🏢 BS 06399(标准号 BS 6399) 是英国标准协会(BSI)B/525 技术委员会(建筑与土木结构)下属分委员会 B/525/1(作用/荷载与设计基础)制定的建筑荷载系列标准,其前身为 CP 3:Chapter V(1952 年首次以 CP 3 系列发布,1944 年以 CP 4 首次发布)。BS 6399 分为三个分部:第 1 部分规定恒载(dead loads)与使用荷载(imposed loads),第 2 部分规定风荷载(wind loads),第 3 部分规定屋面使用荷载(imposed roof loads)与雪荷载(snow loads)。该系列为英国建筑结构设计提供荷载取值与计算方法,被结构工程师广泛引用。本次涉及的版本为 BS 6399-1:1996(含修订1)、BS 6399-2:1997(含修订1与勘误1)与 BS 6399-3:1988(含修订1、2、3)。
💡 建筑结构设计的第一步是确定”作用”:恒载来自结构与固定设施自重,使用荷载来自人员、家具与设备,风荷载与雪荷载则取决于场地与气候。BS 6399 为这三类荷载提供系统的取值与计算方法。
一、系列构成与标准定位 📌
| 分部 | 版本 | 中文主题 | 内容要点 |
| BS 6399-1 | 1996(含修订1) | 建筑荷载——恒载与使用荷载规范 | 恒载、楼面/天花板使用荷载、屋面荷载、护栏与车辆屏障 |
| BS 6399-2 | 1997(含修订1、勘误1) | 建筑荷载——风荷载规范 | 标准法、方向法、风压系数、风洞试验 |
| BS 6399-3 | 1988(含修订1、2、3) | 建筑荷载——屋面使用荷载规范 | 最小屋面荷载、雪荷载、雪荷载分布系数、雪滑落 |
BS 6399-1:1996 取代 1984 年版,主要变化是把楼面使用荷载按”活动/使用类型”而非按 1984 版的”使用类别”给出,并明确了移动隔断的重量归入使用荷载、楼面荷载随层数与面积折减等规定;第 9 条(动态荷载)被删除并作为资料性附录 A 给出。BS 6399-2:1997 给出了标准法与方向法两种风荷载计算方法。BS 6399-3:1988 从原 BS 6399-1 中独立出来,专门规定屋面使用荷载与雪荷载。
⚠️ BS 6399-1:1996 第 1 条把指南限定在适用范围内的建筑与结构类型,体育场看台与指定场馆的荷载信息被移除,应参考相应认证机构的要求。设计时务必确认建筑类型在标准适用范围内。
二、Part 1:恒载与使用荷载 🔧
BS 6399-1 规定了恒载与使用荷载的取值方法,主要内容包括:
- 恒载:按结构与固定设施的实际自重计算。
- 楼面与天花板使用荷载:按使用类型给出最小使用荷载(表 1),覆盖住宅、办公、商业、工业等类型。
- 使用荷载折减:给出总使用荷载随楼层数与支承面积增加的折减(表 2、表 3)。
- 屋面使用荷载:规定屋面维护与检修的使用荷载。
- 起重机吊车梁:规定吊车荷载取值。
- 护栏、屏障与栏杆:给出最小水平使用荷载(表 4)。
- 车辆屏障:规定停车场车辆屏障的荷载要求。
- 关键/保护构件上的意外荷载:规定作用于关键或保护构件的意外荷载。
附录 A 给出若干特定结构类型的动态荷载条件示例。标准说明移动隔断的重量按使用荷载考虑,并给出楼面荷载折减的明确规则。
三、Part 2:风荷载 🌬️
BS 6399-2 规定了建筑风荷载的计算方法,主要内容包括:
- 一般规定:定义、符号、计算流程概述、动态分类、场地暴露与计算方法选择。
- 标准法:标准风荷载、标准风速(基本风速图)、标准风压系数(墙体、屋面、内部、构件、自由墙体、女儿墙与标志板)。
- 方向法:方向风荷载、方向风速、方向风压系数以及标准法与方向法的混合组合。
- 附录:风洞试验规定、极值风信息推导、动态增幅、概率与季节系数、地形类别与有效高度、阵风峰值系数、地形位置系数。
标准以图示给出基本风速 Vb(m/s)、地形位置系数、墙体/屋面压力系数等数据,供工程师按建筑尺寸、场地暴露与高度查取。标准法与方向法分别适用于不同精度与数据可得性的情况。
⚠️ 风荷载对高柔结构与屋盖尤为敏感:动态增幅、地形(山顶、悬崖)与尺寸效应都会显著改变风荷载。对于地形复杂或体型特殊的建筑,应按标准附录进行风洞试验或采用方向法。
四、Part 3:屋面使用荷载与雪荷载 ❄️
BS 6399-3 规定了屋面最小使用荷载与雪荷载的计算方法,主要内容包括:
- 最小屋面使用荷载:规定屋面最小使用荷载取值。
- 雪荷载:屋面雪荷载、地面雪荷载、雪荷载分布系数(shape coefficients)。
- 雪滑落:规定雪从屋面滑落的情况与相应系数。
- 附录 A:给出非 0.02 年超越概率的调整;附录 B:雪漂(drift)荷载计算;附录 C:咨询机构地址。
标准以图示给出英国基本地面雪荷载、各类屋面的雪荷载分布系数与雪漂长度(平屋面、单坡、双坡、曲面、多跨谷、屋面高差突变、毗邻高墙、相交坡屋面及局部突出与障碍物等)。标准说明均布雪荷载受一个最低限值约束,并区分雪漂等局部荷载(按例外荷载处理)。
💡 雪在屋面上会因风而重新分布:在谷口、高差突变与遮挡处形成局部高雪堆(雪漂)。这些局部雪荷载虽以降低的安全系数处理,但设计时不能忽略,否则可能造成局部破坏。
五、工程实践与应用要点 🏢
- 🔍 荷载组合:按设计状态(承载能力/正常使用)与所采用的容许应力法或分项系数法,把恒载、使用荷载、风荷载与雪荷载合理组合。
- 🔧 使用类型确认:按 BS 6399-1 表 1 确认建筑使用类型,查取对应最小使用荷载。
- 📊 风荷载计算:按建筑体型、高度与场地暴露,选用标准法或方向法计算风荷载,必要时进行风洞试验。
- 📋 雪荷载:按 BS 6399-3 查取场地地面雪荷载并计算屋面雪荷载,注意雪漂与最低限值。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问:BS 6399 与欧标 EN 1991 的关系?
答:BS 6399 是英国传统的建筑荷载标准,其后被欧洲结构规范(Eurocodes)体系(如 BS EN 1991)逐步取代;但 BS 6399 的取值方法在许多既有建筑与合同中仍被引用。
❓ 问:楼面使用荷载为什么会随层数与面积折减?
答:多层建筑中同时满布使用荷载的概率低,支承面积越大、层数越多,满布的概率越小,因此可按 BS 6399-1 表 2、表 3 折减。
❓ 问:标准法与方向法计算风荷载有何区别?
答:标准法按建筑尺寸与场地暴露用标准风压系数查取,简单直接;方向法考虑风向与建筑朝向的影响,精度更高但更复杂,可按数据可得性与精度要求选用。
❓ 问:为什么雪漂荷载要单独考虑?
答:风会使雪在屋面上重新分布,在谷口、高差突变与遮挡处形成局部高雪堆,其荷载可能显著高于均布雪荷载,应按 BS 6399-3 附录 B 计算并作为局部荷载考虑。