中国与秘鲁荷载规范对比分析

中国与秘鲁荷载规范对比分析

苏永帅  刘泽峰

中国水利水电第十一工程局有限公司   河南省郑州市  450000 

摘要：本文对中国与秘鲁两个国家的荷载规范进行了全面的对比，分析了在荷载定义、荷载取值和荷载组合等方面的差异。荷载规范是建筑设计的基础，直接关系到建筑的安全性和稳定性，因此，理解不同国家的规范对从事建筑行业的专业人士至关重要。通过对比，本文旨在帮助总承包单位的设计图纸把控人员对秘鲁的荷载规范形成初步认识，以便在将来的设计审查过程中更好地把控和适应当地的规范要求。

文章首先探讨了两国在基本荷载定义上的相似之处，如恒荷载和活荷载的分类。随后，分析了荷载取值的不同，特别是在风荷载、雪荷载和地震荷载等特定荷载的处理上，突出了两国在地理和气候条件下的不同适应性。通过这样的比较，本文希望促进中秘两国在建筑设计领域的交流与合作，提高建筑工程的安全性和效率，为在秘鲁开展建筑工程的设计与实施奠定良好的基础。

关键词：荷载规范 秘鲁荷载规范 规范对比

1. 规范的总体概述

随着“一带一路”政策的推动，中国建筑企业积极向世界各国输出建造服务，越来越多的中资建筑公司在秘鲁从事建筑总承包业务。在审查设计阶段，我们必须要求工程师具备一定的设计经验，并对秘鲁当地的规范有所了解。本文将对秘鲁的荷载规范与中国的荷载规范进行全面对比，为读者提供对秘鲁荷载规范的基本了解。

秘鲁的《E.020荷载规范》是其国家建筑规范的一部分，涵盖了从荷载分类到设计要求等多个方面。中国的《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）同样是强制性规范，广泛应用于各类建筑结构的设计与施工。此外，2021年实施的《工程结构通用规范》（GB 55001-2021）对荷载规范的相关内容进行了修订和补充。尽管两国的建筑规范都旨在确保建筑物的安全性与稳定性，但由于背景、气候条件和技术要求等方面的显著差异，中国的荷载规范在荷载划分上更加细致和详细，而秘鲁的荷载规范则相对粗犷和简单。

2. 荷载分类与定义

秘鲁和中国在结构设计荷载规范上有诸多相似之处，但在某些特殊荷载的处理上仍存在细微差异。两国规范中的恒荷载（Carga Muerta）和活荷载（Carga Viva）定义基本一致，主要指结构本身的自重和使用过程中产生的可变荷载。风荷载（Carga de Viento）和地震荷载（Carga de Sismo）在两国规范中也都被详尽规范，由于两国地理特征的不同，各自规范对这些荷载的设计计算方法存在些许不同。

秘鲁的特殊地理环境，特别是安第斯山区多变的气候条件，对风荷载和雪荷载提出了更细致的要求。由于山区海拔高、温差大，降雪和强风频繁发生，秘鲁规范对高海拔地区的雪荷载计算作了更加详细的规定，以确保结构在极端气候下的安全性。此外，在风荷载计算上，秘鲁规范综合考虑了沿海和山区的独特气候，具体分析不同区域的风力特征以确定更为精确的荷载取值。

中国的地理条件更加多样，从南方热带地区到北方寒冷地区、从平原到青藏高原，各地气候、地貌差异巨大。为应对这些差异，中国规范对各类荷载的取值范围较广，特别是在风荷载和雪荷载的标准上适用于多种气候条件。中国规范对高寒地区的雪荷载及沿海地区的台风荷载作了特殊规定，以便满足不同区域对荷载强度的需求。

尽管秘鲁和中国在荷载规范的核心定义上有一致之处，但两国基于各自地域特征的要求，发展了各自对特殊荷载的计算方式，以确保结构设计在实际应用中的安全性和适应性。

3. 设计荷载的基本取值

秘鲁的荷载规范在许多活荷载取值上与中国标准接近。例如，对于储藏室的荷载，秘鲁和中国的标准均为5 kN/m²，而中国的工程通用规范在2021年将该值提高至6 kN/m²。在阅览室的活荷载方面，两国规范均规定为3.0 kN/m²。随着综合国力的提升和人民生活水平的提高，房间内设备数量和设备重量的增加使得荷载值提升成为必然趋势。

