前言

中华人民共和国国家标准

有色金属工程结构荷载规范

Load code of nonferrous metals engineering structures

GB 50959-2013

主编部门：中国有色金属工业协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2014年7月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第258号

住房城乡建设部关于发布国家标准《有色金属工程结构荷载规范》的公告

   现批准《有色金属工程结构荷载规范》为国家标准，编号为GB 50959-2013，自2014年7月1日起实施。其中，第3.2.1、3.2.2、4.1.1、4.3.1(1、2)、9.1.1条(款)为强制性条文，必须严格执行。

   本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2013年12月19日

前言

   本规范是根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2007]126号)的要求，由中国恩菲工程技术有限公司会同有关单位共同编制完成。

   本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结有色金属工程建设经验，参考国内、外相关行业标准的有关内容，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。

   本规范共分9章和6个附录，主要内容包括总则，术语和符号，荷载分类及其代表值，荷载组合，永久荷载，可变荷载，间接作用，偶然荷载，荷载条件等。

   本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

   本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理，由中国恩菲工程技术有限公司负责技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国恩菲工程技术有限公司技术发展部(地址：北京市复兴路12号，邮政编码：100038)，以供今后修订时参考。

   本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：

   主编单位：中国恩菲工程技术有限公司

   参编单位：长沙有色冶金设计研究院有限公司

             沈阳铝镁设计研究院

             中色科技股份有限公司

             中国瑞林工程技术有限公司

             金川镍钴研究设计院

   主要起草人：胡少兵  谭齐  姜兴东  宋金才  罗晓斌 张明  李晔东  鲍巍  李波  刘萍 刘敬  白向荣

   主要审查人：陈基发  金新阳  郑莆  刘绍兴  张建 尚志海  李大浪  李寿明  朱建文

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中华人民共和国国家标准
有色金属工程结构荷载规范
GB50959-2013
条文说明
制订说明
《有色金属工程结构荷载规范》GB50959-2013，经住房和城乡建设部2013年12月19日以第258号公告批准发布。
本规范在编制过程中，编制组认真总结了有色金属工程建设经验，参考了国内、外相关行业标准的有关内容，并经广泛调查研究和专题技术研讨、论证，通过评审后定稿。
本规范编制过程中，得到国内各有色金属设计研究院(公司)以及部分有色金属企业的协助与支持。除参编单位和主要起草人外，还收到部分单位、专家和广大工程技术人员的宝贵建议。此外，为确保规范编制水准，还特别聘请了盛吉鼎、陈知若、陆业大、邓朝安、徐庆新、周远翔、谢良、魏利金等教授和业界资深人士担任本规范编制顾问专家，他们作了许多实质性工作，提供了具体的指导，在此一并致以衷心感谢!
为便于广大设计、施工、生产运行等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，《有色金属工程结构荷载规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、背景、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还着重对强制性条文的强制性理由作了解释。但是本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。

1总则

1  总    则

1.0.1  为了适应有色金属工程建设需要，满足工业建筑物、构筑物安全适用、经济合理的要求，制定本规范。

1.0.2  本规范适用于有色金属矿山、冶炼、加工各类工程新建、扩建的主体工程和辅助设施的结构设计。

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1.0.2本规范适用于有色金属工程中的主体工程和辅助设施的结构设计；其中主体工程是指用于生产工艺的厂房、构筑物，辅助设施是指为生产主流程服务的各类配套建筑及一般构筑物。
本规范根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的原则制订，是对现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的补充与延伸。

1.0.3  有色金属工程结构设计涉及的作用，应包括直接作用(即荷载)和间接作用(含温度、变形等)。本规范主要对直接作用作出规定，有关规定同样适用间接作用。

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1.0.3在有色金属工程设计中，作用在工程结构上的外力(影响)不仅涉及荷载(直接作用)，还会遇到温度、地基变形、工程材料的收缩和徐变、焊接应力以及地震等(间接作用)，本规范以荷载为主，温度等作用也有所涉及，涵盖内容有所扩大。考虑设计人员的习惯和使用方便，凡在条文中未区分荷载与间接作用的，则对荷载的技术规定同样适用于间接作用。

