摘要:本文針對結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計常出現(xiàn)的問題原因進(jìn)行了分析,提出了解決措施,并通過算例演示了荷載設(shè)計問題,以便能更好的指導(dǎo)設(shè)計。
關(guān)鍵詞:荷載設(shè)計;原因分析;解決措施;算例
1引言
荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的最基本資料,荷載取值的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性和計算與結(jié)構(gòu)實際情況的吻合程度。
靜荷載的取值,主要取決于構(gòu)件尺寸、建筑做法和設(shè)備資料,一般沒有太多的出入,關(guān)鍵在于活荷載的取值與組合上。本文以下分析了常見問題及解決措施。
2原因分析及解決措施
1原因分析
荷載的四種代表值:標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值。其中荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值,而其他代表值都可在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)得到。荷載可根據(jù)不同的設(shè)計要求,規(guī)定不同的設(shè)計要求,以便能更確切地反映它在設(shè)計中的特點(diǎn)。由于荷載本身的隨機(jī)性,因而在試用期間的最大荷載也是個隨機(jī)變量,原則上可用統(tǒng)計分布來描述。[1]中規(guī)定,荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某個分位值來確定,設(shè)計基準(zhǔn)期統(tǒng)一規(guī)定為50年。但并非所有荷載都能取得充分資料,因而,應(yīng)從實際出發(fā),根據(jù)已有的工程經(jīng)驗通過判斷協(xié)議一個公稱值作為代表值。
[1]中將荷載分成兩類:永久荷載、可變荷載,分項系數(shù)為 ,這兩個分項系數(shù)是在荷載標(biāo)準(zhǔn)值已知的情況下,按極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式設(shè)計各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)[2],與規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)之間,在總體上誤差最小為原則,經(jīng)優(yōu)選得到?紤]到有局限性,因此從經(jīng)濟(jì)上考慮當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)露面活荷載取 。
對所考慮的極限狀態(tài),在確定其荷載效應(yīng)時,應(yīng)對所有可能同時出現(xiàn)的各荷載作用加以組合,求出總效應(yīng)?紤]到荷載同時出現(xiàn)的幾率很小,因此應(yīng)從所有可能組合中取最不利的一組作為該極限狀態(tài)的設(shè)計依據(jù)。
樓面活荷載按其隨時間變異的特點(diǎn),可分為持久性和臨時性兩種。持久性的一般不會發(fā)生變化,而臨時性的會經(jīng)常變化。
作用在樓面的活荷載不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時布滿在所有的樓面上,因此在設(shè)計梁、墻、柱和基礎(chǔ)時要考慮實際荷載沿樓面分布的變異即考慮折減系數(shù),通常應(yīng)通過從屬面積確定折減系數(shù)。
設(shè)計屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預(yù)制小梁時,應(yīng)驗算最不利位置上由人和工具自重形成的集中荷載。
由于屋面超重、超載很容易發(fā)生質(zhì)量事故,為了提高屋面可靠度,應(yīng)將屋面活荷載適當(dāng)提高。
由于結(jié)構(gòu)的風(fēng)振計算中往往由第一振型起主要作用,即可采用風(fēng)振系數(shù) 綜合考慮結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力響應(yīng),包括風(fēng)速隨時間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。對于圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于剛性大,可不考慮其共振分量,近似考慮脈動風(fēng)瞬間的增大因素,通過陣風(fēng)系數(shù) 計算風(fēng)荷載。
[1]中規(guī)定的基本雪壓是根據(jù)全國氣象臺站歷年來的最大風(fēng)速記錄,根據(jù)風(fēng)杯式自記風(fēng)速儀記錄的10min平均年最大風(fēng)速數(shù)據(jù)。
○2解決措施
[1]中基本組合荷載分項系數(shù)的規(guī)定,對永久荷載的分項系數(shù):當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時由永久荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.35,由可變荷載控制的組合取1.2;當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時一般情況取1.0,對結(jié)構(gòu)的滑移、傾覆或漂浮驗算取0.9。對可變荷載的分項系數(shù):一般取1.4,對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.3。