建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定問題探析

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1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定問題探析郭志偉北京中外建建筑設(shè)計有限公司摘要：在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了獲取最理想的建筑結(jié)構(gòu)，需要對建筑結(jié)構(gòu)的荷載值進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，于是本文分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值確定問題。關(guān)鍵詞：建筑T程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;荷載值;確定;收稿日期：2017-9-12Received：2017-9-12前目現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，隨著各種新型建筑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，建筑物各自的荷載值存在較大差異，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要注意荷載組合值的計算。1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值確定概述1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載的概念建筑物在施工和使用過程當(dāng)中可能會受到建筑結(jié)構(gòu)的變形和建筑結(jié)構(gòu)

2、的內(nèi)部不同作用而產(chǎn)生一定的受力的變化。所以，在進(jìn)行建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要合理計算建筑物的荷載值，然后根據(jù)建筑物的使用條件來實施建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計。實施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該全面根據(jù)建筑的使用功能來實施設(shè)計。在計算建筑受力大小的時候，要把建筑物所受荷載的大小進(jìn)行嚴(yán)格計算，確定建筑物的結(jié)構(gòu)承載力和抗力大小，明確建筑物的荷載大小及結(jié)構(gòu)抗力的不同數(shù)值，然后再實施相應(yīng)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計，倘若建筑物的具體建造結(jié)構(gòu)所受的外力大于設(shè)計的承載能力要求，就會造成建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部發(fā)生過大變形（撓度或者裂縫超過允許值）其至是坍塌等問題。1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載值確定意義研宄表明，

3、建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值是指，設(shè)計完成后施工過程結(jié)構(gòu)所需承受的外界環(huán)境作用力。此作用力狀態(tài)下，會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部對建筑工程造成較微變形影響。這里的變形是指，鋼筋施工過程變形以及地基變形。為此，設(shè)計人員需在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，經(jīng)過細(xì)致的分析和計算，來提高建筑物結(jié)構(gòu)荷載值確定的效果與適用性。這是提高建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用安全穩(wěn)定效果的重要課題,研究人員應(yīng)將其充分重視起來，以作用于實踐。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載的分類2.1按作用時間長短區(qū)分（1）建筑物的偶然荷載，其是指建筑物在遭受荷載的一瞬間，荷載存在的一些較大的變化，例如爆炸力和沖擊波包括汽車撩擊等。（2

4、）建筑物遭受的永久荷載，其指的主要是建筑物所承載的自重，可以近似的認(rèn)為地基土的側(cè)向壓力是永久荷載，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的預(yù)拉以及預(yù)壓力也能夠類似，這些荷載是不會跟隨時間的變化而帶來大的變化的，其遭受的荷載壓力變化的平均值不會出現(xiàn)大變化。（3）建筑承載的可變荷載，其是指建筑物的使用期間，荷載值會跟隨時間的變化而發(fā)生一定的變化，例如在商業(yè)建筑中，商場、超市跟隨人流活動荷載包括建筑物屋面的積灰及積雪荷載。這些荷載因素都將隨時間的變化出現(xiàn)較大的變化。2.2按建筑動力特點區(qū)分分析建筑物的荷載，其建筑結(jié)構(gòu)動力總的來說分為兩大部分：（1）建筑物承受的靜態(tài)荷載，這種靜

5、態(tài)荷載作用所遭受的作用力隨時間的變化能夠忽略不計，重點是指建筑物結(jié)構(gòu)承受自身的重量，包括建筑物上墻體以及樓地面的面層，這些重量隨時間的變化基木沒有變化。（2）建筑物的動態(tài)荷載，這種動態(tài)荷載一般隨時間的變化不能夠忽略不計，例如教室、商場、客廳、走廊等根據(jù)人們聚集或者散開而遭受不同大小的重量;還例如廠房屮的吊車移動對于結(jié)構(gòu)造成的水平和豎向作用力，風(fēng)力對建筑物造成橫向的位移，通常高層建筑會遭受來自高空的風(fēng)力瞬時加速度，其產(chǎn)生的荷載影響要比遭受的其他因素大很多。3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載模型構(gòu)建據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，建筑結(jié)構(gòu)荷載模型有兩種，即基于隨機(jī)變景的荷載模型

6、以及隨機(jī)過程的荷載模型。此設(shè)計過程，如果荷載不隨著時間的變化，荷載數(shù)值就會保持不變，因此，在設(shè)置荷載值時，需采用隨機(jī)變量方式，來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分析處理。但如果荷載始終隨著時間發(fā)生變化，那么在荷載值變化的情況下，需采用隨機(jī)過程方法，來進(jìn)行何在模型構(gòu)建處理。具體來說，在明確永久荷載與變化荷載類型后，設(shè)計人員要根據(jù)工程建設(shè)的實際情況，對荷載的實施進(jìn)行等效處理。此過程，設(shè)計人員要保證荷載與變化間的協(xié)調(diào)效果，即不能使構(gòu)件或是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)與荷載變化不一致的現(xiàn)象。這里的等效處理對象有:梁柱內(nèi)外力、頂梁彎曲與剪力等。此外，在不同條件下去，荷載的分布要基木相同，如存

7、在局部差異問題，設(shè)計人員要根據(jù)實際情況，來進(jìn)行計算與分析處理?；诖嗽O(shè)計過程的復(fù)雜性，設(shè)計人員可利用方差手段，來使荷載結(jié)果區(qū)分于常規(guī)方法的使用。對于永久荷載的模型構(gòu)建，設(shè)計人員要將荷載均值、荷載變化以及隨機(jī)變量，作為優(yōu)化控制的方法策略。4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值確定問題4.1非地震狀態(tài)荷載取值針對建筑物的荷載值的計算要能夠考慮到兩方面的因素，第一要對建筑承受的作用實施基本效應(yīng)以及偶然效應(yīng)的分析，在計算建筑結(jié)構(gòu)的荷載值時，通常都是思考建筑結(jié)構(gòu)的基本效應(yīng)。因此在實施逑筑結(jié)構(gòu)荷載值的計算吋，在思考基本效應(yīng)的前提下也應(yīng)該重視荷載的偶然效用。計算結(jié)構(gòu)荷載基本

8、效應(yīng)值需要利用可變性以及永久性荷載效應(yīng)控制，從而獲得兩個組合中的值，并且在實施取值時，應(yīng)該選擇所取值的范圍當(dāng)中最不利的數(shù)值。由于兩者按照荷載規(guī)范，在這