1.0.4  有色金属工程结构中采用的各类荷载及作用除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1 术语

2  术语和符号

2.1  术    语

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本节所列各条术语是以现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》GBJ132及《建筑结构设计术语和符号标准》GB／T50083为基础，结合有色金属工程实际编制的。

2.1.1  作用    action

   分为直接作用和间接作用。施加在结构上的集中力或分布力为直接作用，即荷载；引起结构外加变形或约束变形的原因为间接作用。

2.1.2  永久荷载    permanent load

   在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。

2.1.3  可变荷载    variable load

   在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。

2.1.4  偶然荷载    accidental load

   在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。

2.1.5  等效均布荷载    equivalent uniform live load

   以均布荷载替代不连续分布的实际荷载，使得其在结构上所得到的荷载效应能与实际荷载效应保持一致的荷载。

2.1.6  操作荷载    working load

   在正常生产工况下，操作人员及其携带的常规工、器具，生产过程中存放的定量物料、半成品、成品以及生产必备的小型移动输送装置等对楼、地面综合产生的荷载。

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2.1.6有色金属工程楼、地面的操作荷载是生产操作的基本荷载，通常应是正常生产工况下，操作人员及其随身携带的工具、器材和生产过程中需要存放的少量物料、半成品、成品以及相关的小型移动输送装置等的全部荷载。上述荷载值不考虑过载、特殊、异常等偶然因素影响，是以数十年有色金属的生产实践和工程经验，加以总结、概括而确定出的标准值。

2.1.7  检修荷载    overhauling load

   在非正常生产工况下，由于机器、设备等生产装置进行维护、检修及试验，短期大量堆放的零部件、物料和操作机具以及维护、检修及试验过程中出现的较大移动运输设备等对楼、地面综合产生的荷载。

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2.1.7检修荷载仅在一个有限时间段内出现，工程设计中应当予以单独列出，在短暂设计状况下进行相应的荷载组合。当工程中的检修荷载等于或小于操作荷载时，可不单列，也可不作相应的荷载组合。

2.1.8  吊车荷载    crane load

   起吊及运送重物时，吊车对厂房结构产生的竖向、水平横向和水平纵向等荷载。

2.1.9  积灰荷载    load of amassed ashes

   产生大量烟灰、粉尘厂房、仓库及其临近建筑，在具有一定的清灰制度和设施条件下，屋面、天窗及其挡风设施区域内，灰尘堆积及清灰设施引起的荷载。

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2.1.9随着清洁化生产和环境保护等力度的加大，散发大量烟灰、粉尘的生产已经逐渐减小或消亡，厂房屋面上的积灰荷载已不明显。但是在老厂改造或者某些特定的工程环境下，积灰荷载仍不可忽视，其由积灰重量和相关清理装置荷载两部分组成。

2.1.10  安装荷载    installation load

   工程结构在施工、安装状态下，作用在结构及构件上的短暂附加荷载。

2.1.11  汽车或火车荷载    autocars and locomotives load

   运行在工业场地的汽车或火车对其相邻工程结构产生的荷载。

2.1.12  液体压力    liquid pressure

   静止或流动的液体对其相邻结构产生的侧压力、上浮力等荷载。

2.1.13  土体、散状物料的压力    earthy pressure

   土体或散状物料体对其相邻结构产生的荷载，可分为主动压力、被动压力和静止压力。

2.1.14  动力机器荷载    dynamic machine load

   各类生产机器设备进行旋转或者冲击作业时所产生的扰力、扰力矩等荷载，以及冲击质量、冲击速度等动力相关参数。

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2.1.14动力荷载除包含正常工作状态动力荷载外，有时还需要考虑其异常状态下的动力作用，如短路、突停、过载等偶然值或极值发生。另外，对于冲击类运行机器的动力作用，则是以冲击质量、冲击速度等参数表述。

