结构设计中的地面荷载问题

齐齐哈尔一中学屋面垮塌事故是由于屋面堆载引起的；多年来，因荷载造成的工程事故较多。2009年上海倒楼事故主要是地面堆载引起的，软土地区地面堆载产生地面沉降，对邻近桩基产生负摩阻力，周围建筑物受堆载影响可能产生水平位移、沉降以及不均匀沉降，一旦遇临空面可能导致结构破坏。因此，结构设计以及项目管理一定要重视地面荷载的问题。

地面荷载取值的问题未列入通用规范和荷载规范，有许多工程忽视此问题。《工程结构通用规范》2.1.1条规定：“结构在设计工作年限内，应能承受在正常施工和正常使用期间预期可能出现的各种作用”。物流建筑、库房、以及一些工业建筑等地面荷载较大的工程，结构设计应注明地面荷载限值，判断对结构不利影响，采取对应措施。

地面荷载包括货架荷载、设备荷载、堆载、车辆荷载等，常见的有关规范有：《机械工业厂房结构设计规范》、《粮食平房仓设计规范》、《物流建筑设计规范》、《地基基础设计规范》、《建筑地面设计规范》、《建筑桩基技术规范》。现就结构设计中地面荷载相关问题做以下分析探讨。

一.国标图集《民用建筑工程设计常见问题分析及图示》05SG109-1，第3.3.1条 问题： 地基基础设计时，未考虑地面堆载的影响，造成地基承载力不能满足要求。

改进措施：由于一些工业建筑地面堆载较大，地基基础设计时应考虑地面堆载对地基承载力和变形的影响产生的附加压力，并应考虑由于地面堆载引起的地基不均匀沉降对上部结构的不利影响。

二.地面荷载取值应有依据，并不应小于有关标准的规定。

1、按国标图集《建筑结构设计常用数据》12G112-1，有商业库房的地面活荷载。

2、《机械工业厂房结构设计规范》4.8节和附录F有地面荷载取值要求。各行业设计规范也有规定。

三.《机械工业厂房结构设计规范》GB50906-2013第9.2.8条：“当柱基附近有大面积堆载时，应计入地基不均匀变形使柱基转动对柱子产生的附加内力”实际设计时，基础不均匀沉降的转角计算难以准确，条文说明有对应措施，见以下截图：

四.《物流建筑设计规范》GB51157-2016:

10.3.3条：物流建筑结构设计时，应采取措施，减少因地面不均匀堆载对墙柱基础偏心受荷和差异沉降。

10.3.4条：货架基础：高架库货架宜与主体结构基础脱开，设沉降缝。

10.3.5条：物流建筑结构设计应计算基础的差异沉降引起的结构次应力，并应采取措施控制差异沉降。

10.3.6条：物流建筑地基变形验算应计算由于大面积堆载对基础产生的附加沉降。

10.2.2条：“物流建筑结构设计应计算地面堆载对地基产生的不利影响”。例如：引起的偏心荷载、基础差异沉降、基底反力增加等。

五.《粮食平房仓设计规范》GB50320-2014第6.2.9条规定：地基基础承载力计算和变形验算时，应计大面积堆载的影响。

六.《民用建筑通用规范》GB55031第6.3.2条：地面应根据需要采取防止不均匀沉陷措施。 对应《建筑地面设计规范》GB50037-2013第5节“地面的地基” 。 其中5.0.6条： “有大面积地面荷载的厂房、仓库及重要的建筑物地面，应计入地面可能产生的不均匀变形及其对建筑物的不利影响”。

讨论：

当地面下有较厚淤泥、填土等软弱地基时，应采取地基加固处理措施。

当地面荷载较大时（仓储、厂房），应考虑其对结构的不利影响。

七.结构设计应注意的两个问题：

1.室内外高差较大时（例如：物流仓储、航食生产车间的室内外高差约1.4米），若室外地面以上的填方在上部结构施工完成后再回填，不可参与修正天然地基承载力且属于地面荷载。所以应注明这块回填土时间要求，与地基承载力计算书对应。  

2.当仓库、厂房的大门洞出入大型载重车时，不宜采用基础系梁方案，或基础系梁配筋考虑轮压荷载及动载系数。

编辑：张振奎

审核：付安元