關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載問題的探究

1、<p>　　關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載問題的探究</p><p>　　史濟(jì)法中國聯(lián)合工程公司浙江杭州310052</p><p>　　摘要：為提高建筑結(jié)構(gòu)的使用性能和安全性要求，建筑設(shè)計(jì)人員需要對(duì)結(jié)構(gòu)</p><p>　　安全和承載能力進(jìn)行不同程度的精確設(shè)計(jì)和計(jì)算。文章分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷 載問題，加強(qiáng)荷載值的分析方法以及確定方法的研究力度，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的

2、可 持續(xù)發(fā)展有著重要的作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；荷載</p><p>　　目前，我國建筑工程領(lǐng)域安全事故時(shí)有發(fā)生，而且各種地質(zhì)災(zāi)害也頻繁出現(xiàn)， 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全問題成為社會(huì)各界日益關(guān)注的焦點(diǎn)話題。</p><p>　　不可否認(rèn)的是，目前我國建筑結(jié)構(gòu)的安全使用性能、穩(wěn)定性水品仍有待提高， 尤其需要注意在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好荷載取值問題。<

3、;/p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載分類及代表值1.1荷載的分類（1）永久荷載。在結(jié) 構(gòu)使用期間，荷載值不會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，或者變化幅度較小可以忽略不 計(jì)，其長期作用在結(jié)構(gòu)上，在結(jié)構(gòu)上的作用位置也不變。永久荷載主要括結(jié)構(gòu) 自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。</p><p>　　（2）可變荷載。在結(jié)構(gòu)使用期間，隨著時(shí)間的改變其荷載值也出現(xiàn)變化， 但是作用位置可變，且像風(fēng)荷載、吊車荷載等能引起結(jié)構(gòu)振

4、動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速 度?？勺兒奢d住包括擴(kuò)樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、 雪荷載等?？勺兒奢d的大小隨時(shí)間而變，（3）偶然荷載。在結(jié)構(gòu)使用期間不一定 出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。例如爆炸力、撞擊力等。</p><p>　　1.2荷載代表值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基木代表值，指結(jié) 構(gòu)在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年） 最大荷載概率分布

5、的某個(gè)分位值來確定，有永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Gk）和可變荷載標(biāo) 準(zhǔn)值（Qk）。（2）可變荷載組合值。當(dāng)結(jié)構(gòu)同時(shí)承受兩種或兩種以上的可變荷載 時(shí)，考慮到荷載同時(shí)達(dá)到最大值的可能性較小，因此除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大荷載 效應(yīng)的荷載）仍以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，對(duì)其它伴隨荷載，可以將它們的標(biāo)準(zhǔn)值 乘以一個(gè)小于或等于1的荷載組合系數(shù)作為代表值，稱為可變荷載組合值，即 QC=&psi;CQko （3）可變荷載頻遇值。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總吋間為規(guī)定

6、 的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上吋而或多次出現(xiàn) 的較大荷載，但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。其值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷 載頻遇值系數(shù)：即Qf=&psi;fQk。（4）可變荷載準(zhǔn)永久值。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其 超越的總吋間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值一半（可以理解為總持續(xù)吋間不低于25年）的荷 載值，也就是經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)上的可變荷載。K?值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變 荷載準(zhǔn)永久値系數(shù)：Qq=&psi;q</p&

7、gt;<p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要荷載設(shè)計(jì)2.1樓面和屋面活荷載（1）民用建筑樓面均 布活荷載。樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設(shè)備等荷載。按樓面等 效均布活荷載的確定方法，將實(shí)際荷載換算成為等效均布活荷載，再經(jīng)統(tǒng)計(jì)分 析后，確定活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)墻、柱及基礎(chǔ)吋應(yīng)對(duì)各層樓面的樓面活荷載標(biāo) 準(zhǔn)值進(jìn)行折減。屋面均布活荷載屋面上的活荷載因“上人”和“不上人”而不冋。 上人的屋面承受人群和施工檢修等荷載；不上人的屋面只承

8、受施工檢修時(shí)施工、 檢修人員以及堆料等重力。</p><p>　?。?）施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。設(shè)計(jì)屋面板、檁條，鋼筋混凝土挑 檐、雨篷和預(yù)制小梁時(shí)，施工或檢修集中荷載（人和小工具的自重）應(yīng)取l.OkN, 并應(yīng)在最不利位置處進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于輕型構(gòu)件或較寬構(gòu)件，當(dāng)施工荷載超過上述 值吋，應(yīng)按實(shí)際情況驗(yàn)算，或采用加墊板、支撐等臨吋設(shè)施承受。當(dāng)計(jì)算挑檐、 雨篷承載力時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個(gè)集中荷載；在驗(yàn)算挑