2.1.15  温度作用    thermal action

   结构或结构构件因温度变化所引起的作用。

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2.1.15温度作用在有色金属工程的一定范围内不可忽视，表现在某些特定的工程结构和构件受到生产工艺操作及相关设备、管道等装置温度场影响时，引起结构和构件的附加作用；同时，由于大气环境温度的变化，对超大、超长结构构件引起明显的变形及约束等的间接作用。

2.1.16  地震作用    earthquake action

   由地面运动引起的结构动态作用，分水平地震作用和竖向地震作用。

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2.1.16地震是较为复杂的地面惯性作用，其相关作用的取值、验算和设防标准要求不仅与自然因素紧密相关，而且与国家法规、政策和经济基础有关。我国在地震的研究和实践上已形成完整的体系，地震作用应根据其超越概率，分别归属于可变作用或偶然作用，相关技术要求应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定。

2.1.17  设计基准期  design reference period

   为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。

2.1.18  设计使用年限    design working life

   设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按预定目的使用的年限。

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2.1.17、2.1.18设计基准期与设计使用年限两者有较多的关联性，依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的规定，在工程结构设计时，需要确定结构的设计使用年限，即工程结构在正常使用和维护，包含必要的防护和维修条件下所应达到的使用年限。对不同的设计使用年限应采用相应的设计基准期的可变荷载代表值。设计使用年限与其对应的建筑示例如下：
100年适用于标志性建筑和特别重要的建筑结构。
50年适用于普通房屋和构筑物，有色金属工程大多数工业建筑物、构筑物均属于此类，设计使用年限一般应为50年。当具有特殊要求时，应通过正式文件约定。
25年适用于应急加固或特定建筑以及易于替换的结构构件。
5年适用于临时性建筑结构。
可以看出：当设计使用年限为50年的普通房屋、构筑物和工业厂房时，对应的是设计基准期50年的可变荷载标准值。

2.1.19  荷载代表值  representative values of a load

   工程设计中用以验算结构或构件的极限状态所采用的荷载量值，包括标准值、组合值等。

2.1.20  标准值    characteristic value／nominal value

   荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。

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2.1.20荷载标准值是指其在结构使用期间可能出现的最大荷载值，由于荷载本身的随机性，因而使用期间的最大荷载也是随机变量，原则上用其统计分布来描述，为其设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，一般为均值、众值、中值以及某个分位值。目前，民用建筑物、构筑物的荷载标准值由设计基准期内最大荷载统计分布的某个分位值来确定，而有色金属工业建筑物、构筑物的楼、地面荷载标准值则是从多年工程经验积累中加以概括，并经众多工程实例检验获得的。

2.1.21  组合值    combination value

   对于可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。

2.1.22  准永久值    quasi-permanent value

   对于可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。

2.1.23  频遇值    frequent value

   对于可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。

2.1.24  荷载效应    load effect

   由荷载引起结构或结构构件的反应，包括内力、变形、裂缝等。

2.1.25  荷载组合    load combination

   按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。

2.1.26  基本组合    fundamental combination

   承载能力极限状态计算时，永久荷载与可变荷载的组合。

2.1.27  偶然组合    accidental combination

   承载能力极限状态计算时，永久荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合。当偶然事件发生后，受损结构整体稳固性验算时，永久荷载与可变荷载的组合。

