屋脊间不均匀积雪的分布情况；锯齿形屋面增加的不均匀情况则考虑了类似高低跨衔接处的积雪效应。（5）高低屋面本次修订增加了一种不均匀分布情况1，考虑高跨墙体对低跨屋面积雪的遮挡作用，使计算的积雪分布更接近实际；还增加了低跨屋面跨度较小时的处理办法。这种积雪情况同样适用于雨蓬设计。（6）女儿墙及其他突起物的屋面新增内容，突起物周围由于遮挡效应积雪较厚，应考虑雪的堆积效应。（7）大跨屋面（l＞100m）大跨屋面在考虑表7.2.1中第2、第3项的积雪分布的同时，本次又增加了一类不均匀分布的情况。根据以往因雪破坏的调查，增加了由于屋面积雪在风作用下的飘移效应，屋面积雪会呈现中部大边缘小的情况。（8）其他屋面形式如天沟处及下沉式天窗建议，其长度可取女儿墙高度的1.2-2倍。八、风荷载风荷载是本次修订的主要和重点修订内容：本次风荷载规范修订从基本风压、风速剖面、风压体型系数及风振响应计算等方面着手，全方位统畴考虑和完善建筑结构的风荷载取值体系，使规范的表达更加国际化，参数的取值更加透明化。与原规范相比，平均风荷载略有下降，脉动风荷载略有增加，风荷载的整体取值水平适当提高。风荷载主要的修订内容包括：（1）提高C、D两类地貌的梯度风高度，调整B类地貌的风剖面指数。（2）直接给出湍流度的表达形式，风振系数和阵风系数取值水平相应提高。（3）修改顺风向风振系数计算的表达方法。（4）增加高层建筑横风向和扭转风振计算方法。1、8.1.1条、8.1.2条与原规范相同。(强制性条文)风荷载标准值的表达式，规范采用了与大多数国家相同的表达式，即式中——风荷载标准值；——高度Z处的风振系数；——风荷载体型系数；——风压高度变化系数；——基本风压。上式为平均风压乘以风振系数，该系数综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，包括风速随时间、空间的变异性和结构阻尼特性的因素。我国原规范风荷载取值水平总体情况为：（1）低矮建筑基本接近。（2）高层建筑偏小，主要原因在脉动风压和风振响应方面。（3）根据工程情况，对高度400米以上超高层建筑，与国外咨询公司提供的风荷值相比较，按规范计算的风荷载并不小。（4）调查发现国内曾发生围护结构破坏的现象，但尚未发现高层建筑主体结构因风破坏的实例。8.1.2条基本风压的确定方法和重现期直接关系到当地基本内压值的大小，因而也直接关系到建筑结构在风荷载作用下的安全，必须以强制性条文作规定。确定基本风压的方法包括对观测场地、风速仪的类型和高度以及统计方法的规定，重现期为50年的风压即为传统意义上的50年一遇的最大风压。基本风压是根据当地气象台站历年来的最大风速记录，按基本风速的标准要求，将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地10m高，自记10min平均年最大风速数据，经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速，再按以下贝努利公式计算得到：详细方法见本规范附录E。对风荷载比较敏感的高层建筑和高耸结构，以及自重较轻的钢木主体结构，这类结构风荷载很重要，计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，因此基本风压应适当提高。如何提高基本风压值，仍可由各结构设计规范，根据结构的自身特点做出规定，没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。对于此类结构物中的围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，可仍取50年重现期的基本风压。对于其他设计情况，其重现期也可由有关的设计规范另行规定，或由设计人员自行选用，附录E给出了不同重现期风压的换算公式。本规范附录E表E.5中提供的50年重现期的基本风压值是根据全国672个地点的基本气象台（站）的最大风速资料，按附录E规定的方法经统计和换算得到的风压。