大型超市楼面活荷载设计值

大型超市楼面活荷载设计值标准荷载在概念上一般是指结构或构件在正常使用条件下可能出现的最大荷载值，因此它应高于经常出现的荷载值。用统计的观点，荷载的标准值是在所规定的设计基准期内，其超越概率小于某一规定值的荷载值，也称特征值，是工程设计可以接受的最大值。根据建筑结构荷载设计规范（GB50009-2001）规定商店,展览厅,车站,港口,机场大厅及其旅客等候室其楼面均布活荷载标准值为3.5KN/M2,组合值系数为0.7，频遇值系数0.6，准永久值系数0.5。然而大型超市（如家乐福，沃尔玛，麦德龙等）无论在规模，人流量及承载货物都不是一般店铺可以比拟的，经过三天在家乐福及麦德龙的实地观察考证，结合书本知识我设计了大型超市楼面活荷载取值，其论证如下。大型连锁超市是指实际营业面积6000平方米以上，品种齐全，能基本满足顾客一次性购齐商品的零售业态。按照其经营方式一般可分为仓储式超市（如麦得龙、东方家园等）和购物广场（如沃尔玛、家乐福、大福源等）两类，由于其经营方式、货物种类、服务对象不同使其建筑物上活荷载种类大小及分布有很大不同,以下就两种类型超市分别进行讨论。其中仓储式超市由于其主要服务对象是批量采购的经销商，因此其中的人荷载可以计入货物荷载中去。同时由于绝大部分面积都用来摆放货物，所以作用于其楼面的活荷载一般分布在较小的范围内。由结构力学可知：当荷载在建筑物梁上分段分布要比所有表面都作用满了荷载产生的弯矩大，这就加重了活荷载对建筑物的作用。由于超市中主要使用小型运货推车运送货物每车货物计由两人运送，其荷载等效方式可分两种：一种是运货车前后各加900牛作用力（工作人员平均重力为90千克），另一种是在运货车后面加1800牛等效作用力。仓储式超市所运货物一般比较集中，其最重货物一般为集中运输的大米以、灌装可乐以及冷冻生鲜等（其重量可根据商品说明书得到作为计算依据）。在建筑结构设计时应取其最不利值，故下面主要依据大米、灌装可乐以及冷冻生鲜的标准重量计算超市楼面活荷载设计值。《建筑结构设计规范》（GB50009一2001）规定商场的楼面活荷载指标值取3.5KN／M2，但这远不能满足超大型仓储超市楼面荷载设计要求。首先按平均等效荷载法计算：计运货推车宽1m,长2.5m,高1.8m,则其等效作用面积为2.5M2,体积为4.5M3(保守取值5M3)，通过考察其货物自重计算得其平均作用荷载为20KN～35KN。在加上前面工作人员自重则总平均等效荷载为21KN～36KN。按集中等效荷载法计算：由于运货车一般有四个轮子直接与地面接触，所以可以等效为四个13000N作用力，在加上工作人员自重可等效为以下两种分布荷载：（1）每个作用力大小为13750N(2)左面两个作用力为13000N,右面两个作用力为14250N综上所述对于仓储式大型超市，其楼面作用活荷载取为25KN。对于购物广场这类超市分析如下：由于学校临近家乐福，我主要考察了家乐福的活荷载分布情况。由于是一个大卖场日客流量相当庞大。同时由于绝大部分面积都用来摆放货物，只有少量面积的过道用于活荷载的分布，而这种大卖场的客流量是惊人的，节假日的时候真可用接踵摩肩来形容，所以其楼面活荷载应以客流为主。我在早晨八点，中午一点，晚上六点及九点钟分别统计了家乐福五个部位大约每部分4平方米内客户数。其值如下：早八点：电器区8人，食品区10人，生鲜区10人，生活用品区9人，水果区8人。中午一点：电器区12人，食品区14人，生鲜区13人，生活用品区10人，水果区11人。晚六点：电器区9人，食品区13人，生鲜区12人，生活用品区12人，水果区10人。晚九点：电器区8人，食品区12人，生鲜区11人，生活用品区7人，水果区8人。算得曲阳路家乐福单位时间单位面积内客户数为3.2人，考虑到五一十一等法定节假日内客流量一般会达到平时客流量的2.5～3倍，取其较不利状态则单位时间单位面积客流量为9人，每人重量为70KG。（男女平均重量）所以单位时间单位面积内客流的等效荷载为6300N/M2。这类大卖场的运输货物也以大米、灌装可乐以及冷冻生鲜等为最重，下面就以这几类物品重量计算。因为其运货量比较小，一般运货推车宽0.4米，长1米，所运货物高1.3米，则其体积为0.520M3.