【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對于建筑物要求也越來越高，質(zhì)量要求使人們的最基本要求，在此基礎(chǔ)上，人們還需要建筑物造型美觀，有一定的視覺享受。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，荷載取值是設(shè)計師必須要考慮的一個因素，因為這一因素直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全使用。從某種意義上來講，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載取值直接影響到我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文主要分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載取值問題，以供大家參考。
【關(guān)鍵詞】荷載取值；結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)；荷載模型
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)正以迅猛的速度不斷發(fā)展，并在市場經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著越來越重要的地位。由于人們的生活水平不斷提高，人們對于建筑物的要求也越來越高，不僅要求其質(zhì)量達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，更需要達(dá)到美觀效果。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計師都需要對建筑荷載進(jìn)行測算取值，然后將這一類測算取值限定一個范圍，這就是荷載取值。建筑中荷載的量值會根據(jù)建筑物的地區(qū)、功能和是用期限的不同而不同。下文首先分析了建筑結(jié)構(gòu)中荷載的分類，并由此而展開詳細(xì)分析了荷載的概率模型和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載取值，以供大家參考。
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載的分類
在人們對建筑物要求越來越高的基礎(chǔ)上，設(shè)計師必須要對建筑結(jié)構(gòu)的各個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全面且綜合分析，這樣才能夠滿足人們越來越高的要求。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)中的荷載會隨著時間的變化而變化，大致可分為三種類型，即永久荷載、可變荷載以及偶然荷載。（1）永久荷載的取值與時間期限沒有太大的關(guān)系，它主要是隨著空間的形式而變動的，也就是說，用集合在主要是通過既變的概率模型來描述的。（2）可變荷載的變化則包括時間變化與空間形式兩個方面，所以設(shè)計師在對其進(jìn)行計算的過程中必須要采用隨機(jī)概率模式進(jìn)行計算，這樣才能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行完整的設(shè)計，并能夠有效的提高其管理水平。（3）偶然荷載。這種通常不會出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其量值就會非常大，從而對建筑結(jié)構(gòu)起到極大的限制作用。
隨著時間的變化，樓面活荷載取值也會隨之不斷變化，大致可分為兩個部分，即持久性活荷載以及臨時性活荷載。所謂持久性活荷載指的是在樓面上的某一個部位中存在著一直不變動的荷載，在非必要的情況下，這些荷載不會發(fā)生較大的變化；而臨時性活荷載也就是因為某種原因使建筑結(jié)構(gòu)短暫出現(xiàn)荷載，這種荷載的出現(xiàn)是沒有一定的規(guī)律性的。
根據(jù)空間位置的變異性我們可將可在分為固定荷載以及可變荷載。固定荷載也就是在建筑結(jié)構(gòu)的某個空間中，其荷載力分布固定且均勻；而可變荷載也就是在建筑結(jié)構(gòu)的某個空間中，其荷載力是任意分布的，沒有一定的規(guī)律性。
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的荷載反應(yīng)將其分為靜態(tài)作用以及動態(tài)作用兩大類，所謂靜態(tài)作用也就是荷載對于建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件沒有產(chǎn)生加速度的作用；而動態(tài)作用也就是荷載對于建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件產(chǎn)生了一定的加速度作用，不得不對其進(jìn)行綜合考慮。
