【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化水平的日益提高，人民的物質(zhì)生活和精神生活都達(dá)到了一個新的層次，這對于住房條件的要求也不斷提升，其中以住房的安全最為主要。而荷載取值是影響整個建筑結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，是建筑設(shè)計中必須要考慮的重要指標(biāo)。因此我們可以說，荷載取值不僅關(guān)乎人民的生命財產(chǎn)安全更是影響國計民生的大事。本文將通過介紹荷載的分類和當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載取值，對如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中確定荷載取值問題展開討論。
【關(guān)鍵詞】荷載取值；結(jié)構(gòu)分析
在當(dāng)代的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，荷載以及材料的強度都將會達(dá)到一個相當(dāng)高的數(shù)值，而荷載又是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最基本的根據(jù)。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，針對每一個環(huán)節(jié)來進(jìn)行綜合性分析已經(jīng)成為必不可少的設(shè)計措施和方式。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須要考慮到同時作用在建筑物上的荷載，之后按照可以正常使用的極限值來進(jìn)行荷載的組合，以期能夠達(dá)到得出最不利效應(yīng)組合從而進(jìn)行設(shè)計的目的。
一、建筑結(jié)構(gòu)的分析
建筑結(jié)構(gòu)的作用可以分為直接作用和間接作用。
施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或是分布力，我們稱之為直接作用。例如建筑設(shè)備和機構(gòu)的自重，以及樓面活荷載等作用所引起的效應(yīng)。而引起結(jié)構(gòu)外加變形或者約束變形的作用，我們則稱之為間接作用。例如混凝土收縮、溫度變化、地基的地震或是變形等等，這一類作用所引起的效應(yīng)是相當(dāng)復(fù)雜的。
事實上，我們很難計算出作用在建筑物上的荷載到底有多大，即使是有相當(dāng)完整并且全面的資料，我們也很難準(zhǔn)確的估計出荷載的大小。想要著手設(shè)計，就必須做出合理的假設(shè)來避免造成嚴(yán)重的誤差。建筑結(jié)構(gòu)一定要以最適合的要求和性能對各種荷載和外力做出反應(yīng)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，還要根據(jù)不同的設(shè)計要求而采用不同的荷載數(shù)值，我們將其稱作荷載代表值，它包括荷載的組合值、標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值。
二、荷載的分類
作為一個不能確定的隨機變量，荷載所規(guī)定的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)時間為50年，在這一過程中，荷載的數(shù)量值會隨著時間的變化而改變，與此同時，時間持續(xù)性也會在建筑結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，那么，在荷載取值的規(guī)定中，我們可以將荷載進(jìn)行以下分類：
�。ㄒ唬┌凑諘r間變異分類
1.所謂永久荷載，即于設(shè)計的基準(zhǔn)期內(nèi)，其永久荷載量值并未出現(xiàn)由時間變化而引發(fā)變化的情況，即便發(fā)生變化，變化值也與平均值接近，這種荷載是可以被忽略的，如結(jié)構(gòu)的自重、預(yù)應(yīng)力、土壓力等。
2.所謂可變荷載，即在設(shè)計期內(nèi)，量值會隨著時間的變化而變化，并且變化與平均值相差很大，是不能被忽略的，例如風(fēng)荷載、雪荷載、樓面活荷載、吊車荷載、屋面積灰荷載等。
3.所謂偶然荷載，即在設(shè)計期內(nèi)，可能會出現(xiàn)的量值大、持續(xù)的時間較短的荷載，比方說地震、爆炸和撞擊力等。
（二）依照結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)來分類
1.所謂靜態(tài)荷載，即對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的可以忽略不計的荷載，例如結(jié)構(gòu)自重和樓面活荷載等。
2.所謂動態(tài)荷載，即對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不可忽略的荷載，比方說地震、高層建筑的風(fēng)荷載以及吊車荷載等。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載取值