在某些荷载取值上，中国规范划分更为细致，而秘鲁规范则相对简单。例如，对于走廊和楼梯的活荷载，中国规范根据建筑功能将其分为三类：(1) 宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园和住宅取值为2.0 kN/m²；(2) 办公楼、餐厅、医院门诊部取值为2.5 kN/m²；(3) 教学楼及其他人流密集场所取值为3.5 kN/m²。而秘鲁规范则统一将走廊和楼梯的荷载定为4.0 kN/m²。

中国能对荷载取值进行细化划分，得益于多年的数据调研和实验支持。例如在TJ9-74荷载规范修订前，中国对606间住宅和258间办公室的实际荷载进行了测量；在GBJ9-87规范修订前，从1977年起的三年内，在部分城市对办公、住宅和商店的活荷载情况展开了调查，覆盖全国25个城市、133栋办公楼、2201间办公室，总面积63700 m²，调查了317栋用户的搬迁情况。同时，全国10个城市中实测了556间住宅，总面积7000 m²，另在10个城市中调查了21家百货商店的214个柜台，总面积为23700 m²。正是这些详尽的数据调查使荷载划分更加细致、准确。

在中国规范中，某些特殊用途的建筑（如工业厂房）的活荷载要求可能较秘鲁规范略高。这与中国的工业化发展程度及建筑功能的复杂性密切相关。

在屋面活荷载的规定上，中国和秘鲁的规范有明显差异。中国规范将屋面分为上人屋面和不上人屋面，分别取值为2.0kN/m²和0.5kN/m²，此外还单独规定了种植屋面的活荷载值。相较之下，秘鲁规范则依据屋面倾角的不同对普通屋面施加不同的活荷载值，其中最大值为1 kN/m²，最小值为0.5 kN/m²。总体而言，秘鲁在屋面活荷载取值上相对偏低，这可能是基于当地气候和建筑使用情况的不同需求所致，反映出秘鲁规范对屋面活荷载的要求较为温和。

4. 风荷载

风荷载在建筑设计中至关重要，特别是对于高层建筑和暴露于风口的结构。秘鲁的《E.020荷载规范》根据不同区域的地形特点，规定了各地的基础风速值，并结合秘鲁的风速分布图作为参考。而中国的《建筑结构荷载规范》则通过区域风速和风区划图，给出不同地区的基本风速。

例如，秘鲁的基础风速通常在75 km/h以上，而中国的基本风速则因地区差异较大，范围从东北的60 km/h到沿海地区的100 km/h不等。这反映出两国在风荷载计算中的地理差异，也体现了规范的区域适应性。

两国规范还根据建筑形状对体形系数进行了规定。在风吸力和风压力的假设方面，两个规范基本一致，均要求所有建筑结构、封闭构件和外部组件设计时能够抵抗风引起的外部和内部荷载（压力和吸力），假设其作用于两个垂直的水平方向。对于矩形截面建筑物，中国规范规定迎风面和背风面的风压力和风吸力系数分别为+0.8和-0.5，而秘鲁规范中对应系数为+0.8和-0.6，两者非常接近。

相较于秘鲁的荷载规范，中国荷载规范更全面地考虑了各种屋面造型及邻近建筑对风荷载的影响，细致而严谨，这是秘鲁规范中较为缺乏的部分。

5. 雪荷载

在建筑结构设计中，雪荷载是影响结构安全的重要因素。秘鲁的雪荷载主要适用于高海拔地区，特别是安第斯山脉等常年积雪的地区；而中国的雪荷载设计范围则更广泛，从东北的常规雪区到青藏高原的特大雪区均有覆盖。中国的《建筑结构荷载规范》深入考虑了不同区域的气候特征、雪量积累和融化过程，并设置了全国不同地区的基本雪荷载值。这种全面的设计确保了不同雪荷载区域建筑物的安全性。