2.1.28  标准组合    nominal combination

   正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。

2.1.29  准永久组合    quasi-permanent combination

   正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。

2.1.30  动力效应系数    dynamic effect coefficient

   对承受小型动力荷载的结构和构件，根据工程经验当近似按静力设计时，将机器(设备)重量乘以动力效应的增大系数。

2.2 符号

2.2 符 号

Gk——永久荷载的标准值；

Qk——可变荷载的标准值；

SGk——永久荷载效应的标准值；

SQk——可变荷载效应的标准值；

——偶然荷载效应的设计值；

Sd——承载能力极限状态荷载组合的效应设计值；

Sds——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值；

Rd——结构构件抗力的设计值；

C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值；

γG——永久荷载的分项系数；

γQ——可变荷载的分项系数；

γ0——结构重要性系数；

ψc——可变荷载的组合值系数；

ψq——可变荷载准永久值系数；

ψf——可变荷载频遇值系数；

γL——可变荷载设计使用年限的调整系数；

qce——作用在结构构件上的爆炸等效均布静力荷载标准值；

Kdc——爆炸荷载计算用动力系数；

Pc——作用在结构构件上的均布动荷载最大压力值；

Pk——最大撞击力标准值；

m——撞击体的质量；

v——撞击体的最大运行速度；

t——撞击持续时间。

3荷载分类及其代表值

3.1 荷载分类

3  荷载分类及其代表值

3.1  荷载分类

3.1.1  有色金属工程结构的荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三种类型。

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3.1.1有色金属工程荷载的分类与一般民用建筑工程的差异在于有色金属工程楼、地面可变荷载(活荷载)的标准值通常由两部分构成，即操作荷载和检修荷载。它们既是充分实现正常生产操作的基本保障，又可适应生产装置安装检修或试验的特殊需求，这两种荷载在一定条件下都会对结构构件起主导作用。
可变荷载是选用常规状态下荷载的最大值，不考虑变异、偶然等因素。它是有色金属行业多年工程经验的积累，是充分满足工程实际情况予以确定的。

3.1.2  永久荷载应包括满足生产工艺要求，含固定配置的设备、炉体、管道、贮仓、设施等各类装置的重量，恒定的物料重量，建筑结构的构件、配件和防护层等的自重，以及固定的土体、散状物料、液体压力和预应力。

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3.1.2工业建筑的永久荷载种类较多，除建筑结构的自重之外，还有众多的固定生产工艺设施等各类装置的荷载，详见本规范第9.2.1条的条文及其说明。

3.1.3  可变荷载应包括在正常生产工况下的楼、地面操作荷载，动力机器、吊车、贮料等荷载；在非正常生产工况下的检修、安装荷载；以及风、雪、积灰等荷载，还有温度作用、变形作用和多遇地震作用。

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3.1.3可变荷载主要是楼、地面生产性的操作荷载，通常应是正常生产工况下，操作工人及其随身携带的工具、器材和生产过程中存放的定量物料、半成品、成品，以及相关的移动输送装置等的荷载，是不考虑过载、异常等偶然因素的荷载标准值；另外，可变荷载还有非正常生产工况下的检修、试验、安装等荷载，检修荷载只是短期作用的，一般情况下，只有大于操作荷载值时才选用，是对应于短暂设计状况的可变荷载。
工程设计中普遍适用的可变荷载还有：吊车荷载、风荷载、雪荷载、积灰荷载以及多遇地震作用等，应符合本标准及现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009等的有关规定。

3.1.4  偶然荷载应包括意外事故、失控等偶然因素引发的爆炸、撞击、火灾等巨大且短暂的荷载，以及罕遇地震作用。

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3.1.4由于生产操作失灵，突发意外事件等导致巨大的爆炸、火灾、撞击等短暂且剧烈的偶然荷载(作用)难以幸免。从确保生命、财产和工程结构满足生产安全出发，体现科学发展观的要求，应力求做好相关偶然荷载作用的核算、评估工作。
由于我国大多数有色金属工程均处在地震区，因此地震作用在工程设计计算中必不可少。按照国家现行有关标准的规定，通常将多遇地震即对应于地震基本烈度的作用视为正常工况下的可变作用范畴中，而将罕遇地震即高于地震基本烈度的作用归属于偶然作用范畴之中。