本次修订在原规范数据的基础上，补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值风速数据，进行了基本风压的重新统计。虽然部分城市在采用新的极值风速数据统计后，得到的基本风压比原规范小，但考虑到近年来气象台站地形地貌的变化等因素，在没有可靠依据情况下一般保持原值不变。少量城市在补充新的气象资料重新统计后，基本风压有所提高。上世纪六十年代前，国内的风速记录大多数根据风压板的观测结果，刻度所反映的风速，实际上是统一根据标准的空气密度按上述公式反算而得，因此在按该风速确定风压时，可统一按公式计算。鉴于通过风压板的观测，人为的观测误差较大，再加上时次时距换算中的误差，其结果就不太可靠。当前各气象台站已累积了较多的根据风杯式自记风速仪记录的10min平均年最大风速数据，现在的基本风速统计基本上都是以自己的数据为依据。因此在确定风压时，必须考虑各台站观测当时的空气密度，当缺乏资料时，也可参考附录E的规定采用。2、8.2.1条调整了风压高度变化系数《荷规》规定主导我国设计风荷载的极端风气候为台风或冷锋风，在建筑物关注的近地面范围风剖面基本符合指数规律。自GBJ9-87以来，本规范一直采用如下的指数律作为风速剖面的表达式：GBJ9-87将地面粗糙度类别划分为城市、乡村和海上3类，原规范修订将地面粗糙度类别规定为大城市中心、城市、乡村和海上4类，指数分别取0.12、0.16、0.22和0.30，梯度高度分别取300m、350m、400m和450m，基本上适应了各类工程建设的需要。但随着国内城市发展，尤其是诸如北京、上海、广州等超大型城市群的发展，城市涵盖的范围越来越大，使得城市地貌下的大气边界层厚度与原来相比有显著增加。本次修订在保持划分4类粗糙度类别不变的情况下，适当提高了C、D两类粗糙度类别的梯度风高度，由400m和450m分别修改为450m和550m。B类风速剖面指数由0.16修改为0.15，适当降低了标准场地类别的平均风荷载（参见图1）。修订后，梯度风高度的高度变化系数由3.12降低为2.91，下降幅度约7%；而C类和D类由于梯度风高度提高，下降幅度更大（参见图2）。图1规范修订前后的高度变化系数图2修订前后的高度变化系数之比梯度风高度HG，为在离地面高度为300~500m时，风速不再受地面粗糙度的影响达到“梯度风速”，该高度称为梯度风高度HG。根据地面粗糙度指数及梯度风高度，得出风压高度变化系数为：对上式进行重新计算，得规范表8.2.1风压高度变化系数。3、8.2.2条地形对风荷载的影响较复杂，原规范是针对较为简单的地形条件，参照国外规范，对山峰和山坡，其顶部B处的风压高度变化系数的修正系数为但有两点需注意：（1）当地形更为复杂时，可根据相关资料或专门研究取值。（2）原规范规定的修正系数值，在z/H较小的情况，与日本、欧州等规范相比偏大，因此本次修订将山峰修正系数由3.2改为2.2。4、8.3.1条风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的平均压力（或吸力）与来流风的速度压的比值，一般应由试验确定。表8.3.1列出了39项不同类型的建筑物和各类结构体型及其体型系数，这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中建议性规定整理而成。本次修订增加了第31项“高度超过45m的矩形截面高层建筑”，需考虑深宽比D/B对背风面体型系数的影响。当平面深宽比D/B≤1.0时，背风面的体型系数由-0.5增加到-0.6，矩形高层建筑的风力系数由1.3增至1.4。风荷载体型系数的采用应按以下规定采用：（1）房屋和构筑物与表8.3.1中的体型相同时，按表8.3.1的规定采用。（2）房屋和构筑物与表8.3.1中的体型不同时，可按类似体型的风洞试验资料采用；当无资料时，宜由风洞试验确定。