具体而言，中国规范为东北、华北、西北等地设置了不同的雪荷载值，例如在东北，基本雪荷载可能达到0.5 kPa，而在更南的地区则相对较低。青藏高原等极寒地区则会出现更高的雪荷载要求。相比之下，秘鲁的《E.020荷载规范》仅在少数高海拔地区如安第斯山脉设置了雪荷载要求，基本雪荷载起始值为0.40 kPa，这较中国某些地区略低。由于地理和气候条件差异，两国规范在雪荷载取值上的差别反映出各自的实际需要。

此外，中国规范不仅考量了积雪量，还包含了不同形状建筑屋顶的雪荷载调整系数，以确保在雪荷载作用下，结构各部分能够有效分散荷载。相比之下，秘鲁因降雪主要集中于高山区域，其雪荷载规范在细化程度上相对简单。总的来说，这些不同的规范要求体现了两国在建筑雪荷载设计中的区域适应性及规范适应本土自然条件的必要性。

6. 地震荷载

秘鲁作为地震多发地区，对地震荷载的设计要求极为严格。《E.020荷载规范》与抗震设计规范紧密结合，制定了一套完整的标准，以确保建筑物在地震中的安全性。秘鲁的规范要求设计人员在建筑物的初期设计阶段就考虑到地震影响，通过合理的结构设计与抗震措施，将地震对建筑物的破坏降至最低。该规范在设计中强调高烈度地震条件下的建筑抗震性能，以保障在强震中的稳定性。

中国同样高度重视地震荷载，但处理方式略有不同。尽管《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012对地震荷载有详细规定，但主要的抗震计算和设计要求更多体现在专门的《建筑抗震设计规范》（GB 50011）中。中国的抗震设计以全国地震区划图为基础，根据各地的地震活动频率和历史记录设置了不同的设计烈度和地震加速度要求。对于地震多发地区，例如西南和东南沿海，中国规范在抗震设计上会增加加速度和构造措施要求，以确保建筑物的安全。

两国在抗震设计的核心目标上保持一致，即确保建筑在地震作用下的结构稳定性。但在具体设计方法上，秘鲁的规范偏重于在烈度较高的地震环境下提高建筑物的抗震能力，而中国的规范则根据地区差异进行分级设定，从地震烈度和加速度两个角度实施要求。两者规范的差异反映了各自地震频发程度、区域风险差异等多方面因素。

7. 荷载组合

秘鲁的《E.020荷载规范》在荷载组合方面提供了多种组合方式，例如恒荷载与活荷载、恒荷载与风荷载的组合，以满足不同使用情况的需求。而中国的《建筑结构荷载规范》对荷载组合的计算方法进行了更为详细的规定，特别是在极端气候条件下（如台风、地震等），明确了各类荷载的具体组合方式，确保结构在极端环境中仍具备良好的稳定性。

在荷载组合系数的设定上，两国也有所不同。秘鲁规范中的组合系数通常比中国低，恒活荷载组合系数均为1地震荷载的组合值系数为0.7，这与秘鲁的地震荷载设计占据主导地位有关，秘鲁规范更侧重于地震作用对建筑的影响。而中国则在风荷载和雪荷载的组合上有更严格的要求，以应对全国各地不同气候条件带来的影响。中国的规范不仅考虑到常规的地震荷载，还对台风区和大雪区的结构荷载组合进行了详细设定，使建筑在各种自然灾害条件下都能达到安全标准。

中国规范在荷载组合上针对不同的使用情况，划分为基本组合、标准组合、偶然组合、频遇组合和准永久组合，各组合方式适用于不同工况的计算。例如，基本组合用于结构承载能力的最不利情况，偶然组合则考虑突发性荷载对结构的影响。这种分类确保了结构设计在不同条件下的精确性和安全性。

相比之下，秘鲁规范仅采用一种荷载组合方式，不论计算条件均统一使用该组合系数。这种简化的处理方式适应了秘鲁规范的设计需求，但在复杂工况下可能略显不足，与中国规范相比，缺少针对不同荷载条件的精细化区分。