3.2 荷载代表值

3.2  荷载代表值

3.2.1  工程结构设计中荷载代表值的采用应符合下列规定：

   1  永久荷载应采用标准值作为其代表值；

   2  可变荷载应根据设计要求，分别采用标准值、组合值、准永久值或频遇值作为其代表值；

   3  偶然荷载应根据结构使用的特点确定其代表值。（自2022年1月1日起废止该条,详见新规《工程结构通用规范》GB 55001-2021）

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3.2.1工程设计中应针对不同类型的荷载，选用不同的荷载代表值。这是综合考虑各类荷载的特性、结构的多种极限状态、各种设计状况等因素，实现工程设计的适用、安全、经济等的预期目标。针对不同类型的荷载，选用不同的荷载代表值，既可确保工程结构的使用安全，为正常生产运行提供可靠保障，又能使工程建设力求杜绝浪费，满足经济合理的双重目标，达到社会效益和经济效益双赢的效果。因此，荷载量值合理选用的规定，工程设计必须严格执行，本条为强制性条文。

3.2.2  确定可变荷载代表值时，应采用50年的设计基准期。（自2022年1月1日起废止该条,详见新规《工程结构通用规范》GB 55001-2021）

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3.2.2工程设计确定各类可变荷载的标准值时，会涉及出现荷载最大值的时域问题，目前工程设计的大部分荷载，如风、雪、民用活荷载等均可满足设计使用年限50年。风、雪值还具有100年重现期的数据统计资料，均符合设计基准期50年及以上的要求。而对于有色金属工程中的部分可变荷载至今尚无长期、系统、全面的统计、分析资料，所采用的荷载多数是经验数据，难以准确界定荷载最大值的时域。但新中国成立60余年，有色金属工程建设的丰富经验可以充分表明用于设计基准期50年是基本可行的。故一般以50年为基准期的要求是现实的，对于个别缺乏实践检验的新工艺、新装置，在可变荷载的选用上宜做专题论证加以确定。
以50年设计基准期为限确定可变荷载代表值，保证了有色金属工程在正常的生产使用期限内有效应对可能出现最不利的荷载，满足结构的安全可靠和一定的耐久性能。同时，也能够较为科学、合理地兼顾到工程建设对经济、适用的明确要求，应当严格予以执行，本条为强制性条文。

3.2.3  荷载标准值应按本规范第5章～第8章和附录A～附录C以及现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009等的有关规定选用。

3.2.4  荷载设计值应为标准值、组合值等荷载代表值与荷载分项系数的乘积。荷载分项系数选用应符合本规范第4.3节的有关规定。

3.2.5  进行结构承载能力极限状态设计时，对可变荷载应按规定进行荷载组合，采用荷载组合值作为其荷载代表值。可变荷载的组合值应为可变荷载的标准值与组合值系数的乘积。组合值系数的选用应符合本规范第4.3节的有关规定。

3.2.6  进行结构正常使用极限状态设计时，应根据不同要求，采用荷载的标准组合、准永久组合或频遇组合，以可变荷载的标准值、频遇值或准永久值作为其荷载代表值。可变荷载准永久值应为可变荷载标准值与准永久值系数的乘积，可变荷载的频遇值应为可变荷载标准值与频遇值系数的乘积。准永久值系数、频遇值系数的选用应符合本规范第4.3节的有关规定。

3.2.7  当进行工程结构的动力计算时，楼面可变荷载的代表值应根据工程经验及设计的实际要求确定，应符合建筑结构振动计算的有关标准的相关规定。

▼ 展开条文说明
3.2.7直接承受动力作用的结构，动力设计首先应进行结构动力特性及振动速度、振动线位移等计算，之后进行承载能力和正常使用极限状态验算。承重结构动力计算在荷载的取值上与静力计算是有所区别的，鉴于荷载值偏大时对振动计算不一定偏于安全，因此荷载取值需要依据工程设计的具体情况决定。如设计要求结构振动趋于共振前区时，荷载宜取较大值，设计期望结构振动超共振后区时，荷载宜取较小值。即根据实际要求确定的荷载代表值，求得对应的结构动力特性，使得结构的振动设计计算是有效并可靠的。
目前有关动力荷载作用的结构验算规定可采用现行行业标准《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程》YBJ55-90／YSJ009-90(试行)等标准及参考资料。