摘要：土木工程作为一个比较宽泛的科目，其荷载量和荷载类型非常大，近年来，随着我国经济水平的逐渐提高，在人民的经济能力的不断增长的带动下使得建筑行业同时也得到了飞速发展。人们的需求也日益呈现出多元化的趋势，为了满足不同人的不同需求，我国的土木工程结构也不得不逐渐向多元化的方向靠拢。但是这样一来也进一步使得土木工程结构承受荷载的形式种类更加复杂多样，这无疑是向土木工程结构的设计和质量提出了更高的要求和标准。
关键词：土木工程；荷载；结构设计；分析
一、土木工程荷载与结构设计概述
（一）设计与荷载的关系
在土木工程中经常会提及两个名词即“荷载”与“作用”。对于实际生活中的工程设计来说，一般来说荷载和作用对整体土木工程的作用效应计算和结构的本身并不会产生多大的影响，这两个名词主要就是两个建筑工程的概念问题。就我国而言，在工程进行的一般情况下，荷载具体就是指直接的作用，作用则是指间接作用和直接作用[1]。而在在国际范畴上，对于“荷载”和“作用”并没有进行概念上的严格划分。
现在将土木工程划分的重点环节进行了几个点的严格划分，主要分为工程策划、施工设计和具体施工[2]。而其中影响整个工程的效果的最重要环节就是施工设计，其主要的设计涵盖面可以概括为结构设计和功能设计两大类。工程过程中对于需要支撑部分，采用怎么样的形势骨架支撑，对作用力和反作用力如何抵抗传递，整个工程采取哪种主材料，每个部分所采用的不同材料具有什么养的材料优势等等这些问题都是在施工设计时面对的结构设计问题[3]。而功能设计则需要重点考虑设计成果能否实现整体的工程建造用途，满足工程的建造目的。工程结构设计是对于工程结构适用性、美观性、可靠性与经济使用效益四者进行的综合衡量，从而达到一种非常合理的平衡状态。使工程建造的最终结构可以满足各项预定功能。
（二）荷载的分类
1.按时间变化分类
按照时间变化可以分为永久作用、偶然作用、可变作用这三类。在设计的基准期之内对于永久作用的量值是不会随着时间变化而变化的，换句话说就是平均值相比较而言永久作用是几乎没有变化的，所以一般情况下永久作用是可以忽略不计的。因此，对于永久荷载的统计时间参数与规律是没有直接关系的。偶然作用在设计的基准期之内不是一直出现，但是一旦出现了，它的量值就会变得很大，但是持续时间却非常短[4]。比如说龙卷风等一些外力的作用都可视为偶然作用。可变作用在设计的基准期之内其量的值是随着时间变化而变化的，而且它的变化与整体的平均值相比较而言是不可忽略的。
2.结构动力反应分类
按照结构的动力反应我们可以将结构动力的反应分为两大类，即静态作用和动态作用。静态作用是对整体结构或者工程构件不会产生加速度的，即使产生了相应的加速度也是可以忽略不计的，比如说房屋楼面荷载等。而动态作用则是整体结构或者工程构件一定能够产生加速度的，而且这种加速度是不能够被忽略的。比如说地震、需要车辆行驶通过的桥梁、火车、高铁荷载等。
二、土木工程结构设计方法
（一）土木工程结构设计的发展
当今世界土木工程的发展趋势正处于的蒸蒸日上的积极上升中，利用各类工程项目进行经验的不断积累和对各类先进科学技术的不断深入研究，并且结合不同生产实践中所得到的经验和教训，关于土木工程结构设计和功能设计方面的方法和理论知识也在不断地完善丰富，使得后期的设计方案越来越趋于完美。在设计方法完成了由定值法向概率法发展的目标，其中主要表现在四个方面[5]。1.工程中容许应力的设计方法；2.工程破损阶段修复设计法；3.利用半概率、半经验的极限状态设计法；4.近似概率的极限状态设计法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）土木工程结构设计方法的简要概述
