日系项目设备荷载资料：内容、提交时间与核对清单

设想这样一个场景（假设情形）：日方采购规格书的提交文件清单里写着"荷载资料（loading data，日语读音 rōdingu dēta）"，泵厂只回了一张只有重量的表。你们的土建专业说，凭这个没法开始基础设计，而日方总承包商又要求下个月冻结基础图。本文说明荷载资料是什么、应包含哪些内容、什么时候交，帮你第一次就向对方要对资料。

简单说：荷载资料是设备专业交给基础、钢支架或楼板设计人员的设计资料，说明设备会对它们施加多大的力。除了重量，它还要给出重心、支承点、各个力的方向，以及每个数值对应的运行条件。只有一张重量表往往不够：两台重量相同的设备，只要重心或支承方式不同，传到基础上的力就可能差别很大。

目录

1. 什么是荷载资料
2. 荷载资料应包含哪些内容
3. 为什么重要：谁把什么交给谁
4. 与国内做法的对照
5. 什么时候提交荷载资料
6. 荷载资料核对清单
7. 向日方供应商提问的清单
8. 本文的适用限制
9. 常见问题
10. 参考资料

什么是荷载资料

荷载资料把设备的重量、重心、外形尺寸和运行时产生的力，整理成基础设计人员能直接使用的形式。日方文件里也可能写作"機器荷重図（kiki kaju-zu，设备荷载图）"或"基礎荷重資料（kiso kaju shiryo，基础荷载资料）"。名称不统一，所以要和采购方先约定资料必须包含什么，而不是只看名称。

只要设备会把荷载传给结构，就属于对象范围：泵、储罐、压缩机、汽轮机，以及各类支架。清单里的"需要基础的设备"，也包括放在建筑楼板或钢支架上的设备。所以没有独立的混凝土基础，并不等于不需要荷载资料。设备是落在独立基础、楼板还是支架上，也会改变资料的接收人和所需条件。

具体写哪些项目，要根据设备和订货条件取舍。其中地脚螺栓的位置和预埋信息，要先把设备侧与基础侧各自负责的范围谈清楚，再核对两边是否一致，最后才能确定。

图1：在同一坐标系中表达重量、重心和支承点

仅为说明用的示意图。先确定唯一的坐标取法，让读者能从资料中读出重心位置和各荷载的作用位置。

荷载资料应包含哪些内容

设备标识与范围

首先要说清资料适用于哪台设备。在图纸上标出设备位号、型号、台数和附件范围，并写明重量是设备本体单独的，还是包含电机和公共底座在内的。

各工况下的重量

设备重量随状态变化：空载（空重）、运行、充液、试验等各不相同。不要把设备本体的数值和含介质、保温、附件的数值混在一起，每个数字都要注明它对应哪种状态。

下表以示例形式列出常见荷载工况及其包含内容。表格的作用是让"状态"和"包含的东西"成对出现，避免只写一个"重量"。

图2：每个荷载工况都要写明包含的内容

工况示例

包含的条件

需要确认的点

空载（空重）

设备本体、电机、底座、指定附件

残液和临时件如何处理

正常运行

本体加介质，以及运行中产生的作用

液位与密度；静态成分与变动成分

充液／试验

试验用液体及充装范围

与正常运行不同的重量或支承状态

检修／拆卸部件

留在原位的部件和临时放置的物件

重心的移动；临时荷载由谁承担

地震、风等

设计作用：指定对应条件和组合

由谁计算、由谁乘荷载系数

此为排版示例。设备停机后若仍有液体残留，要与空载状态分开列出。需要哪些工况，取决于设备、安装场所和设计条件。不要把不可能同时出现的各个最大值机械地叠加。

质量与力、静荷载与动荷载

"运行／停机"和"静／动"是两种不同的分类。设备自重和介质重量，即使在运行中也属于静态成分，要与启停、振动、旋转或往复运动产生的变动力分开整理。

"质量 2,500 kg"和"竖向荷载 24.5 kN"是不同的物理量，单位也不同。国内口语常把质量说成"重量 2500 kg"，但交给基础设计的资料里，要写明每个数值是质量，还是由质量换算得到的力。不要只给一张写着"重量"的纯数字表。