（3）对重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风洞试验确定。5、8.3.2条建筑群的风荷载干扰效应包括静力干扰和动力干扰，前者主要反映在墙面平均风压和脉动风压的分布，后者主要影响风的脉动特性和结构风振响应。本次修订对单个和两个矩形截面施扰建筑的情况给出了干扰效应放大系数的范围。当多个建筑物特别是群集的高层建筑相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应，一般将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数。本次修订补充了单个矩形截面施扰建筑与受扰建筑高度相近时，根据施扰建筑的位置，对顺风向风荷载可在1.00~1.10范围内选取，对横风向荷载可在1.00~1.20范围内选取。其它情况可参照类似条件的风洞试验确定，必要时宜通过风洞试验确定。当施扰建筑和受扰建筑的高度不同时，可用下式计算考虑施扰建筑相对高度影响后的相互干扰系数：式中、——施扰建筑和受扰建筑的高度；——时干扰系数；当≤0.5时可不考虑干扰效应。6、8.3.3条本次修订给出了计算围护构件及其连接的风荷载局部体型系数，对局部体型系数进行了细化，反映了建筑物高厚比和屋面坡度对局部体型系数的影响。（1）补充了封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面分区域局部体型系数可按8.3.3采用；反映了建筑物高宽比和屋面坡度对的影响。（2）檐口、雨蓬、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0。（3）其他房屋和构筑物按本规范8.3.1条规定的体型系数的1.25倍取值。7、8.3.4条本条为新增内容。规定了验算非直接承受风荷载的围护构件，如柃条、幕墙骨架等的局部体型系数，可根据其从属面积的大小进行折减。（1）当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0。（2）当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8；对屋面当局部体型系数绝对值大于1.0时折减系数由原规范0.8减小到0.6，其它情况取1.0。（3）当从属面积大于1m2小于25m2（原规范为10m2）时，墙面积绝对值大于1.0的屋面其局部体型系数可按下式对数插值采用：8、8.3.5条本条为新增内容。给出了计算围护构件风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数。（1）对封闭式建筑物，考虑到建筑内实际上存在个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，国外规范大部分采用±（0.18~0.25）的压力系数，本次规范，采用外表面风压的±0.2。（2）仅一面有主导洞口的建筑物，所谓主导洞口是指开洞面积较大，且大风期间也不关闭的洞口。其局部体型系数为：a、当开洞率大于0.02，且小于或等于0.10时，取0.4；b、当开洞率大于0.10，且小于或等于0.30时，取0.6；c、当开洞率大于0.3，取0.8。（3）当建筑物主导洞口面积过大或不止一面墙存在大洞口时，称为开放式建筑（如表8.3.1的26项），可按表8.3.1中开放式建筑物的取值。9、8.3.6条对风洞试验提出了技术要求。目前建设部已立项正在制订《建筑工程风洞试验方法标准》。该标准将对试验设备、试验方法、数据处理和试验报告等重要条件作出规定，在该标准尚未颁布实施前，可参考国外的有关规定，如美国ASCE编制的WindTunnelStudiesofBuildingsandStructures。10、8.4.2条新增内容。