9、檐、雨篷傾覆吋， 應(yīng)沿板寬每隔2.5?3.0m取一個(gè)集中荷載。樓梯、看臺(tái)、陽臺(tái)和上人屋面等的欄 桿頂部水平荷載，應(yīng)按下列規(guī)定采用：住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒 所、幼兒園，應(yīng)取0.5kN/m;學(xué)校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館 或體育場，疲取1.0kN/m。</p><p>　　當(dāng)采用荷載準(zhǔn)永久組合吋，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。</p><p>　?。?）荷

10、載動(dòng)力系數(shù)。結(jié)構(gòu)受動(dòng)力作用吋，應(yīng)將荷載增大，這個(gè)增大系數(shù)就</p><p>　　叫荷載動(dòng)力系數(shù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的動(dòng)力計(jì)算，在奮充分依據(jù)吋，可將重物或設(shè)備 的自重乘以動(dòng)力系數(shù)后，按靜力計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2水平荷載一般來說，在對(duì)一些低矮的建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們主要考 慮的是豎向的荷載因素，而在一些高層建筑中，雖然豎向的荷載控制非常重要， 但是，水平荷載則起著主要的決定性作

11、用。鑒于此，在對(duì)一些高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們不僅要考慮豎向的荷載控制，更要注重水平荷載的影響，通過 提高建筑結(jié)構(gòu)水平荷載能力，進(jìn)而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。</p><p>　　2.3雪荷載雪荷載是指房屋上由積雪而產(chǎn)生的荷載，雪荷載是作用在屋面上 的。</p><p>　　《荷載規(guī)范》規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算： Sk=&mu;rSOo基本雪壓

12、是雪荷載的基準(zhǔn)壓力，一般按當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔戏e雪自 重的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)得出50年一遇最人值確定。屋面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不等于基本雪壓，而應(yīng)將基本雪壓乘以屋面積雪分布系數(shù)&mu;r。屋面積雪分布 系數(shù)&mu;r的意義是基本雪壓換算為屋面水平投影面上的雪荷載的換算系數(shù)。</p><p>　　2.4風(fēng)荷載風(fēng)荷載的人小與基本風(fēng)壓、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù) 和風(fēng)振系數(shù)有關(guān)。</p>

13、<p>　　基本風(fēng)壓?；撅L(fēng)壓是風(fēng)荷載的基準(zhǔn)壓力，一般按當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛?上10m高度處lOmin平均的風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)汁得出50年一遇最大值 確定的風(fēng)速，再考慮相應(yīng)的空氣密度，按公式w0=l/2pv02確定的風(fēng)壓值?；?風(fēng)壓可從《荷載規(guī)范》附錄中查得。風(fēng)荷載的組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)可 分別取 0.6、0.4、0。</p><p>　　風(fēng)壓高度變化系數(shù)。風(fēng)速是隨距地面的高度增加而增加的

14、，故風(fēng)壓也 是隨離地面高度增加而增加的。風(fēng)速隨高度的變化規(guī)律主要取決于地面的粗糙程 度。但當(dāng)離地面450m以上吋，風(fēng)速即不受地面粗糙程度的影響，風(fēng)壓高度變化 系數(shù)為常數(shù)。</p><p>　　風(fēng)荷載體型系數(shù)。風(fēng)荷載體型系數(shù)描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作 用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度冇關(guān)，也與周圍環(huán)境和</p><p>　　地面粗糙度有關(guān)。風(fēng)振系數(shù)《荷載規(guī)范》規(guī)定，以風(fēng)

15、振系數(shù)&beta;z來描述動(dòng)力 反應(yīng)的影響。規(guī)定對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，以及基本 自振周期T1大于0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來描 述風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，具體計(jì)算方法見規(guī)范。對(duì)于高度低于30m或高寬比小于1.5 的房屋以及自振周期Tl<0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，取&beta;z=1.0。</p><p>　　結(jié)語在建筑工程中，不同的

16、結(jié)構(gòu)形式以及不同的房屋裝潢技術(shù)，對(duì)建筑的 外觀以及建筑的荷載值都有著一定程度的影響。因而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載取 值演變成一個(gè)重要的內(nèi)容，也成為衡量房屋結(jié)構(gòu)可靠性以及建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè) 重要指標(biāo)。</p><p>　　參考文獻(xiàn):［1】張明朗.淺論建筑結(jié)構(gòu)安全性的實(shí)現(xiàn)［」］.山西建筑，2010,36(1): 89-90.［2】魏范陽.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題淺析［」］.科技致富向?qū)?2011(12).［3］ 宋志