中国《建筑结构荷载规范》(GB 50009)[2] 中关于建筑结构常用的荷载规范及技术标准,例如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等均给出出了明确的规定。随着自然环境的变化及人们生活水平的日益提升,荷载取值也应顺应时代发展而做相应改变,尤其是随着近年来冰雪、暴风频发,在进行建筑结构荷载规范设计时必须适当提升荷载取值来保证人们生命财产的安全[3] 。《建筑结构荷载规范》GB5009-2012是由中国建筑科学研究院会同有关单位在国家标准《建筑结构荷载规范》GB5009-2001(2006年版)的基础上进行修订而成的,是中国最新的建筑结构荷载规范,在2001年《建筑结构荷载规范》的基础上进行了修订,也成为中国工程界普遍认可的建筑结构设计的参考标准。然而随着中国工程设计与国际交流的日益密切,国外在建筑结构荷载规范上的优势也引起了中国工程界的关注,因而通过将中国建筑结构荷载规范与国外尤其是欧美发达国家的规范相比,从而借鉴其先进经验来为中国规范的修订提供参考。鉴于上述考虑,本文从楼面、屋面或荷载、雪荷载及风荷载三方面分析了美国Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures(ASCE7-05)与中国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的异同,尝试借鉴美国建筑结构荷载规范设计的优点来完善中国荷载规范,以期为中国建筑结构荷载规范的优化及国际化提供理论参考。
一、中美两国建筑结构荷载规范的对比
1.1楼面、屋面活荷载
所谓的活荷载也即在建筑结构的使用过程中形成的荷载,(除环境荷载(如风、雪等)与施工荷载等之外)。由于在建筑结构使用过程中的产生的荷载量巨大,且荷载变化及发展过程不容易预测,美国一般采用调查统计分析结合经验法进行建筑结构活荷载的确定。例如,ASCE7-05主要结合调查统计及设计反馈的方法进行楼面荷载的确定[4] ;相比而言,中国在楼面活荷载的确定时通过收集全国范围内住宅、商店、办公楼的活荷载经验数据,并在此基础上进行极值I型分布分析,同时参考国外相关标准及工程经验进行建筑结构活荷载的确定。
由于建筑结构活荷载的确定方法各异,因而通过不同方法得到的中美两国的屋面活荷载与楼面活荷载也存在明显的差异。从形式上看,中美规范类似,对楼面活荷载的不限值进行了规定;然而从数值上看,中美规范中的楼面、屋面均布活荷载取值存在较大差异,美国的标准一般高于中国标准(见表1)。
表1 中美楼面均布活荷载取值比较(KN/m2)
中国 美国
屋面不上人 0.5 0.96
屋面上人 2 2.87
屋顶花园 3 4.79
医院病房、门诊、手术室 2 1.92
办公楼 2 2.4
阅览室、会议室、接待室 2 2.87
教室 2.5 1.92
餐厅、饭店 2.5 4.79
礼堂、剧场、影院 3 2.87
商店 3.5 3.59
车站、机场等候大厅