1荷載的分類

建筑荷載并不一個(gè)恒定的量,其會(huì)隨著外部環(huán)境以及建筑的應(yīng)用時(shí)間而發(fā)生改變,F(xiàn)階段對(duì)建筑荷載有一個(gè)明確的分類。將時(shí)間作為分類的基準(zhǔn),可以將其分為以下三種類型:(1)變化荷載,在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),荷載值會(huì)隨著時(shí)間的改變發(fā)生變化,并且該變化較大,因此在具體設(shè)計(jì)時(shí),要加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容的分析,不得忽略。例如,大風(fēng)天氣荷載、雨雪天氣荷載等。(2)偶然荷載,在設(shè)計(jì)建筑時(shí),建筑會(huì)不定期的產(chǎn)生一些偶然變化,該變化特點(diǎn)為存在時(shí)間相對(duì)較短,但是其荷載值的變化較大,該變化的主要特點(diǎn)是,在較短時(shí)間內(nèi),荷載值會(huì)發(fā)生巨大變化,其中比較具有代表性的為地震[1]。(3)永久荷載,設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),荷載值并不會(huì)發(fā)生變化,在某特定情況下,發(fā)生了改變,該變化值也較小,在問題分析過程中可以忽略不計(jì),例如建筑自身構(gòu)件重量的改變等。將建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響作為分類指標(biāo),可以分為以下兩類:(1)靜態(tài)荷載,荷載的出現(xiàn)建筑的局部構(gòu)件夠整體產(chǎn)生數(shù)值相對(duì)較小的加速度,該荷載變化程度輕微,在具體設(shè)計(jì)過程中可以忽略不計(jì),例如建筑結(jié)構(gòu)的自身重量。(2)動(dòng)態(tài)荷載,荷載出現(xiàn)時(shí),對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成較大影響,例如地震。

2荷載的作用及模型

2.1荷載的作用

荷載的主要作用是可以導(dǎo)致構(gòu)件和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的外力原因。荷載對(duì)建筑的作用依據(jù)形式的差異,可以分為間接和直接兩種不同的作用形式,但是無論是哪一種形式,其最終對(duì)建筑造成的影響結(jié)果都是相同的,就是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的局部或整體出現(xiàn)變形、裂縫等問具體[2]。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,針對(duì)作用以及荷載只是概念上區(qū)分,并不需要對(duì)產(chǎn)生的原因,以及最終造成的影響進(jìn)行計(jì)算分析。在我國的建筑領(lǐng)域行業(yè)中,將荷載概念等同于與作用。在建筑工程具體設(shè)計(jì)過程中,為了方便分析與應(yīng)用,通常將建筑結(jié)構(gòu)間接或直接作用,統(tǒng)一稱作荷載。

2.2荷載模型

建筑結(jié)構(gòu)中,計(jì)算和在模型通常都分為以下兩種不同的類型:(1)針對(duì)隨機(jī)變量的概率計(jì)算模型。(2)針對(duì)隨機(jī)過程中的概率模型。如果外部荷載不會(huì)隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化時(shí),數(shù)值基本保持穩(wěn)定,此時(shí)對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算,通常采用隨機(jī)變量進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理。而如果隨著時(shí)間的改變,荷載發(fā)生的變化較為明顯,在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),隨著時(shí)間的推移,不同的空間也會(huì)發(fā)生一定程度的改變,此時(shí),在具體描述過程中,通常選用隨機(jī)過程中模型。在確定了可變性荷載以及永久性變化荷載時(shí),要嚴(yán)格的依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的具體要求,對(duì)荷載進(jìn)行等效處理,在具體處理過程中,需要確保荷載與建筑的局部和整體的變化程度保持一致,分析中包括的內(nèi)容有頂梁彎曲車程度、頂梁受到的剪切力情況、柱結(jié)構(gòu)的外力或者能力等。依據(jù)條件上的差異,對(duì)荷載的具體分布情況進(jìn)行確定[3]。但是,需要注意,如果對(duì)于荷載的分布是在不同的情況下進(jìn)行的,在對(duì)實(shí)際荷載進(jìn)行計(jì)算后,進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理,該項(xiàng)工作將會(huì)變得更加復(fù)雜,同時(shí)工作量也較大,使建筑設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜。依據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示,在荷載的分析與處理過程中對(duì)方差進(jìn)行應(yīng)用,最終的結(jié)果同常用的分析方法之間存在較大的差異性。在分析永久性荷載時(shí),描述的模型通常由以下幾個(gè)部分構(gòu)成:荷載平均值、不同的隨機(jī)變量、樓層變化產(chǎn)生的荷載、同一樓層位置不同而引起的荷載變化。