规定对风敏感的结构如质量轻刚度小的索膜结构及跨度大于36m的屋盖结构应考虑风压脉动对结构产生的风振影响，其风振响应宜依据风洞试验所得脉动风压结果，按随机振动理论计算确定；风振系数宜理解为风振响应的动力放大系数。屋盖结构的风荷载标准值，是指作用在结构上的等效静力风荷载，它包含平均风和脉动风的作用。11、8.4.3条～8.4.6条顺风向风振和风振系数。对于一般竖向悬臂型结构，如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构可仅考虑结构的第一振型的影响，采用风阵系数方法，风振系数的定义为：式中——Z高度处的静力风荷载；——脉动风产生的等效惯性力。结构顺风向风荷载的计算公式为本次修订修改了上述公式中风振系数的表达式为：式中——峰值因子，可取2.5；——为10m高名义湍流强度，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39；——脉动风荷载的共振分量因子；——脉动风荷载的背景分量因子。表达式改用背景分量因子Bz和共振分量因子R表达，并适当提高了峰值因子g由2.2修改为2.5和湍流强度I10的取值，对应A、B、C、D类的湍流强度I10由0.088、0.114、0.167、0.278修改为0.12、0.14、0.23和0.39。修改后的风振系数将比原规范适当提高。给出了脉动风荷载的共振因子和背景分量因子的表达式和相应的表格。在计算背景分量因子时，应注意以下问题：（1）当结构体型和质量沿高度均匀分布时，可按规范给出的背景分量因子公式（8.4.5）进行计算。（2）对结构进深尺寸比较均匀，但迎风面沿高度有变化时，仍可按公式（8.4.5）计算。（3）对结构进深尺寸和宽度沿高度按线性变化，而重量沿高度按连续规律变化的构筑物，如截面为正方形或三角形的高耸塔架及园形截面的烟囱等，应考虑外形的影响，背景分量因子应乘以修正系数QB和QV。QB为构筑物在Z高度处的迎风面宽度B（Z）与底部宽度B（0）的比值；QV可按规范表8.4.5-Z确定。修改后风振系数提高5~15%，整体风荷载提高0~15%，建筑高度越高增加越少。对D类地貌的超高层建筑，由于风剖面的调整使得平均风荷载减小，总体风荷载基本持平，甚至略有降低（图3、4）。图3规范修订前后的风振系数之比图4规范修订前后的基底剪力之比12、8.4.7条结构振型系数应按结构实际由结构动力学计算得出，为简化计算，给出了近似计算公式，据此，在附录F中提供了结构振型系数的近似值。一般情况下，顺风向响应可仅考虑第1振型的影响；对横风向的共振影响应验算第1至第4振型的影响。13、8.5.1条高层建筑横风向风振，主要由风的横风向脉动、漩涡脱离和结构的反馈引起。其效应对超高层建筑和高耸结构不可忽略，某些超高层建筑甚至起控制作用。本次修订给出了需要考虑横向风振的条件。考虑横向风振的影响因素较复杂，如建筑物高度、高宽比、结构自振频率及阻尼比等，并要借鉴工程经验进行判断。通常以下情况，宜考虑横向风振影响：（1）高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑结构。（2）高度超过30m，且高宽比大于4的细长园形截面构筑物。14、8.5.2条给出了横向风振等效荷载WLK计算的规定。（1）对平面或立面体型较复杂的高层建筑和高耸结构，横向风振等效荷载WLK宜通过风洞试验确定；也可参考有关资料确定。（2对园形截面的高层建筑及构筑物，其由跨临界强风共振（旋涡脱落）引起的横风向等效荷载WLK可按附录H.1确定。（3）本次修订增加对矩形截面及凹角或削角形截面的高层建筑，其横风向风振等效风荷载WLK可按附录H.2确定。导致建筑物产生横向风振的主要激励有：（1）尾流激励（旋涡脱落激励）；（2）横风向紊流激励；（3）气动弹性激励（建筑振动和风之间的耦合效应），上述激励特性，横风向比顺风向更为复杂。15、8.5.3条对园形截面结构，雷诺数将影响横风向风力和振动响应。