就近几年的发展趋势来看，我国的相关工程技术部门已经编制并颁布了第一批对于工程结构可靠度衡量的初级标准以及关于铁路、建筑、公路、港口和水利水电工程结构可靠度设计的初级标准。但是还有很多的类型特殊设计方案少见的结构设计没有办法进行标准统一。但是对于大范围的工程结构来说其可靠度的设计标准规定和结构设计规范都必须是采用国际统一的概率理论作为为基础，进行极限态度的设计。这样可以整体促进我国土木工程结构构件统一度达到可靠标准。
三、土木工程设计荷载和结构、抗力之间的分析
（一）结构可靠性的影响因素和随机性
可能对工程设计的结构可靠性产生影响的因素是很多的，其中最主要的影响因素我们将他总结为两大类，一类就是结构本身对各种可能产生的作用效应的自身抵抗能力，而另一类就是结构需要承受的来自外界的作用力[6]。当作用施加在结构上面时将在结构的支座处产生相应的反作用力，然后造成结构产生一系列不稳定因素，如应变内力、结构变形、结构倾覆和构件滑移等等。其中应变内力又包括结构构件产生的弯矩、轴力、扭转以及剪力。这些可能对结构抗力产生影响的主要因素具体是由构件的几何参数、构件材料性能以及射界计算模式精确性等决定影响的。
（二）土木工程结构的可靠度
在土木工程中所谓的结构可靠度指的就是时间问题，比如说在规定的时间范围之内和一定的条件范围之下，可能完成的所预定功能的概率。这样看来，结构的可靠度对于结构的可靠性的一个重要的衡量标准。而更简单的来说，就是对结构的可靠性一定要在标志上有一个定量的概念。在各种各样的随机条件因素的影响下，结构能够完全承受的预定的功能能力是不可能预先进行确定的。只有通过对概率的研究和把握才能够进行比较清晰地描述[7]。在工程建设过程中，会发生结构失效的概率一般极小，所以对失效概率的结构可靠度进行更细致的把握也就可以进一步的避免结构失效事件的发生，所以在工程结构可靠度衡量上，我们普遍习惯于失效的概率量来度量整体结构的可靠性[8]。
四、结论
土木工程技术能发展至今，其技术手段、结构设计、荷载能力和作用对技术的推动和支持起到了至关重要的作用，这一点是我们无论是谁都不可以将其进行忽视的。然而随着社会的发展和各种各样的新的科学技术的不断突破和出现，以及人类活动范围的逐渐扩大，土木工程所需要面对的服务对象也会越来越多，越来越广。未来的土木工程建筑技术的发展有可能会逐渐面向海洋、冰川和太空，再此我们都在期待着随着国家技术的不断进步，土木工程设计领域的人才们能为我国设计和创造出更多的新材料、采用更先进的设计方式，让国家的建筑行业能在科学技术的支撑下变得更加值得人们信赖，带动我国的建筑事业迈向更高的层次和水平。
参考文献：
[1]楚国枫.土木工程结构设计及荷载分析[J].科技资讯，2017，15（34）：240-241.
[2]李胜军.论土木工程结构设计的控制措施[J].住宅与房地产，2017（33）：79.
[3]王强.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].农家参谋，2017（19）：200.
[4]王强.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].农家参谋，2017（17）：213.
[5]乔栋.土木工程建设中房屋建筑结构设计常见问题分析[J].现代工业经济和信息化，2016，6（13）：83-84.
[6]乔栋.关于土木工程的结构设计和工程荷载研究[J].当代化工研究，2016（06）：76-77.
[7]常英.议关于土木工程的结构设计和工程荷载[J].黑龙江科技信息，2016（06）：209.
[8]吴传伟.土木工程荷载与结构设计的研究[J].江西建材，2014（16）：21.
论文作者:谢志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/11
标签：土木工程论文; 荷载论文; 结构论文; 作用论文; 结构设计论文; 工程论文; 概率论文; 《基层建设》2018年第24期论文;