摘要:建筑行業(yè)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,取得了很大程度的進(jìn)步。但是為了滿足更多人的審美和更多人對(duì)不同建筑物的追求,建筑行業(yè)都在進(jìn)行新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了更好的設(shè)計(jì)出獨(dú)特的建筑結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)工作人員一定要具備專業(yè)的知識(shí),還要對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的荷載值進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,由于我國(guó)的荷載值計(jì)算方法起步晚,因此在建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上和國(guó)外的公司還是有一定的差距,因此,在我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展中,我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)人員一定要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)好好的研究,國(guó)家和企業(yè)也要加大對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)荷載值確定方面的力度,爭(zhēng)取將我國(guó)的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提升上去,在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有自己的一席之地。
關(guān)鍵詞: 結(jié)構(gòu),荷載,建筑,設(shè)計(jì)
1 荷載的基本含義
1. 1 荷載的概念和重要性
在準(zhǔn)確確定建筑物的荷載值之前,要對(duì)荷載值有一個(gè)準(zhǔn)確的理解。所謂的建筑物荷載值,就是建筑物在設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行施工過程中所承受的外界環(huán)境中作用力。在這些作用力中,能夠在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起建筑物輕微變形的內(nèi)部力也在荷載之中,舉例說明,可以是在建筑鋼筋施工過程中出現(xiàn)的變形、建筑物的地基在施工中出現(xiàn)的變形等。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)時(shí),都要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊陀?jì)算,在計(jì)算結(jié)果中選擇最優(yōu)的荷載值作為建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)和準(zhǔn)則。在設(shè)計(jì)之前,還要考慮到建筑物的使用年限,如果設(shè)計(jì)不當(dāng),就會(huì)出現(xiàn)在建筑物使用年限中,建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)工程事故中的裂縫和傾斜的情況,這些都嚴(yán)重影響著人民的安全。
1. 2 荷載值的分類
荷載值并不是一個(gè)固定不變的數(shù)值,荷載值是隨著建筑物的使用時(shí)間和建筑物周圍的環(huán)境不斷發(fā)生變化的,通過對(duì)荷載值的研究,我們一般可以將荷載值分成兩大類。在分類中,一種是將荷載值通過時(shí)間來分類,按照時(shí)間變化,將荷載值分成變化荷載、偶然荷載和固定荷載三類。變化的荷載,是隨著建筑物的使用時(shí)間不斷發(fā)生變化的,引起變化的因素除了內(nèi)部的結(jié)構(gòu)影響外,主要是外部環(huán)境如風(fēng)霜雨雪和周圍環(huán)境的改變來影響的,如風(fēng)荷載、雪荷載等。偶然荷載,是建筑物的荷載值不定期的出現(xiàn)一些不可計(jì)算的變化,這類荷載的變化程度沒有規(guī)律可循,比如在地震中荷載值變化會(huì)很大,但是在沒有災(zāi)害發(fā)生時(shí),這類荷載值會(huì)很小。固定荷載,顧名思義,就是在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后,荷載值不隨時(shí)間和外部環(huán)境變化或者變化的幅度可以忽略不計(jì),如建筑物自身的重力引起的荷載值變化就可以忽略不計(jì)。另一種是按照結(jié)構(gòu)動(dòng)力的反應(yīng)來分類,將荷載值分成靜態(tài)荷載和動(dòng)態(tài)荷載兩類。靜態(tài)荷載指的是建筑物在荷載出現(xiàn)以后產(chǎn)生微小的加速度,這些加速度對(duì)建筑物本身的影響可以忽略不計(jì); 另一種就是動(dòng)態(tài)荷載,指的是建筑物本身在出現(xiàn)荷載后,自身的加速度很大,影響建筑物的自身結(jié)構(gòu),這些動(dòng)態(tài)荷載的出現(xiàn)一般都是該地區(qū)出現(xiàn)大的地質(zhì)災(zāi)害,比如地震和泥石流等。
2 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載取值的作用