则其单位面积内等效作用荷载为13000N/M2～25000N/M2。考虑到其运货一般选在客流量较少的早晨或晚上关门以后，且运货较分散。故主要应以客流所产生的活荷载进行计算，并叠加所运货物荷载，所以综上所述取9.5KN/M2。同时根据建筑结构荷载设计规范（GB50009-2001）规定：民用建筑楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数；设计楼面梁时的折减系数：1.第1项当楼面梁从属面积超过25m2时，取0.9；2.第2～8项当楼面梁从属面积超过50m2时，取0.9；3.第9项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋取0.8；对单向板楼盖的主梁取0.6；对双向板楼盖的梁取0.8；4.第10～13项采用与所属房屋类别相同的折减系数设计墙、柱和基础时的折减系数：1.第1项按表3.1.2规定采用；2.第2～8项采用与其楼面梁相同的折减系数；3.第9项对单向板楼盖取0.6；对双向板楼盖和无梁楼盖取0.8；4.民用建筑楼面活荷载标准值中第10～13项采用与所属房屋类别相同的折减系数。活荷载楼层的折减系数墙、柱、基础计计算截面以以上的层数数12～34～56～89～20>20计算截面以上各各楼层活

荷荷载总和的的折减系数数1.00

（0..90）0.850.700.650.600.55注：楼面梁的从属面积超过25m2时，采用括号内的系数。结合建筑物的经济性（很多设计师及测绘师等在设计时存在相当的保守性），以及上表规定上述所得荷载设计值应乘以一定折减系数取为0.85，最后得大型仓储超市（如麦德龙）楼面活荷载设计值取21.25KN/M2，购物广场（如家乐福，沃尔玛等）其楼面活荷载设计值应取8.07KN/M2。示例4：我国目前对大型超市的楼面活荷载设计值尚没有给出，你如何确定其设计值？033826：大型超市几乎都采用敞开式货架，商品堆放与以往的商场相比要集中得多，某些区域特别是仓储区和饮料堆放区，货物的活荷载相当大。但在传统的建筑结构设计中，依据《建筑结构设计规范》（GB50009一2001）,商场的楼面活荷载指标通常取3．5kN／m2。。在对上海某大型超市的几个分店的调查研究中发现这个值在超市的很多区已经被大大超过，某些区域实测的均布荷载值甚至超过了20kN／m2，这些区域主要集中在仓储区和卖场的食品杂货区，而且在这些区域的楼板上都不同程度地出现了裂缝，建筑物的安全性和耐久性已经受到了极大的影响。由于目前国内尚未有针对大型超市的楼面荷载规范，在进行大型超市的结构设计时，楼面活荷载究竟取什么样的值才能做到既安全又经济就是一个十分值得研究的课题。荷载调查调查的内容主要分两部分，一是建筑物的结构．包括超市的结构形式、柱距、梁板跨度、结构构件的几何尺寸等；二是超市各区的实际荷载分布，这又包含了两方面的内容，一方面是货架及上面堆放的商品重量和设备的重量，采用了按满载情况下实测的方法，通过清点货梨上堆满商品时的数量和实际称量该商品的单位重量计算得出，货架和设备的自重分别由商家和铭牌提供；另一方面是货架及设备的尺寸以及在商场内的位置情况，通过现场量测得出。对于货架以外的过道区域按3．0kN／m取，货架立柱或设备支腿随间距较近的情况将其上的荷载视为均布，间距较大时考虑成集中荷载。这样，通过对这些测量数据进行整理归纳得出了超市楼面上荷载分布。考虑到超市在使用过程中商品的堆放区域可能会进行调整，因此对各个区域的荷载再进行比较分析，选取各区内具有代表性的最大荷载进行结构计算。整理结果见表l。大型连锁超市按照业态一般可分为仓储式超市（如麦得龙、HYPERLINK"/sogoupedia?query=东方家园"东方家园等）和购物广场（如沃尔玛、家乐福、大福源等）两类。由于大型超市不同区域荷载差别比较大，结构设计时应根据分区情况分别取荷载进行计算特别是仓储区与卖场应分别计算，分别配筋。根据已往设计的经验陈列式超市可按普通商场来考虑，取值3.5KN/㎡，保守点可到4.0KN/㎡。仓储式超市，其货架高度各不相同，不能一概而论。有的高4.0m，有的高6.0m，宜由建设单位确定荷载值。