在我國現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中已對荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行了定義。在實際工作中，設(shè)計師已經(jīng)對民用住宅、寫字樓等各種建筑物進(jìn)行了分析與調(diào)查，并且將空間形式與時間變動考慮在其中，采用了合理的概率統(tǒng)計模型。在概率統(tǒng)計模型當(dāng)中，為了使荷載力平均分布，我們將建筑物中各個房間的面積進(jìn)行平均荷載，雖然這種做法不盡合理，但是其計算結(jié)構(gòu)不會給建筑物帶來嚴(yán)重的后果，并且便于設(shè)計師的調(diào)查與統(tǒng)計。目前，我國建筑物當(dāng)中基礎(chǔ)電氣設(shè)備越來越多，裝修也越來越普遍，傳統(tǒng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值已經(jīng)不適應(yīng)我國的發(fā)展現(xiàn)狀，這就需要我們對其進(jìn)行改革。在對荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行研究的過程中，需要設(shè)計師從實際情況出發(fā)，擬定一個荷載的概率模型，從而限定建筑物的各種荷載取值。
2.荷載的概率模型
描述荷載有2種常用的概率模型，一種是隨機(jī)變量概率模型，另一種是隨機(jī)過程概率模型。對于恒載，其值隨時間變化很小，近似保持恒定的量值，可以按隨機(jī)變量進(jìn)行統(tǒng)計分析。對于作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載，在整個設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，它不但在空間上具有變異性，而且在時間上也具有變異性，其值隨時間而變化，因此，活荷載應(yīng)該采用隨機(jī)過程的概率模型進(jìn)行分析。平穩(wěn)隨機(jī)過程指出，只要影響過程的主要因素不隨時間發(fā)生變化，就可以認(rèn)為是平穩(wěn)過程。樓面活荷載在規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期內(nèi)，影響它的主要因素一般不會隨時間有明顯的改變，故樓面活荷載在整個時軸上的概率模型可以看作是平穩(wěn)二項隨機(jī)過程模型，《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中采用的概率模型就是平二項隨機(jī)過程模型。持久性活荷載的量值可用隨機(jī)場模型描述，模型由4個部分組成：反映同一類建筑物持久性活荷載總體的平均值，反映同一類建筑物之間荷載差異的隨機(jī)變量，反映同一建筑物不同樓層之間荷載差異的隨機(jī)變量，反映同一樓層不同位置荷載變化的隨機(jī)場，有的模型還考慮了不同樓層荷載間的相關(guān)性。對于臨時性活荷載，一般將樓面分為若干區(qū)塊，統(tǒng)計每一區(qū)塊內(nèi)的集中荷載大小及數(shù)目，然后再建立隨機(jī)場模型。由于臨時性活荷載并不經(jīng)常出現(xiàn)，而且離散性大，完全用統(tǒng)計方法進(jìn)行分析有定困難，一般要參考或結(jié)合工程經(jīng)驗進(jìn)行處理。
在確定了持久性活荷載和臨時性活荷載量值的概率模型后，還要根據(jù)設(shè)計需要，將其等效為均布荷載，等效的條件要與結(jié)構(gòu)設(shè)計中內(nèi)力和變形的分析相適應(yīng)，分析內(nèi)容包括梁跨中彎矩、梁跨中剪力、內(nèi)柱內(nèi)力等。
3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載取值
建立荷載的概率模型，確定其在設(shè)計中針對統(tǒng)計參數(shù)的分析，是荷載統(tǒng)計和分析中對荷載取值定位的重要內(nèi)容。統(tǒng)計參數(shù)主要是針對可變荷載而言的，除了永久性荷載之外其他各種荷載形式都可以認(rèn)為是可以變動的荷載�？勺兒奢d與時間有關(guān)，理論上應(yīng)采用隨機(jī)過程概率分布模型，鑒于目前對各類荷載隨機(jī)過程的樣本函數(shù)及其性質(zhì)了解不多，為了簡化，多采用極值統(tǒng)計法或平穩(wěn)二項隨機(jī)過程概率模型來描述。荷載取值要根據(jù)每個房間的各種家具的重量綜合，再根據(jù)每個房間的面積。求出每個房間單位面積的家具重量，以及每個房間單位面積的人員重量和單位面積的臨時堆放物品重量，然后根據(jù)持久性活荷載以及臨時性活荷載的不同要求進(jìn)行組合，最后得出每個房間的持久性活荷載單位面積的重量以及臨時性活荷載單位面積的重量。根據(jù)得到的房間單位面積的重量，將房間按不同的使用功能分類，并對每種房間進(jìn)行分析，畫直方圖、根據(jù)直方圖假設(shè)分布、對假設(shè)的分布用x2法和K—s檢驗法分別進(jìn)行檢驗，最后得出每種情況下荷載的統(tǒng)計參數(shù)以及在一定分位值下的標(biāo)準(zhǔn)值。
4.結(jié)論
在我國社會日益發(fā)展的今天，人民生活水平與生活質(zhì)量不斷提高，對于建筑物的要求也就越來越高。我們對既有的建筑物進(jìn)行嚴(yán)格分析，結(jié)果表明建筑結(jié)構(gòu)還存在著一定的問題，例如不夠安全可靠、使用壽命短等，所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，為了延長建筑工程的使用壽命，充分發(fā)揮建筑的使用功能，設(shè)計師必須要從實際情況出發(fā)，嚴(yán)格計算荷載標(biāo)準(zhǔn)值，并提高其準(zhǔn)確性。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]來慶杰，邢建奮.概念設(shè)計及結(jié)構(gòu)的規(guī)則性[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010（04）.
[2]侯偉雄.提高建筑物抗震性能措施探討[J].科技風(fēng)，2010（11）.