在建筑結(jié)構(gòu)中的荷載取值,在我國(guó)的施工中一般比實(shí)際中的平均荷載值高一些,這主要因?yàn)槲覈?guó)的荷載值相對(duì)于國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家計(jì)算的方法有些落后,因此必須對(duì)設(shè)計(jì)中的荷載值設(shè)計(jì)的稍高一些。這些問題就需要我們建筑工作者對(duì)荷載值進(jìn)行深入的研究,爭(zhēng)取用最短的時(shí)間來趕上國(guó)外的先進(jìn)水平。在我國(guó)計(jì)算荷載值的方法要在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)就測(cè)定,只有提前測(cè)定出建筑物結(jié)構(gòu)的荷載值,才能根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和施工,還要根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物的抗震水平的測(cè)試。在設(shè)計(jì)中,建筑物要承受多大的作用力,哪部分承受的作用力大,哪部分承受的作用力小都能清楚的知道,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)時(shí),就會(huì)計(jì)算出建筑物的最大承受力,也可以稱為最大荷載值。所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都要低于這個(gè)荷載值設(shè)計(jì),否則在建筑物使用過程中,會(huì)發(fā)生重大事故,威脅著人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此,這就要求建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)時(shí),一定要根據(jù)最大荷載值進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),保證設(shè)計(jì)出的建筑物合理、安全。
3 荷載的概率模型
在我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一般采用兩種常用的荷載概率模型,包括隨機(jī)過程中的概率模型、隨機(jī)變量中的概率模型。前面提到的固定荷載值,由于其變化的范圍小,可以忽略,這種荷載值就可以用上面兩種方法之一的隨機(jī)變量來進(jìn)行荷載值的統(tǒng)計(jì)分析。而對(duì)于那些變化的荷載值的統(tǒng)計(jì),由于其變化受到時(shí)間和周圍環(huán)境的影響,在進(jìn)行荷載值統(tǒng)計(jì)時(shí)要用到的方法可以是隨機(jī)的概率模型。在一般的研究中,我們?nèi)藶榈囊?guī)定,只要在荷載值影響因素不隨著時(shí)間和周圍環(huán)境的變化而變化的過程都可以稱之為平穩(wěn)的隨機(jī)過程。例如在建筑物的樓面荷載計(jì)算中,樓面的荷載值并不隨著時(shí)間和周圍環(huán)境的變化而發(fā)生明顯的變化,因此在進(jìn)行樓面的荷載值統(tǒng)計(jì)中就可以應(yīng)用平穩(wěn)的隨機(jī)模型。而需要用隨機(jī)模型來統(tǒng)計(jì)的一般只有那些持久性的活荷載,這種模型主要是由建筑物結(jié)構(gòu)荷載的平均值和這一類建筑物中的差異性隨機(jī)變量,有的還反映了不同建筑物間的荷載量的聯(lián)系。當(dāng)我們建筑物設(shè)計(jì)師確定了計(jì)算荷載量的模型后,就會(huì)根據(jù)計(jì)算的荷載量,對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),讓建筑物的受力得到平衡的分配,其中的受力結(jié)構(gòu)主要包括建筑物中的橫梁中彎矩、梁中的剪力等一系列受力分析。通過這兩種模型將建筑物結(jié)構(gòu)中的荷載值進(jìn)行大致的分析和判斷,就能準(zhǔn)確的應(yīng)用荷載值,使得設(shè)計(jì)中的工作變得簡(jiǎn)單和明了,減少了設(shè)計(jì)中的誤差,也對(duì)以后建筑物的施工提供了方便。
4 建筑物結(jié)構(gòu)中的荷載值的確定
在設(shè)計(jì)師建立起荷載的概率模型之后,就要進(jìn)行下面的工作了,最重要的就是通過對(duì)建筑物各個(gè)參數(shù)的分析,來確定荷載值的大小,這在荷載值過程中是最重要的一步。當(dāng)然,對(duì)于固定荷載值是不用計(jì)算的,這些工作主要是針對(duì)變化的荷載值來說的。要想準(zhǔn)確地確定荷載值的大小,設(shè)計(jì)師首先要進(jìn)行的一步就是對(duì)理論中的建筑物結(jié)構(gòu)中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行綜合的分析,具體來說要對(duì)建筑物中的每個(gè)房間進(jìn)行重量的估算,對(duì)于這些計(jì)算出來的最后結(jié)果,設(shè)計(jì)人員還要將各個(gè)房間的荷載值與設(shè)計(jì)的建筑物進(jìn)行綜合分析,對(duì)荷載值按照最佳的組合來進(jìn)行設(shè)計(jì),還要根據(jù)每個(gè)房間的具體功能來分配每個(gè)房間的荷載值。在計(jì)算和分配過程中,就要用到前面講到的兩種荷載的概率模型,對(duì)于不同的建筑物的結(jié)構(gòu),要用不同的概率模型來分析,一般在實(shí)際的應(yīng)用中,都是兩種荷載的概率模型綜合運(yùn)用,以期達(dá)到最好的效果。最后,將每一個(gè)房間的設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合組合和設(shè)計(jì),爭(zhēng)取設(shè)計(jì)的建筑物的結(jié)構(gòu)荷載值為最佳的組合。
5 結(jié)語(yǔ)
最近十幾年是建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的階段,隨著新型建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展,建筑領(lǐng)域都開始設(shè)計(jì)新型的建筑結(jié)構(gòu),為了取得最好的建筑結(jié)構(gòu),就要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的荷載值進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,在設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確的運(yùn)用建筑物的荷載值,并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)各種荷載進(jìn)行組合應(yīng)用,將建筑物的荷載設(shè)計(jì)成最大限度。