8. 设计方法与计算流程

秘鲁和中国在荷载设计的计算流程上有许多相似之处，均以荷载的分类、组合和计算为基础，最终确定结构的设计荷载。然而，中国的建筑设计标准体系相对更为复杂，设计师需同时参考多项标准，如《建筑结构荷载规范》《建筑抗震设计规范》等，以确保计算的全面性和精确性。相比之下，秘鲁的规范更集中于荷载和抗震设计，流程上更为简洁明了。

在风荷载计算方面，秘鲁采用了相对简单的风速折减系数，适用于该国的多种建筑类型；这种简化使得风荷载计算更易操作。中国的规范则要求在计算风荷载时考虑建筑物的高度、形状和地理位置等多个因素，这些细节因素的引入使得计算过程更加复杂，但也能更准确地反映建筑物在风荷载下的实际受力情况。这种差异体现了两国在规范编制上的不同重点：秘鲁着重于基本设计便捷性，而中国则更加追求不同环境条件下的设计精细化。

9. 结构稳定性要求

秘鲁和中国在结构稳定性方面的基本要求相似，都以确保建筑在各类荷载作用下的安全为目标。然而在具体设计重点上，秘鲁更加关注地震带来的倾覆和滑动风险，其规范集中于抵御高烈度地震的稳定性设计，以保障建筑在地震频发区域的安全性。中国则在风荷载和雪荷载的作用下有更严格的稳定性要求，特别是在风荷载频繁的沿海地区和积雪较多的北方地区，中国规范会详细规定各类结构应对不同荷载的防护措施。两国规范的这种差异反映了各自自然灾害的主要特点和工程设计的核心考量。

10. 施工期间的荷载规定

秘鲁的规范对施工期间的荷载规定较为简洁，主要要求在施工前评估荷载是否超出设计标准。这种方法虽然能够保证基本的安全性，但在具体实施中可能缺乏细致的指导。相比之下，中国的规范对施工期间的荷载要求更为严格，尤其是在高层建筑和复杂结构的施工过程中，必须提供详细的施工荷载评估报告。这些评估报告不仅涵盖了不同施工阶段的荷载计算，还要求对材料、设备和施工人员的分布进行全面分析，以确保在施工过程中建筑结构的稳定性和安全性。这样的差异反映了两国在工程管理和施工安全方面的不同侧重点：秘鲁侧重于基本的荷载评估，而中国则强调全面细致的风险管理。

11. 未来趋势与规范修订

随着气候变化和建筑技术的不断进步，秘鲁和中国的荷载规范也在积极进行修订和更新。秘鲁的修订方向主要集中在提升地震设计的安全性和风荷载设计的科学性，以更好地应对频繁的地震和风力影响，确保建筑在极端天气和自然灾害下的稳定性。

与此同时，中国的规范更新则更多地关注新型建筑材料和绿色建筑的发展，逐渐将可持续发展理念融入荷载设计中。这包括对新材料性能的研究和应用，优化建筑设计以减少能耗，提高结构的环保性。这样的变化不仅反映了对安全性的重视，也体现了对生态环境的关怀，推动了建筑行业向可持续和智能化方向发展。两国的规范修订方向虽有所不同，但均旨在提高建筑安全性、适应性和环境友好性，以应对未来日益严峻的气候挑战。

结论

通过对比秘鲁的《E.020荷载规范》和中国的《建筑结构荷载规范》，可以发现两国在建筑设计中的荷载处理上有许多相似之处，尤其是在基本荷载的定义和设计方法上。然而，由于两国的地理环境、气候条件及社会需求的差异，规范在特定荷载的处理上，如风荷载、雪荷载和地震荷载等，存在显著的区别。

例如，秘鲁的规范更加强调地震荷载的设计，以应对该国频繁的地震活动，而中国则在风荷载和雪荷载的规定上更加详尽，考虑了不同地区的气候特点。随着建筑技术的不断进步和创新，两国的荷载规范也将持续修订，以适应未来的建筑需求和环境变化。这种动态的调整不仅有助于提升建筑的安全性和稳定性，也促进了建筑行业在可持续发展和智能化方面的进步。总之，荷载规范的不断完善将为两国建筑业的健康发展提供有力支持。

参考文献：

[1]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

[2]《工程结构通用规范》（GB55001-2021）

[3] 《E.020荷载规范》