重心、支承点与坐标

接着要给出重心位置，以及荷载传入基础的支承点位置。仅凭外形尺寸看不出重心在哪里，"重心在设备中部"这种假设是否成立，要按实际交货的设备配置去确认。

重心高度也关系到水平力产生的倾覆力矩。日本农林水产省的电气设备安装资料就给出了基础校核示例，用到设备重量、重心高度和螺栓间距。

坐标原点要放在图上能识别的位置，例如设备中心、底座边缘上的某个定义点或基准支承点。X、Y、Z 的方向和尺寸基准面要统一，减少基础侧换算到另一个原点时出错。尺寸要能从与实物相同的基准点追溯：标出支承点之间的距离和相对基准面的高度，让外形和重心位置能在同一张图上读出来。

如果把力和力矩做成表格，要写明各分量的正方向。"设备作用于基础的力"和"基础对设备的支座反力"方向相反，必须说明表中给的是哪一个。

如果汇总荷载的位置与基础设计人员计算的位置不同，这个差异也要一并告知。同一个水平力，作用高度不同，力矩就不同，所以每个数值都要和它的作用位置放在同一份资料里。

地震、风与动荷载

对于地震、风等作用，设备厂家与土建／结构侧要商定谁来计算什么。哪些由接收方根据重量和重心去算，哪些厂家已经算好并给出，要区分开，避免同一个作用被加两次。

对旋转机械，基础设计人员除了扰力（振动力）的大小，还可能需要转速或频率和作用方向。先确认只给静荷载表是否够用；需要动态数据时，要向厂家具体提出。

例如，只写"动荷载"的数值，既可能是随时间变化的力，也可能是在静荷载上乘了放大系数。要确认该数值的定义、变化方向、需要的频率信息，以及它用于哪一项计算。

管道荷载与允许管口荷载

作用在设备管口上的管道荷载，是另一项要单独确认的内容。德国 KSB 公司的泵选型资料既考虑泵和内部液体的重量，也考虑管道及其内部液体的重量，并说明热膨胀和压力产生的力要根据管道支承条件一并考虑。

设备管口的"允许荷载"，是指设备管口可以承受的力的范围。不要把它直接当成设备持续传给基础的荷载，而要把实际作用的管道荷载与承担它的支承逐一对照。

视设备而定，允许位移和安装精度也可能是基础设计人员需要的条件。参考膨胀节与金属软管的区别，把随热膨胀移动的部分和固定点区分开，并明确被约束处产生的力由谁承担。

算例：为什么只有总重量不够

为了理解支座反力的含义，先看一个只有两个支承点的简单模型。设备空载质量 1,500 kg，内有介质 1,000 kg，运行时总质量为 2,500 kg。为便于说明，重力加速度取 9.8 m/s²。

下图中，支承点 A、B 相距 2.0 m，重心距 A 为 0.8 m。重心偏向 A 侧，所以两个支承点的反力并不相等。

图3：同样是 24.5 kN，重心偏离中心时反力并不相等

这是只承受竖向荷载的两点支承模型。仅凭此图，无法确定实际四腿设备每条腿或地脚螺栓的受力。

对 A 点取矩，先求出 B 的反力，其余竖向力由 A 承担。

如果把 A、B 平均按各 12.25 kN 处理，就会得到与实际不符的数值。只有总重量，设计人员无从知道每个支承点要承担多少，这正是必须提供重心和支承点位置的原因。