（上式中V为风速；v为空气运动粘性系数，约为1.45×10-5m2/s；D为园形截面直径）。当发生旋涡脱落时，如果脱落频率与结构自振频率相近，将可能出现共振。试验表明，旋涡脱落频率fs与平均风速V成正比，与截面直径成反比即，其中，St为斯脱落哈数。（1）当风速较低，即时，此时，当与结构频率相等，且结构顶部风速大于时，将发生亚临界微风共振，可能对正常使用有些影响，但不致于造成结构破坏，此时，仅在构造上采用防振措施或控制结构临界风速不小于15m/s即可。（2）当风速增大处于超临界范围，即雷诺数为时，旋涡脱落没有明显周期，结构的横向振动呈随机性，发生超临界范围的风振，此时可不作处理。（3）当，即进入跨临界范围，且结构顶部风速的1.2倍大于时，将重新出现规则的周期性旋涡脱落，一旦与结构自振频率接近，结构将发生强风共振，其至破坏，国内外都发生过这类破坏，因此应考虑横风向风振的等效风荷载影响。关于雷数及临界风速的计算公式与原规范一致。结构顶部风速的计算公式改为去掉原规范中的风荷载分项数。15、8.5.4条规定了高层建筑和高耸结构考虑扭转向风振效应的条件。是否考虑扭转风振的影响，主要考虑结构的高度、高宽比、深宽比、结构自振频率、结构刚度与质量的偏心等因素。因此规范建议当高度超过150m，同时满足、、的高层建筑。（TT1为第一阶扭转周期）扭转风振作用效应明显，宜考虑扭转风振的影响。16、8.5.5条给出了扭转风振等效风荷载的计算方法：（1）对体型较复杂及质量或刚度有显著偏心的高层建筑，扭转风振等效风荷载宜通过风洞试验确定；也可参照有关资料确定。（2）对截面尺寸和质量沿高度基本相同的矩形截面高层建筑，刚度或质量的偏心率（偏心距/回转半径）小于0.2，且同时满足，在1.5~5范围内，的情况可按附录H·3计算扭转风振等效风荷载。（3）当偏心率大于等于2及当或时，结构风振响应规律非常复杂，不能采用附录H·3给出的方法，应进行专门研究。17、8.5.6条给出了顺风向、横风向和扭转风振等效风荷载工况组合的规定，见下表。风荷载工况项次顺风向风荷载横风向风振等效风荷载扭转风振等效风荷载1FDK－－20.6FDKFLK－3－－TTK表中FDK、FLK为顺风向单位高度风力标准值及横风向单位高度风力标准值（kN/m），TTK为单位高度扭转风力标准值（kN），其相应的计算公式为：式中、——迎风面、背风面风荷载标准值（kN/m2）；——迎风宽度（m）。18、8.6.1条计算围护结构时风荷载的标准值为：式中为高度Z处的阵风系数。关于阵风系数本次修订有以下几点：（1）计算围护结构的阵风系数，不再区分幕墙和其它构件，采用统一的阵风系数公式。（2）阵风系数修改为：规范给出阵风系数值，见表8.6.1。九、温度作用1、9.1.1条引起温度作用的因素很多，本规范仅包括季节性气温变化、太阳幅射及使用热源等因素。使用热源指有散热设备的厂房、烟囱、储存热物的筒仓、冷库等，其温度作用由专门规范或建设方，设备供应商提供。本章仅对季节性气温变化产生的结构或构件的均匀温度场变化作规定。当温度作用产生的结构变形或应力可能超过承载能力或正常使用极限状态时，如结构某一方向的平面尺寸超过伸缩缝最大间距或温度区段长度，结构水平约束较大等，宜考虑温度作用效应。具体由结构设计规范作出规定。2、9.1.2条参考欧州规范给出了常用材料的线膨胀系数值。3、9.1.3条给出了温度作用的组合值系数可取0.6、频遇值系数可取0.5和准永久值系数可取0。4、9.2.1条基本气温是气温的基准值，是确定温度作用所需的最主要的气象参数。本次规范参考国外规范及国内现状，将基本气温定义为50年重现期的月平均最高气温Tmax（一般为7月）和月平均最低气温Tmin（一般为1月）。其值可按本规范表E••5采用。（1）对热传导速率较慢且体积较大的混凝土及砌体结构，结构温度接近当地月平均温度，可直接按月平均最高和月平均最低气温作基本气温。