建筑结构设计中荷载值的确定研究.pdf

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1、建筑结构设计中荷载值的确定研究魏晓锋姚孟河南省交通规划设计研究院股份有限公司河南中医学院摘要：建筑结构设计中荷载值的确定，对建筑结构的质量有着直接的影响，文章对建筑结构荷我的定义和分类进行了总结，对建筑结构荷载的主要作用与模型及荷载取值进行了重点分析，以便更好的提高建筑结构的质量。关键词：建筑结构，设计，荷载值1建筑结构荷载概述1．1建筑结构荷载定义建筑施工及后期使用中，其结构会受到各种力的作用，这种作用力即为结构荷载。荷载的存在使结构在内力的作用下，会出现一定形变现象，这种形变也是荷载的一部分，比如钢

2、筋焊接点形变、地基形变、温度变化、混凝土构造物形变以及各类自然灾害等。建筑结构的设计人员需要对可能产生实际影响的作用力实施测算，将其中存在较大影响力的作为设计取值依据。在确认最后的荷载值以后，根据荷载带来的实际影响程度对结构内力与形变进行计算，然后再开展相应的设计工作。由此可见，荷载取值至关重要，是确保结构安全的关键环节。1_2建筑结构荷载分类实践标明，建筑结构荷载并非一成不变，会随着建筑的不断使用与外界环境的改变而出现变化，为了便于研究，人们通常将荷载分为多种类型。首先，按时间变化可以将荷载分成三种类

3、型，分别为变化荷载、永久荷载与偶然荷载，具体内容为：(1)变化荷载。建筑结构设计时，随时间流逝荷载不断发生变化，而且实际的变化程度也很大，设计过程中必须予以充分的考虑，常见的变化荷载有雨雪荷载、大风荷载等。(2)永久荷载。主要指设计过程中结构荷载并未出现变化，即使是在某种情况中产生轻微变化，也不会对建筑的正常使用造成影响，可以忽略不计，常见的永久荷载有构件自重等。(3)偶然荷载。设计过程中，荷载值出现变化，发生的时间具有一定不确定性，而且荷载的实际存在时间也较短，但其带来的影响往往较为严重，最为典型的偶

4、然荷载就是自然灾害，比如地震、台风等。其次，按荷载影响可将其分为两种类型，分别为静态荷载与动态荷载，具体内容为：①静态荷载。此类荷载一旦出现将会产生相对较小的加速度，可对某部分构件造成轻微的影响，在设计时如没有特殊要求可直接忽略，常见的静态荷载有结构自重等。②动态荷载。此类荷载一旦出现将会产生相对较大的加速度，可对某部分构件造成严重的影响，在设计时必须充分考虑，并采取有效措施降低这一荷载，并设置必要的防护，常见的动态荷载有地震、台风等。2建筑结构荷载的主要作用与模型2．1建筑结构荷载的主要作用按照基本的

5、作用形式，可将建筑结构荷载作用分成两类，即直接作用与间接作用，无论哪一种作用类型，其造成的影响最终结果几乎一致，也就是会使建筑出现内力、形变或位移等情况。基于此，荷载的主要作用可被定义为可使结构或构件发生变化的外因。在开展建筑结构设计工作时，作用与荷载的概念掌握还较为笼统，也不能对具体的成因与影响实施准确的计算。出现这种现场的主要原因在于不会对整体结构造成过大的影响。在当前建筑建设领域中，通常会将荷载看成直接作用，而对作用加以区分，形成直接与间接两种形式。建筑设计及施工中，为追求方便，一般会把所有类型的

6、作用都称之为荷载。2．2建筑结构荷栽模型从建筑结构的角度讲，荷载模型主要有两种，分别为基于随机变量的计算模型与基于随机过程的计算模型。如果荷载不再随时间发生变化，那么荷载数值会保持不变，在计算此时荷载值时，一般会使用随机变量对数据进行分析处理；相反，如果荷载始终随时间发生变化，那么荷载值也会出现相应的变化，即使处在相同的时间段中，由于所在空间的不同，荷载值也会有所不同，在计算此时荷载值时，需要使用随机过程对数据进行分析处理。永久变化荷载与可变荷载的计算模型明确后，根据工程实际情况，需要对荷载实施等效处理

7、，处理时要确保荷载与变化向协调，不能出现结构或构件变化程度与荷载不一致的情况，等效处理的主要分析内容有：顶梁弯曲与剪力、梁柱内外力等。在不同的实际条件下，荷载分布基本相同，但不排除局部差异。然而，若是按照不同情况分布荷载，然后进行计算、分析处理，这样的方式较为复杂，任务量大大增加。研究表明，使用方差分析荷载所获得结果会与使用常规方法分析存在极大的差异。分析永久荷载时，对应的模型由三部分构成，即荷载均值、随机变量与荷载变化。3建筑结构设计荷载取值3．1极值统计法荷载取值建筑结构设计中的荷载取值需要使用概率

8、统计法。设计过程中，需先创建一个概率模型，在进行统计分析时，应注重统计参数的确定，这是因为这一参数是荷载取值的关键，它会随着荷载变化出现改变。通过对荷载的分类可知，除永久荷载外的所有荷载均具有可变动性，因此，从理论分析的角度讲，需要使用随机过程模型，为进一步方便统计与调查，通常会采取极值统计法等进行统计和分析，取值过程中，应考虑各个房间中的家具重量。以建筑总面积为依据，算出单位面积条件下的家具、人员以及各类物品的重量，并结合临时性等要求来组