实际的橇装设备还涉及支承点数量、刚度、固定方式、水平力和力矩等因素。两点支承的例子只是帮助理解各项信息的含义，不是用来确定地脚螺栓数量或基础尺寸的公式。

为什么重要：谁把什么交给谁

荷载资料连接的是选设备的人和设计支承结构的人。即使设备的能力和接口已经确定，不知道支承处的荷载，基础或支架的设计条件就不完整。

日本有些项目把工艺设备工程和建筑／土木工程分开发包，称为"分离发包（分離発注，bunri hatchu）"。这时必须把设备厂家的设计条件交给建筑侧。常见的一种做法是：工艺（设备）侧负责统筹设备选型和布置，土建／结构侧按收到的条件设计结构。

图4：从设备图和荷载表到基础设计条件

分离发包时的交接示例。不要只做资料转发，还要核对资料与实际交货的设备和布置是否一致。

对厂家的要求，要写进采购规格书（購買仕様書，kobai shiyosho）。除了文件名，还要写明所需的荷载工况、格式、提交日期和修订通知方式，这样可以减少后面的理解偏差。

工艺侧要把厂家文件上的设备位号，与布置图以及管道、附件条件逐项核对。拿到同系列产品的参考图时，也要确认实际交货的型号、电机和底座是否已体现在资料中。

交给土建／结构侧时，每个荷载都要与它的支承位置和标高对应。安装楼层或基础位置一变，同样的重量对结构的条件也会变，所以要把布置和荷载作为一组来管理。

地脚螺栓孔位置、设备侧的底座尺寸和基础侧的锚固条件，三者必须一致。预埋地脚螺栓与后锚固（后置锚栓）的区别也有影响，但不能只凭设备图上的孔径，就判断锚固长度或基础是否合适。

设备固定在钢支架而不是混凝土基础上时，需要的是连接节点方面的信息。采用的固定方式（例如攻丝板，tapped plate）要与承力构件和节点的条件相对应。

允许位移、振动等设备侧条件，告诉结构侧结构必须达到什么性能。反过来，如果支承条件或基础刚度与设备设计时的假定不同，设备侧的评估可能要重做。

还要写明交出去的数值，是未放大的实际荷载，还是已经含有裕量或荷载系数的设计值。口头说一句"我们已经往大里取了"，并不能防止接收方在此基础上再乘一遍系数。

特别是在报价阶段，部分设备和附件尚未确定，设计可能先按概略值进行。这时要记录预留的裕量、适用范围和确定数值的期限，留下先行设计所依据的凭据。

把不包含的项目也列出来，有助于避免设备侧和基础侧之间漏算荷载。现场新增的管道、保温、检修平台和电缆设施，要事先决定是计入设备资料，还是另行汇总。

荷载取得越大，并不一定就越安全。校核上拔和倾覆时，较轻的状态反而可能更不利。要同时给出最大值和最小值，以及各工况成立的条件。

编制资料、确认收到、批准用于设计，是三件不同的事。结合日方对承认图（承認図，shonin-zu）返回的处理方式，管理好谁确认了哪些条件、还有哪些事项未决。

除了把格式做齐，还应附上读者能自行核对的依据。外形图、基础图、荷载表的图号和版次要对应一致，并说明哪些资料互相配套。

多台设备放在同一个支架上时，不能只看各台的最大值，还要整理哪些运行状态会同时出现。正常运行、备用机切换、试验和检修等需要的组合，由各方商定，再纳入整个支架的设计条件。

与国内做法的对照

国内设计院里，设备（工艺）专业向土建、结构专业提供设计条件，通常叫"提资"，提资单上的设备重量、重心、支承位置、地脚螺栓布置，基本对应日方说的荷载资料。所以和日方沟通时，可以把对方要的"荷载资料"理解为这类资料，再对照上文的清单补齐。

在中国境内的项目，地震作用、风荷载、荷载分项系数与组合，一般由结构专业按项目适用的国家标准和设计基础确定，例如 GB 50009《建筑结构荷载规范》、GB 50011《建筑抗震设计规范》。压缩机、汽轮机等动力机器的基础，通常还要参照 GB 50040《动力机器基础设计标准》，这时需要厂家提供转速、扰力、转子质量等动态数据。以上标准的具体版本和适用条款，要以项目的设计基础文件为准。