（2）对热传导速率较快的金属结构或体积较小的混凝土结构，它们对气温较敏感，宜考虑极端气温（昼夜气温）变化的影响，根据当地气候条件适当调整基本气温。当无可靠资料时，其基本气温宜根据地理位置增加或降低。5、9.3.1条设计通常考虑的是均匀温度作用。（1）对结构最大升温工况，均匀温度标准值为：式中——均匀温度作用标准值（℃）；——结构最高平均温度（℃）；——结构最低初始平均温度（℃）。（2）对结构最大降温工况，均匀温度标准值为：式中——结构最低平均温度（℃）；——结构最高初始平均温度（℃）。6、9.3.2条结构的最高、最低平均温度（、）宜根据基本气温和按热工学原理确定。（1）对有围护的室内结构、结构平均温度应考虑室内外温差的影响。（2）影响结构温度的因素较多，应根据工程实际情况确定。a、对暴露于环境气温下的室外结构，结构最高温度和最低温度一般可分别取基本温度和。b、对温度敏感的钢结构，尚应根据结构表面的颜色深浅考虑太阳辐射的影响，见规范说明中的表。c、对室内结构，由于房屋的围护条件差别大，根据经验和参考国外规范，可简化为取室内外温度的平均值。d、对地下室和地下结构，当离地下10m以下时，土体基本为恒温，可取年平均气温。7、9.3.3条结构的最高、最低初始平均温度（、）应根据结构合拢或形成约束的时间确定。混凝土结构的合拢温度一般可取后浇带封闭时的月平均气温。钢结构的合拢温度一般可取合拢时的日平均温度，但当合拢时有日照时，应考虑日照的影响。十、偶然荷载1、10.1.1条～10.1.3条本规范包括的偶然荷载仅限于爆炸和撞击荷载。当上述偶然荷载作为结构设计的主导荷载时，允许结构出现局部构件破坏，但应保证结构不引起连续倒塌。偶然荷载的荷载设计值，可采用本规范规定的数值。偶然荷载的代表值，是由有关权威机构或主管工程人员根据经济和社会政策、结构设计和使用经验按一般性的原则来确定，值是唯一的，因此不考虑荷载分项系数，设计值与标准值取相同的值。2、10.2.1条～10.2.3条（1）本规范仅对由炸药、燃气、粉尘等爆炸荷载进行规定。（2）给出了在常规炸药爆炸动荷载作用下，结构构件的等效均布静力荷载标准。式中——作用在结构构件上的等效均布静力荷载标准值；——作用在结构构件上的均布动荷载最大压力，可参照《人民防空地下室设计规范》（50038-2005）第4.3.2和4.3.3条有关规定采用。——动力系数根据构件在均布动荷载作用下的动力分析结果，按最大内力等效的原则确定。（3）参照欧州规范给出了燃气爆炸的等效均布静力荷载值。3、10.3.1条规定电梯竖向撞击荷载标准值可在电梯总重力荷载的4-6倍范围内选取。4、10.3.2条规定了汽车的撞击荷载，分别给出了顺行方向的汽车撞击力标准值和垂直行车方向的撞击标准值。（1）顺行方向的气车撞击力标准值可按下式计算：式中——车质量（kg），包括实际车重加载重；——汽车速（m/s）；——撞击时间。当无数据时，汽车质量可取1.5t，车速可取22.2m/s，撞击时间可取1.05；小型车和大型车的撞击力荷载作用位置可分别取位于路面以上的0.5m和1.5m处。（2）垂直行车方向的撞击力标准值可取顺行方向撞击力标准值的0.5倍，二者不考虑同时作用。5、10.3.3条参照欧州规范给出了直升飞机非正常着陆的撞击荷载标准值。（1）竖向等效静力撞击力标准值按下式计算：式中——系数，取；——直升机的质量（kg）。（2）竖向撞击力的作用范围宜包括停机坪内任何区域以及停机坪边缘线7m之内的屋顶结构。（3）竖向撞击力的作用区域为2m×2m。十一、其它1、收集补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值雪压数据，进行了基本雪压重新统计，调整了部分城市基本雪压值，重新绘制全国基本雪压图。（表D.5、图D.6.1）2、收集补充了全国各台站自1995年至2008年的年极值风速数据进行了基本风速的重新统计，调整了部分城市基本风压值，重新绘制全国基本风压图。（表D.5、图D.6.3）3、取消原附录C“工业建筑楼面活荷载”。