根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50009—2012）的規(guī)定，對根據(jù)不同的承載力來確定荷載取值進(jìn)行了全面的分析，并且還要結(jié)合施工的圖紙在審查過程當(dāng)中出現(xiàn)的錯誤做法，指出荷載取值應(yīng)該注意的事項。建立荷載的概率模型，并確定其在設(shè)計過程中對統(tǒng)計參數(shù)的分析，這是如何確定荷載取值重要手段。統(tǒng)計參數(shù)主要是針對可變荷載而言，可變荷載是指除了永久性荷載之外的其他各種形式的荷載，它主要與時間相關(guān)。理論上，隨機過程概率分布模型是我們確定荷載的主要手段，但是就目前來說，我們對各類荷載隨機過程的性質(zhì)和樣本函數(shù)知之甚少，方便起見，我們通常采用極值統(tǒng)計法或者是平穩(wěn)二項隨機過程概率模型來描述。
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，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。實際工作進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時，我們應(yīng)注意以下幾點：
1）第 5.1.1條中汽車通道及客車停車庫荷載，它是直接作用在樓面上的等效荷載，僅可用于樓面板設(shè)計計算，用于樓面梁、柱、墻及基礎(chǔ)計算時應(yīng)按第5.1.2條要求折減。對于雙向板樓蓋和無梁樓蓋其板跨在不小6mx6m或者單項樓蓋（板跨不小于2米）和雙向樓蓋（板跨不小于3米x3米）時，時才可以按規(guī)范取值。當(dāng)不滿足規(guī)范的規(guī)定時，應(yīng)將車輪的局部荷載按結(jié)構(gòu)效應(yīng)的等效原則，換算為等效均布荷載，不可以直接取用規(guī)范數(shù)值（當(dāng)板跨與規(guī)范限定數(shù)值差別不大時，當(dāng)進(jìn)行近似計算時也可取規(guī)范數(shù)值）。用PKPM計算基礎(chǔ)時，同樣按規(guī)范的規(guī)定對等效荷載進(jìn)行折減。
2）對于消防車荷載，由于荷載標(biāo)準(zhǔn)值很大，但出現(xiàn)概率很小，作用時間短。在墻柱設(shè)計時應(yīng)允許作較大的折減。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）5.1.3中規(guī)定設(shè)計墻柱時消防車荷載可按實際情況考慮；設(shè)計基礎(chǔ)時可不考慮消防車荷載。
3）活荷載的折減與荷載類型、從屬面積和構(gòu)件類型有關(guān)。承擔(dān)的面積越大，其活荷載同時出現(xiàn)的概率就越小，一般說來次梁的從屬面積較小而主梁的從屬面積較大，且傳力途徑一般為板到次梁再到主梁。所以主梁的折減系數(shù)比次梁小。目前我們所用的大部分程序（如PKPM），沒有對活荷載分類的功能，也就不可能按規(guī)范要求折減。規(guī)范的本條要求原則上只適合于手算。當(dāng)程序取用表5.1.2的活荷載折減系數(shù)時，應(yīng)特別注意裙房與主樓整體計算的高層建筑，避免裙房部分按主樓的層數(shù)取用相應(yīng)的折減系數(shù)，同時應(yīng)注意計算樓層與實際樓層的區(qū)別，特別是計算樓層與實際樓層層數(shù)相差較多時（如錯層結(jié)構(gòu)等）。
總結(jié)：
因此，建筑結(jié)構(gòu)中的荷載取值問題變得越來越重要，它是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中必須考慮的重要指標(biāo)，如果荷載取值不當(dāng)，將會造成嚴(yán)重的后果。如何提高荷載標(biāo)準(zhǔn)成為結(jié)構(gòu)安全研究的重要形式。荷載取值是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的基礎(chǔ)，對于 各種形式的荷載取值都要按照各自的荷載組合來進(jìn)行計算，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計過程中理清概念，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行荷載取值。
參考文獻(xiàn)：
[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50009 —2012）
[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50009 —2012）
[3]孫希玉.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載取值問題的探討[J].大科技，2012（16）.
[4]徐思，胡細(xì)玲.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載取值與組合[J].電子世界，2012（16）.