日方资料如果已经包含地震力或荷载系数，要先问清是按哪国、哪个标准算的，再决定是否直接采用。不要在没有说明的情况下，把日本标准算出的数值直接当作国内设计的输入。

什么时候提交荷载资料

基本原则是：在把条件输入基础或建筑结构设计之前提交。如果设备到货前才拿到最终资料，而基础施工或建筑设计已经在进行，任何变更的影响都会大得多。

工厂建设可以看成这样一个顺序：基本规划、机械设计、建筑与基础设计、基础施工、建筑施工、设备安装、管道与电气施工。实际中各项设计是并行的，不可能等设备所有细节确定后才提交资料。

图5：让初步资料、最终资料和变更通知与项目节点对应

应从接收方的设计和施工节点往回倒推，而不是套用固定天数。即使施工开始后，变更也不能放着不管，要把影响和处理办法告知所有相关方。

基本规划阶段。候选设备的概略尺寸和重量，可用于布置和楼面荷载的研究。即使这还不是正式的荷载资料，也要在图纸或清单上注明是暂定值，并列出不含的范围。

报价阶段。通过报价规格书（見積仕様書，mitsumori shiyosho）统一条件。要找出订货后可能使荷载发生变化的项目，以及需要提前与接收方协调的范围。

订货阶段。把采购规格书里的提交期限与工期挂钩。不要只写"订货后提交"，而要和相关方商定一个能赶上基础图定稿和锚固施工策划的日期。

厂家最终资料。收到厂家的正式设备图和荷载条件后，与先前的资料对比。核对重量、重心、支承点、外形和附件有没有变化，有差异就把差异交给基础侧。

最终供货范围。对照交货规格书（納入仕様書，nonyu shiyosho）管理最终供货范围。如果只有荷载表是最新的，而基础设计人员使用的外形图或布置图还是旧版次，条件仍然会互相矛盾。

处理变更与问询

变更通知不仅要写"什么变了"，还要写"影响到哪里"。质量增加，影响的是支承处的荷载；重心移动，影响的是反力和倾覆校核；孔位变化，则要核对与地脚螺栓是否匹配。每项变更都要整理成接收方能够跟踪的形式。

只替换图纸，变更不一定能传到负责施工的人手里。要确认谁收到了、哪些图纸要更新、目前的施工进度如何，还要检查对已订购的地脚螺栓或已加工的构件有没有影响。

接收方发来问询时，回答要说明荷载表中哪个数值在什么条件下复核。不要只口头答复了事，要把答复反映到必要的修订中，使答复和图纸一致。

如果基础施工完成后才发现变更，不能只把数字改回原来的值、把文件整理好就算完。要给出设备的实际条件和已施工的状态，与接收方的设计人员一起决定需要做哪些复核或处理。

最终移交的资料，要保证任何人都能追溯已确认的条件和修订历史。将来设备更换或扩建，需要评估既有设备时，能查到当初的重量、支承点和运行条件会很有帮助。

荷载资料核对清单

收到日方供应商的荷载资料，或把资料转给基础设计人员之前，可以用这份清单。按顺序检查，大部分基本遗漏都能发现。

• 位号和数量：设备位号、型号、台数与布置图和订单一致
• 范围：各重量是否包含电机、底座和附件
• 各工况重量：空载、运行、充液／试验、检修的数值，并分别标注
• 质量还是力：每个数值都写明是 kg 还是 kN
• 重心：给出 X、Y、Z 三个方向的位置，包括高度
• 支承点：各支承点的位置，以及每点的荷载或反力
• 坐标和单位：原点、轴方向、符号约定、基准面
• 实际值与允许值：实际荷载与管口允许荷载等允许值分开
• 动态数据："动荷载"的定义；需要时给出转速／频率和方向
• 地震与风：由谁计算，所给数值是否已包含
• 系数和裕量：数值是未放大的，还是已含裕量或荷载系数
• 最小工况：能否提供用于上拔和倾覆校核的最轻状态
• 未决事项：暂定值、不含项目，以及确定日期
• 相关图纸：外形图、基础图、地脚螺栓图的图号和版次

