摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人們生活水平的提高,人們對于建筑物的要求也越來越高。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)系著整個建筑質(zhì)量的關(guān)鍵。每個建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同,建筑物各自的荷載組合值也各不相同。并且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載值的確定切是關(guān)系著整個建筑的質(zhì)量。本文主要就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定進(jìn)行了分析研究。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 荷載值 確定
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對于建筑工程又有了更高的要求。目前,建筑結(jié)構(gòu)得到了廣泛的重視,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就成了首要關(guān)注的問題,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,荷載取值是一個非常重要的內(nèi)容,也是衡量房屋結(jié)構(gòu)可靠性和建筑設(shè)計質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在當(dāng)代的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中,荷載將會達(dá)到一個相當(dāng)高的數(shù)值,并作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個最基本的根據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須要考慮帶在建筑結(jié)構(gòu)上可能會同時出現(xiàn)的各種荷載情況,然后根據(jù)可以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)的極限狀態(tài)以及承載能力的極限狀態(tài)進(jìn)行荷載的相關(guān)組合,最終排除最不利的荷載,選擇出有利荷載用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中。由此看來,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定是至關(guān)重要的。
一、荷載的概述
1、荷載的分類
荷載的分類主要從兩個方面進(jìn)行的,一是時間的變異,一是建筑結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生的影響,具體表現(xiàn)在:
1.1 按照時間的分類可分為:偶然荷載、永久荷載、可變荷載
。1)偶然荷載是指在設(shè)計期內(nèi),可能出現(xiàn)或是一旦出現(xiàn),其量值大,并且持續(xù)的時間也比較短的荷載,例如地震、爆炸力以及撞擊力等。
(2)永久荷載,即在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中,荷載值并不會發(fā)生變化,即便在某種特定情況下出現(xiàn)了一定程度的變化,其變化值也相對較小,可以忽略,例如建筑構(gòu)件自身的重量等
。3)可變荷載,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的期間,荷載值的變化隨著時間的變化而變化的,而且所產(chǎn)生的變化值與平均值的比值是必須計算的荷載,比如建筑露面的活荷載、建筑物屋面積灰的荷載、冬季積雪的荷載等。
1.2 按照建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響可分為:動態(tài)荷載和靜態(tài)荷載
(1)動態(tài)荷載,指建筑物結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件產(chǎn)生的加速度非常大,造成的影響是非常大的的,比如作用在高層建筑物的風(fēng)荷載、地震產(chǎn)生的荷載、吊車造成的荷載等。
。2)靜態(tài)荷載,即荷,載的出現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)整體或者局部構(gòu)件產(chǎn)生數(shù)值較小的加速度,當(dāng)其程度較為輕微時,在設(shè)計過程中可以將其忽略,例如建筑結(jié)構(gòu)的自身重量。
2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載的重要性
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)的時候,設(shè)計人員首先要對荷載進(jìn)行計算,并取其代表值。在荷載確定了以后,才可以根據(jù)其作用、形式和大小來計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力,最后再對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算。也就是說,建筑物的各個部分的構(gòu)件,是承重還是非承重、能承受多大的荷載,這都會有其最大值和極限值,一旦超出了這個極限值,那么建筑物的結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)一定程度的破壞,就會發(fā)生變形,從而會遭到嚴(yán)重破壞,輕者只會使得建筑物的變形、降低建筑物使用壽命,嚴(yán)重的可能會造成一系列安全事故,比如會使得建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的裂縫甚至出現(xiàn)坍塌的情況,威脅生命安全。因此,這就要求建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員必須充分的了解并掌握建筑的結(jié)構(gòu)形式、荷載的作用和影響,對其荷載值進(jìn)行充分的確定,保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性以及抵抗外力的能力,最大限度的減小其變形程度。
3、荷載的作用