超市仓储区和停车场整体地面面积通常在5000~20000㎡,由于仓储区贮存货物较多，地面上要行驶叉车等运输设备，地面活荷载比较大，一般设计活荷载为15KN/㎡。2·l6基础的设计等级不同于结构的安全等级文献[2，7]均以黑体字注明：基础设计安全等级应按国家有关规范规定采用。特别是文献[7]作为国家专业标准文件，虽然根据地基复杂程度建筑物规模和功能等将地基基础分为三个设计等级，但却未能确定基础安全等级的划分，使设计人员感到困惑。况且，设计等级与设计安全等级是完全不同的两个概念。文献[2]有关基础安全等级的引注是在建筑结构的安全等级一节中，意味基础的安全等级不完全等同于上部结构的安全等级作为地方规范的文献[12]将地基基础划分为三个安全等级，并说明除注明外一般可取为二级经查阅该文献建筑类地基基础部分未有特别注明的安全等级。笔者以为，基础的安全等级不宜低于E部结构的安全等级。3等效均布荷载的确定超市等效均布荷载是按照《建筑结构荷载规范》(GB5009—2001)中附录的“楼面等效均布活荷载的确定方法”计算确定的。也就是说，楼面活载是将作用于楼面的各种形式的荷载，根据内力等值的原则，将它们换算成均布荷载。根据被调查超市的的结构情况，并考虑到大型超市在实际中常用的结构形式，在结构的内力计算中对三种具有代表性的结构形式即密肋楼板、井字梁楼板以及主次梁楼板分别进行了分析。由于今后超市在建筑时可能会出现差异，实际使用中商品的堆放位置也常会改变，因此必须考虑可能出现的最不利情况。构件不同部位截面中的最不利内力和同一截面上不同内力类型的最不利值取决于不同的活荷载布置方式。因此，活荷载的不利位置是根据截面位置和内力类型分别确定的。通过对结构及内力类型的分析，在最不利的位置处布置该区域的活荷载代表值，由于该区域具有代表性的活荷载的类型可能有所不同，因此在不同的工况F分别汁算由最不利位置的活荷载在构件内引起的最大弯矩，然后按照内力等值的原则反推出等效均布活荷载。因为材料的非线性特性，荷载的内力并不成比例，所以均布荷载是用逼近法求得的。计算采用SAP2000及理正工具箱V3．03对结构进行了非线性有限元的分析，计算结果见表2。由于大型超市不同区域荷载差别比较大，结构设计时应根据分区情况分别取荷载进行计算特别是仓储区与卖场应分别计算，分别配筋。考虑到在卖场使用过程中各分区位置可能会改变故宜采用统一配筋，此时应取各区的最大荷载(食品杂货区)进行计算。对于计算结果进行分析可知，在有过大集中荷载的地方，板的内力相当大，设计中应尽量避免过大的集中荷载直接作用在板上，如有较大的集中荷载，应在其下设梁或增大集中荷载底部的接触面积。参考文献[1]建筑抗震设防分类标准(GB50223—95)．北京：中国建筑工业出版社，1995建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068—2001)．北京：中国建筑工业出版社，2001混凝土结构设计规范(GB50010—2002)．HYPERLINK"/sogoupedia?query=北京"北京：中国建筑工业出版社，2002建筑结构荷载规范(GB50009—2001)．HYPERLINK"/sogoupedia?query=北京"北京：中国建筑工业出版社．2002高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002)北京：中国建筑工业出版社，200l建筑抗震设计规范(GB50011—2001)．北京：中国建筑工业出版社，2001789m儿；r：rL建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)．北京：]j]]中国建筑工业出版社，2002建筑桩基技术规范(-1G-194—94)．北京：中国建筑工业出版社，1995中国有色工程设计研究总院．混凝土结构构造手册，北京：中国建筑工业出版社，2003工程结构设计基本术语和通用符号(G13．I132—90)．北京：中国计划出版社，199l全国民用建筑工程设计技术措施一结构．北京：中国计划出版社，2003地基基础设计规范(上海市工程建设规范13G