3建筑設(shè)計(jì)中荷載值的確定

3.1非地震狀態(tài)下的荷載值

通常來說,作用效應(yīng)主要分為偶然效應(yīng)和基本效用兩種,在問題分析過程中,建筑物依照承受力的具體程度,完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)分析,一般都對(duì)基本效應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)考慮,在需要的時(shí)候,要對(duì)偶然效應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)考慮。在問題分析過程中,對(duì)于作用效應(yīng)形成的基本組合,其荷載效應(yīng)值,應(yīng)當(dāng)由永久性荷載效應(yīng)控制和可變性荷載效應(yīng)控制,對(duì)兩個(gè)組合中的值加以確定,并且在具體設(shè)計(jì)過程中,要選取其中最不利的數(shù)值[4]。荷載效應(yīng)的荷載通常分為可變性荷載和永久性荷載作為荷載組合,影響可變性荷載的因素較多,同時(shí),不同的可變性荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響也存在較大的差異性,因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,必須要對(duì)多個(gè)可變性荷載在同一時(shí)間發(fā)生的概率進(jìn)行充分考慮,確保分析的合理性。由此可見,在荷載組合值系數(shù)引出時(shí),要適當(dāng)折減標(biāo)準(zhǔn)值,確保設(shè)計(jì)的合理性。

3.2極限值的正常應(yīng)用,完成設(shè)計(jì)計(jì)算工作

(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求,確定相應(yīng)荷載標(biāo)準(zhǔn)荷載值對(duì)荷載值進(jìn)行確定時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的依據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的具體要求,選取相應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合,這對(duì)于荷載值的準(zhǔn)定來說意義重大。例如,準(zhǔn)永久型組合或者頻遇組合,在具體設(shè)計(jì)過程中,都必須嚴(yán)格的依據(jù)規(guī)定的表達(dá)方式完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。在對(duì)極值進(jìn)行正常使用等情況下,主要的工作中是針對(duì)建筑構(gòu)件的抗裂寬度或者抗裂度,以及建筑變形的具體情況,完成相應(yīng)的驗(yàn)算操作。針對(duì)危害程度的分析與考慮,其造成的破壞,并沒有在承載力下引起的建筑結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。由此可見,在具體設(shè)計(jì)過程中,可以依據(jù)具體情況,適當(dāng)降低對(duì)可靠度的要求標(biāo)準(zhǔn),在具體設(shè)計(jì)時(shí)可以實(shí)適當(dāng)采取荷載標(biāo)準(zhǔn)值,暫且不需要考慮分項(xiàng)系數(shù),更不需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的重要系數(shù)進(jìn)行考慮,從而避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,確保工程的經(jīng)濟(jì)性。

(2)正常應(yīng)用極限狀態(tài),完成相應(yīng)的計(jì)算工作針對(duì)建筑中容易出現(xiàn)裂縫的一些建筑構(gòu)件,要驗(yàn)算其受力裂縫寬度;而針對(duì)那些結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,不容易出現(xiàn)裂縫的建筑構(gòu)件,對(duì)其鋼筋混凝土的拉應(yīng)力展開相應(yīng)的驗(yàn)算;而針對(duì)建筑中需要控指變形建筑構(gòu)件,需要對(duì)出現(xiàn)的變形情況,展開相應(yīng)的變形驗(yàn)算。在建筑設(shè)計(jì)過程中,在正常應(yīng)用極限狀態(tài)下,應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)規(guī)范,以及具體設(shè)計(jì)上存在的差異性,采取永久組合、頻偶組合、變準(zhǔn)組合;依照荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組合分析,需要對(duì)長期作用下對(duì)相應(yīng)計(jì)算造成的影響情況進(jìn)行充分考慮與分析;在驗(yàn)算基礎(chǔ)抗裂度時(shí),針對(duì)荷載的取值,要利用標(biāo)準(zhǔn)組合,這是確保設(shè)計(jì)合理的關(guān)鍵;計(jì)算建筑的地基基礎(chǔ)時(shí),考慮到地基變形驗(yàn)算和形成的荷載作用,在具體分析過程中,需要選用準(zhǔn)永久性組合。

4結(jié)束語

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,這增加了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。我國針對(duì)建筑荷載的分析與計(jì)算處于發(fā)展階段。因此,我國建筑荷載設(shè)計(jì)水平仍然有待提高,在建筑行業(yè)的不斷發(fā)展過程中,要對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷優(yōu)化,加強(qiáng)對(duì)荷載方面的研究力度,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,從而促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展腳步,實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1]李源新.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)與高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,15:44.

[2]艾輝林,周志勇.超高層建筑外表面復(fù)雜裝飾條的風(fēng)荷載特性研究[J].工程力學(xué),2016,08:141-149.

[3]路民軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的措施分析[J].黑龍江科技信息,2014,31:246.

[4]張魚菱.設(shè)計(jì)中正確區(qū)別使用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的作用及意義[J].現(xiàn)代國企研究,2017,02:155.