荷載對建筑結(jié)構(gòu)的作用按照其作用形式可以分為直接與間接作用,但是無論是何種形式的荷載,其對建筑結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果基本相同,即能夠使得建筑結(jié)構(gòu)整體或者局部位置出現(xiàn)內(nèi)部作用力、變形、移動或者產(chǎn)生縫隙等。因此,對荷載的作用可以作出如下定義:能夠使得建筑結(jié)構(gòu)整體或者局部構(gòu)件出現(xiàn)一定程度變化的外部因素,均可稱之為作用。在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計工作的過程中,對作用以及荷載僅僅是對其概念的一個區(qū)分掌握,對其產(chǎn)生原因以及影響程度不作計算,其原因在于該因素對建筑結(jié)構(gòu)或者局部構(gòu)件不構(gòu)成較大程度的影響。在國內(nèi)的建筑領(lǐng)域當(dāng)中,將荷載的概念等同于對建筑結(jié)構(gòu)的直接作用,而將作用的概念等同于對建筑的直接或者間接作用,部分情況下也將作用專門用作特指間接作用或者荷載。在工程設(shè)計以及施工的過程中,為了使用的簡便,通常將對建筑結(jié)構(gòu)的直接或者間接的作用統(tǒng)稱為荷載。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值的確定受到各種因素的影響,所以在進(jìn)行荷載值確定的過程中要具體情況具體分析,將各種因素進(jìn)行綜合考慮,在進(jìn)行荷載值的確定,從而更好地保障建筑物的質(zhì)量與安全。
1、建立合理有效的荷載分析處理模型
在建筑結(jié)構(gòu)中對荷載的計算模型一般分為兩種,其一為針對隨機(jī)變量的概率計算模型,其二為針對隨機(jī)過程的概率計算模型。當(dāng)外部荷載不隨時間的變化而出現(xiàn)相應(yīng)的變化時,其數(shù)值基本保持穩(wěn)定,在對其進(jìn)行計算的過程中,通常采用隨機(jī)變量進(jìn)行相關(guān)分析以及處理。當(dāng)荷載隨著時間的變化而出現(xiàn)相應(yīng)的變化時,在對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,其在隨著時間變化的同時,在不同的空間也會出現(xiàn)不同的變化,因而對其進(jìn)行描述的過程中,通常采用隨機(jī)過程的模型進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要做到具體問題具體分析,選擇合理有效地荷載分析處理模型。
2、 合理計算正常使用極限狀態(tài)
對于容易產(chǎn)生裂縫的建筑構(gòu)件,對其進(jìn)行受力裂縫寬度的驗(yàn)算;對于不容易產(chǎn)生裂縫的建筑構(gòu)件,對其鋼筋混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算;對于要控制的變形建筑構(gòu)件,對其進(jìn)行相應(yīng)的變形驗(yàn)算。在正常使用極限情況下,要根據(jù)相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、不同的設(shè)計來采取頻遇組合、永久組合以及變準(zhǔn)組合;依照荷載的準(zhǔn)永久組合分析,必須要考慮到對其在長期作用下的影響相應(yīng)的計算;對于基礎(chǔ)抗裂度的驗(yàn)算時,荷載的取值要用標(biāo)準(zhǔn)組合;對于建筑的地基基礎(chǔ)計算的時候,考慮到地基變形驗(yàn)算產(chǎn)生的荷載,要采取準(zhǔn)永久性組合。
3、充分考慮建筑內(nèi)部的具體情況
在荷載取值中,需要計算出每個房間單位面積的家具重量、人員重量以及單位面積臨時堆放物品的重量,然后再根據(jù)持久性活荷載和臨時性活荷載的不同要求來進(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和臨時性活荷載單位面積的重量。根據(jù)所得到的房間單位面積重量,我們可以按照不同的功能將房間進(jìn)行合理的分類,并對每種類型的房間進(jìn)行分析,畫出房間直方圖,根據(jù)直方圖來做分布假設(shè),對假設(shè)的分布再進(jìn)行檢驗(yàn),最后能夠得出每種情況下荷載的統(tǒng)計參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)值。
4、根據(jù)設(shè)計要求,采取相應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)確定荷載值
在進(jìn)行荷載值確定的時候,要根據(jù)當(dāng)時的設(shè)計要求,選取相應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合。比如:頻遇組合或者準(zhǔn)永久性組合,在進(jìn)行設(shè)計時都要按照規(guī)定的表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。在正常使用的極限情況下設(shè)計,其主要針對建筑構(gòu)件的抗裂度或者裂縫寬度和建筑變形之間進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算。在危害的程度上分析考慮,其實(shí)并沒有在承載力下引起的建筑結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致的損失大,因此,在設(shè)計的時候就要相應(yīng)的降低對可靠度要求,在設(shè)計的時候就只采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,對于分項(xiàng)系數(shù)暫時不用考慮,更不用考慮建筑結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù),避免不必要的損失。
結(jié)束語
綜上所述,荷載值的確定在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著重要地位,建筑物的質(zhì)量需要合理地確定荷載值,從而更好地避免建筑物出現(xiàn)裂縫等情況發(fā)生。尤其是在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,人們對居住條件的要求也越來越高,而我國在建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性方面的設(shè)計還處于低水平狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)中的荷載取值是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中必須考慮的重要指標(biāo),所以我們要高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載值確定問題。荷載取值是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的基礎(chǔ),設(shè)計人員在設(shè)計過程中要充分了解荷載的相關(guān)知識,包括它的分類、重要性以及作用等,逐步建立起荷載值確定模式,并且嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行具體的荷載取值。同時還要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗(yàn),結(jié)合科學(xué)方式來確定建筑結(jié)構(gòu)的荷載值,從而更好地促進(jìn)建筑工程的順利完成,在一定程度上促進(jìn)我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。
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