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【摘 要】一般而言，建筑工程的施工质量受到了人们大量的关注，土木工程的荷载是相当重要的因素，其对土木工程的结构设计产生了较大的影响力。本文主要对土木工程的荷载与结构设计之间的关系做了介绍，并对土木工程结构设计的方法进行了进一步的阐述，另外也强调了荷载对土木工程的结构设计的影响。
【关键词】土木工程；结构设计；荷载；分析
【中图分类号】TU312 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）06-0006-02
建筑结构在设计的过程中，需要充分考虑到它使用的过程中，需要承受的各种作用以及压力，在土木工程领域中，建筑结构所承受的各种压力实际上是建筑施工过程中，各种荷载效应的总作用，建筑结构中所承受的荷载效应的组合也不尽相同[1]。
1.土木工程的荷载
1.1 土木工程设计与荷载之间的关系
1.1.1 土木工程的荷载概述
在土木工程中，荷载一般定义为施加在结构上的一组集中力或分布力，从而引起结构外加变形的或约束变形的原因，统称为结构上的作用。
1.1.2 土木结构设计的概述以及分析
土木结构设计采用什么类型的骨架将相应的建筑支撑起来，应该包括建筑材料尺寸的选择，它是否具有持久性以及耐用性等特征，顶层的土木工程的设计需要完成的工作如下：第一、结构方案的设计，满足预定的功能条件下，选择合理的结构形式；第二、结构的详细设计，完成荷载效应、荷载计算以及结构抗力的计算等[2]。
2.土木工程结构设计的方法分析
2.1 破损阶段设计方法
考虑结构在材料破损阶段进行的结构设计的方法称为破损阶段法，塑性应力分布之后的结构构件的截面承载力不小于外荷载产生的内力。该方法以构件时的受力状态为依据，充分考虑了材料的塑性性能，在表达式中引入了安全系数，使得构件有了总体安全度的概念[3]。
2.2 多系数极限状态设计方法
极限状态设计法明确的把结构的极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态要求结构构件可能的最小承载力不小于可能的最大外荷载产生的截面内力。正常使用极限状态是指对构件的变形及裂缝的形成或开展宽度的限制。在部分荷载和材料性能的取值上引入了概率统计的方法加以确定，也叫做半概率极限状态设计法。
2.3 概率极限状态理论设计方法
由于结构抗力和荷载效应的随机性，安全可靠应该属于概率的范畴，应当用结构完成其预定功能的可能性（概率）的大小来衡量，而不是一个定值来衡量。主要原因包括如下：（1）材料强度fy和fc的离散；（2）截面尺寸h0和b的施工误差；（3）应力-应变关系参数k1和k2。
3.荷载代表值与结构设计的分析
图1 频遇荷载值和准永久荷载值的示意图
土木结构设计的目的是为了防止结构功能降低时，在设计基准期内，有10%的时间荷载超过这个值，一般该数值就是荷载频遇值。当设计的目的是为了防止结构局部损坏时，主要是限制荷载超过某一限值的次数，这个时候用平均跨阈率νx来确定频遇值。荷载准永久值指结构上经常达到和超越的荷载值，它是指μx＜0.5时的荷载值。在设计基准期内，有一半时间荷载超过这个值，这个值就是荷载的准永久值。
4.土木工程荷载效应组合的设计对结构设计的影响
4.1 荷载设计对构件的影响
构件的可靠性对于荷载的取值，在结构设计时候如果荷载错误，按照错误荷载设计的结构其抗力应该与错误的荷载相对应，这样的话能够严重影响构件的可靠性，而且通过一些理论计算公式我们会发现如果结构设计荷载取值偏大的话，对构件的可靠性的提高作用并不大 。当地下水设防水位低于室外地坪标高时，作用在地下室底板、侧壁、挡墙上的地下水按活荷载作用，水位变化较大时分项系数取为1.4，否则可取1.35；给排水构筑物分项系数可取1.27。若乘以分项系数后的等 效水头高于室外地坪，则取到室外地坪标高。当地下水设防水位取为室外地坪标高时，地下水按恒荷载作用，分项系数取1.0。
4.2 荷载特点对结构可靠性的影响
永久荷载取值在设计基准期T内基本不变，统计分析结果可认为永久 的任意时点概率分布函数服从正态分布。不同的可变荷载、其统计参数τ、p以及任意时间点荷载的概论分布都是不同的。结构构件抗力根据概率轮中的中心极限定理指出,结构抗力R的概率分布类型均可假定为对数正态分布，在实际工程中，结构的功能函数往往是由多个随机变量组成的非线性函数，而这些随机变量并不都服从正态分布或对数正态分布，因此实际工程中采用近似概率法又称一次二阶矩法（包括中心点法和验算点法）分析结构可靠度。
5.总结
综上所述，本文对土木工程结构设计的方法进行了进一步分析，此外也分析了荷载对土木工程的结构设计的影响，从而为今后土木工程荷载与结构设计提供参考。
参考文献
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作者简介：胡益磊（1988.10），男，汉族，山东乐陵，助理工程师，研究生，东华工程科技股份有限公司，结构方向。
论文作者:胡益磊
论文发表刊物:《建筑知识》2017年6期
论文发表时间:2017/6/16
标签：荷载论文; 土木工程论文; 结构设计论文; 结构论文; 构件论文; 概率论文; 地坪论文; 《建筑知识》2017年6期论文;