【摘 要】作用或荷載按隨時間的變異分類，是對荷載的基本分類。它直接關系到概率模型的選擇，而且按各類極限狀態(tài)設計時所采用的代表值與其出現(xiàn)的持續(xù)時間長短有關。國家標準將荷載分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載三類。
【關鍵詞】建筑；結構；荷載；分類
使結構產生效應的各種原因稱為作用。直接施加在建筑結構上的集中力或分布力為直接作用，引起結構外加變形或約束變形的原因(如地基變形、混凝土收縮、焊接變形、溫度變化或地震等)為間接作用。通常將直接作用稱為荷載，間接作用稱為××作用(如地震作用)。荷載可按隨時間、空間的變異和結構反應特點來分類。
1 按隨時間的變異分類
1.1 永久荷載
永久荷載是指在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。
永久荷載的特點是其統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)無關，可采用隨機變量概率模型來描述。例如結構自重(材料自身重量產生的荷載――重力)，其量值在整個設計基準期內基本保持不變或單調變化而趨于限值，其隨機性只是表現(xiàn)在空間位置的變異上。結構自重習慣上稱為恒荷載，簡稱恒載。
結構上的永久荷載除結構自重外，還包括土壓力、預應力等。當水位不變時，水壓力按永久荷載考慮。
1.2 可變荷載
可變荷載是指在結構使用期間，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。
可變荷載的特點是其統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)有關，必須采用隨機過程概率模型來描述。
建筑結構上的可變荷載有樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。水位變化時，水壓力按可變荷載考慮。
1.3 偶然荷載
偶然荷載是指在結構使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。偶然荷載的特點是在結構設計基準期內可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)量值很大、持續(xù)時間很短。建筑結構上的偶然荷載包括爆炸力、撞擊力。罕遇地震(千年一遇的大震)是間接作用，只能稱為偶然作用，而不是偶然荷載。
2 按空間位置的變異分類
荷載按空間位置的變異分類，是由于進行荷載效應組合時，必須考慮荷載在空間的位置及其所占面積大小。根據(jù)空間位置變異，荷載可分為固定荷載和自由荷載兩類。
2.1 固定荷載
固定荷載是指在結構上具有固定分布的荷載。其特點是荷載出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機性。例如樓面上固定的設備荷載、屋面上的水箱重力等，都屬于固定荷載。
2.2 自由荷載
自由荷載是指在結構上一定范圍內可以任意分布的荷載。其特點是可以在結構一定的空間上任意分布，出現(xiàn)的位置和量值都可能是隨機的。例如，廠房的吊車荷載、教室內的人員荷載就是自由荷載。樓面上、屋面上的自由荷載又稱為活荷載，簡稱活載。
3 按結構的反應特點分類
荷載按結構的反應特點分類，主要是因為進行結構分析時，對某些出現(xiàn)在結構上的荷載需要考慮其動力效應。由此可分為靜態(tài)荷載和動態(tài)荷載兩類，其依據(jù)不在于荷載本身是否具有動力特性，主要在于它是否引起結構不可忽略的加速度。
3.1 靜態(tài)荷載
靜態(tài)荷載是指使結構產生的加速度可以忽略不計的荷載。樓面上的活荷載，本身可能具有一定的動力特性，但使結構產生的動力效應可以忽略不計，歸類為靜態(tài)荷載。
3.2 動態(tài)荷載
動態(tài)荷載是指使結構產生的加速度不可以忽略不計的荷載。動態(tài)荷載或動力荷載需要用結構動力學方法進行結構分析，但對于吊車荷載，設計時可采用增大量值的方法按靜力荷載處理，預制構件的搬運、吊裝受力分析也可作如此處理。
3.3 永久荷載代表值
永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修、固定設備等的重量。變異來源于單位體積重量的變異和結構(構件)尺寸的不定性，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)永久荷載的變異性不大，而且多為正態(tài)分布，所以一般以其分布的均值作為荷載標準值，即可按結構設計規(guī)定的尺寸和材料或構件單位體積的白重(或單位面積的自重)平均值確定。對于白重變異性較大的材料，尤其是制作屋面的輕質材料，考慮到結構的可靠性，在設計中應根據(jù)荷載對結構的有利或不利，分別取其自重的下限值或上限值。
4 可變荷載代表值
4.1 可變荷載代表值的概念
可變荷載應根據(jù)設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。
4.1.1 可變荷載標準值
由于荷載本身的隨機性，最大荷載也是隨機變量，原則上也可用它的統(tǒng)計分布來描述。對某類荷載，當有足夠資料而有可能對其統(tǒng)計分布做出合理估計時，可取最大荷載分布的特征值為標準值。對大部分自然荷載，包括風荷載、雪荷載，習慣上都以其規(guī)定的平均重現(xiàn)期來定義標準值；對資料不充分的可變荷載，根據(jù)已有工程實踐經(jīng)驗，通過分析判斷，協(xié)議一個公稱值作為標準值。
4.1.2 可變荷載組合值
可變荷載組合值是指使組合后的荷載效應在設計基準期內的超越概率，能與該荷載單獨出現(xiàn)時的相應概率趨于一致的荷載；或使組合后的結構具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標的荷載。可變荷載組合值可作如下理解：兩種或兩種以上的可變荷載同時作用于結構上時，所有可變荷載都達到其單獨出現(xiàn)時可能達到的最大值的概率極小，因此除主導荷載仍可以其標準值為代表值以外，其他伴隨荷載均應以小于標準值的荷載為代表值，此值即為可變荷載組合值。
4.2 可變荷載取值
4.2.1 民用建筑樓面均布活荷載
民用住宅、商店、辦公樓等樓面人群荷載、家具、辦公桌椅、商品柜臺等活荷載具有時間和空間變異，按均勻分布荷載建立統(tǒng)計模型，經(jīng)過大量調查，并進行統(tǒng)計分析確定取值。
4.2.2 吊車荷載
吊車有手動吊車、電動葫蘆和橋式吊車等類型。由小車和橋架組成，小車在橋架上作橫向移動，而橋架或大車可沿吊車梁作縱向移動。吊車荷載是單層工業(yè)廠房中主要的可變荷載。
吊車豎向荷載標準值，應采用吊車的最大輪壓或最小輪壓。吊車輪壓取決于吊車自重和額定起吊重量。實踐表明，由各工廠設計生產的相同型號的起重機械，參數(shù)和尺寸不完全一樣，所以，結構設計時應直接參照制造廠商的產品規(guī)格作為確定輪壓的依據(jù)。吊車的水平荷載分縱向和橫向兩種，分別由吊車的大車和小車的運行機構在啟動或制動時引起的慣性力產生，慣性力為運行質量與運行加速度的乘積，但必須通過制動輪與鋼軌間的摩擦傳遞給廠房結構。因此，吊車的水平荷載取決于制動時的輪壓和它與鋼軌間的滑動摩擦系數(shù)。
參考文獻
[1]寧仁岐.建筑施工技術.北京：高等教育出版社,2002.
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