向日方供应商提问的清单

下面九个问题可以直接放进询问函或技术澄清会的议程。对日沟通时，建议中文、日文或英文对照书写，避免"重量""承认"等词的理解偏差。

1. 这张表里的重量对应哪些状态（空载、运行、试验、检修），各自包含什么？
2. 这些数值是质量（kg）还是力（kN）？是实际荷载，还是已含系数或裕量的设计值？
3. 重心在哪里（包括高度），从哪个原点和基准面量起？
4. 各支承点的荷载是多少，符号约定是什么？
5. "动荷载"的数值是随时间变化的力，还是在静荷载上加了放大系数？对应的转速或频率是多少？
6. 这些数值是否已包含地震或风荷载，还是由我方结构团队计算？
7. 所给的管口荷载是实际管道荷载，还是允许值？
8. 哪些项目仍是暂定值，最终数值什么时候发布？
9. 这张荷载表对应的外形图和地脚螺栓图是哪个版次？

询问邮件范例

方括号部分请按你的项目修改。这是虚构的范例格式，可以按需要请翻译或附上日文或英文。

主题：关于【位号】荷载资料——基础设计所需信息

感谢贵司提供【位号】的重量表。为了开始基础设计，我方结构团队还需要以下信息：

1. 各工况（空载、运行、试验、检修）的重量，及各自包含的内容
2. X、Y、Z 三个方向的重心位置，以及原点和坐标轴方向
3. 各支承点的荷载，及符号约定
4. 数值是否为未放大的值，是否已包含地震或风荷载
5. 旋转设备的动态数据（转速、大小、方向），如适用
6. 暂定值清单，以及最终数值的发布日期

我方基础图计划于【日期】定稿，希望贵司能在【日期】前提供资料。另请告知该资料所依据的外形图版次。

本文的适用限制

荷载资料必须包含什么、叫什么名称、由谁编制，因公司、行业、合同和项目而异。需要哪些荷载工况，取决于设备、安装场所和设计条件；地震和风荷载应采用哪个标准，则取决于项目所在国家和设计基础。上文的两点支承计算只是示例。基础、支架和地脚螺栓的设计与校核，必须由负责的结构工程师按项目设计基础完成。

常见问题

只知道设备重量，能编制荷载资料吗？

不能。除了重量，还要提供接收方需要的内容：每个数值对应的状态、重心、支承点和力的方向。同样重量的设备，反力和倾覆条件可能不同，所以只有重量表，不算完整的荷载资料。

谁来编制荷载资料，交给谁？

常见的做法是：设备厂家提供设备条件，工艺侧结合布置图核对后，转交土建／结构侧。具体由谁统筹、谁计算或确认，要按合同和设计分工来定。

停机时的重量就是静荷载吗？

不是。运行或停机说的是设备的状态，静或动说的是力的性质。运行中的自重和介质重量，要与启停、振动等产生的变动力分开列出。

报价阶段把荷载取大一些，就安全吗？

不一定。在暂定值里写明裕量是有用的，但把所有数值都放大，并不会让设计变安全：有些校核由较轻的状态控制，系数也可能被重复使用。要把荷载工况和每个数值的性质一并告知对方。

设备变更后重量不变，还要重新提交吗？

只要变更影响基础，就要重新提交。重心、支承点、外形、地脚螺栓位置或动态作用有变化，即使重量相同也会影响基础。要对比变更点，把凡是影响基础侧的条件都更新后再通知对方。

参考资料

• 传给基础的力和扭矩、振动：KSB，"Pump Foundation"（英文）
• 设备与管道的重量、热和压力产生的力：KSB，"Planning Information for Tubular Casing Pumps"（英文）
• 管道荷载与设备允许荷载：KSB GIW，"Is Your Piping Stressing Your Pump?"（英文）
• 与建筑工程的协调，以及利用重心的基础校核示例：日本农林水产省，"機器の据付及び配線"（日文）