浅谈建筑结构设计中荷载值的确定问题论文_于涛

浅谈建筑结构设计中荷载值的确定问题论文_于涛

黑龙江省建筑设计研究院

摘要:经济的发展带来了社会的进步,这些都在促进人们生活水平的提高,所以在这种情况下,人们对建筑工程的要求也就越来越高了。对于一个建筑工程来说采用不同的结构或者不同的装潢技术以及外观风格,都会在一定程度上影响到建筑荷载,所以荷载取值也已经成为建筑工程中非常重要的一项内容了。荷载取值合理与否将会在很大程度上决定这个建筑是否具有足够的可靠性,本文重点介绍了关于荷载方面的相关内容,并且对其作用和分类进行分析,希望可以让更多人了解到荷载取值的重要性。

关键词:建筑结构设计;荷载值;取值

我国经济目前处于快速发展阶段,并且带动着很多产业的发展,建筑产业目前发展非常迅速,并且也已经开始成为我国经济发展的支柱。对于建筑工程来说,其产品和人们的日常生活息息相关,所以相关测算工作就显得尤其重要。在测算工作进行的过程中,需要考虑到建筑结构所形成的各种荷载,这样才能给相关设计提供具体依据。

一、关于荷载的简要介绍

(一)建筑荷载的概念

正常来说在一个建筑工程施工过程中和交付使用之后会承担一些重量产生的作用力,这部分作用力就被称为荷载。除了其负重之外,也经常由于建筑结构中出现内部作用力而产生一定程度的荷载,这部分作用力往往是由于形变而产生的。举例来说,钢筋在焊接位置产生一定的形变、或者地基结构出现了一些变形、也可能是外界温度导致混凝土材料的膨胀或者收缩等等,除此之外很多自然灾害也会在一定程度上导致结构荷载的增加。

在结构设计的过程中,设计工作人员经常会测算建筑可能受到的外部作用力,确定了每一种数值的影响之后,将其中作用力比较大的一个参数作为主要设计中的主要参考依据,确认了荷载值之后,应该结合这个荷载值对于建筑结构的总体影响来确定其对建筑物会产生多大的应力、造成多大的变形,这样就形成了一个建筑工程的最终设计依据。

总的来说,建筑荷载的概念就是计算建筑结构中每个部件所能承载的作用力,一旦外部作用力超过了这个荷载值就会对其结构造成破坏,如果破坏程度较轻,就会导致其结构轻微变形,影响该建筑的使用年限,成为危楼;如果破坏程度较重,就会影响到建筑工程的整体结构,出现较大的裂缝,更严重时建筑就会坍塌,人们的生命财产安全会受到严重威胁,设计人员应充分计算建筑工程的荷载值,保证其结构的整体性,提高抵抗外力的能力,这样才能减少其形变形的产生。

(二)类别的划分

总体上来说,荷载值并非是一个固定数值,经常是随着建筑使用年限以及外部环境的变化而发生变动的,当前对于建筑荷载来说已经形成了比较明确的分类。

首先,根据时间变化来说,荷载可以分为三个类别:第一种是变化荷载,正常来说,建筑结构中的荷载往往是随着时间的变化而产生变动的,并且变动幅度较大,在设计中这也是一项非常重要的内容。举例来说,在降水天气下、大风天气下都会产生一定的荷载;其次是永久荷载,建筑结构自身的荷载是不会发生变化的,即便在一些特定条件下可能会出现一些波动,但荷载值变化程度较小,所以可以不进行考虑;第三种是偶然荷载,在很多时候,建筑荷载会不定期出现一些较大的变化,虽然其存在时间比较短暂,但是荷载值变化程度非常大,会对建筑造成一定影响,这往往是地震等自然灾害造成的。

第二,将建筑结构的产生的影响作为分类指标,共分为两种:其一,动态荷载,即荷载的出现对建筑结构整体或者局部构件产生数值较大的加速度,例如地震等;其二,静态荷载,即荷载的出现对建筑结构整体或者局部构件产生数值较小的加速度,当其程度较为轻微时,在设计过程中可以将其忽略,例如建筑结构的自身重量。

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(三)荷载的作用荷载对建筑结构的作用按照其作用形式可以分为直接与间接作用,但是无论是何种形式的荷载,其对建筑结构的影响结果基本相同,即能够使得建筑结构整体或者局部位置出现内部作用力、变形、移动或者产生缝隙等。因此,对荷载的作用可以作出如下定义:能够使得建筑结构整体或者局部构件出现一定程度变化的外部因素,均可称之为作用。在对建筑结构进行设计工作的过程中,对作用以及荷载仅仅是对其概念的一个区分掌握,对其产生原因以及影响程度不作计算,其原因在于该因素对建筑结构或者局部构件不构成较大程度的影响。在国内的建筑领域当中,将荷载的概念等同于对建筑结构的直接作用,而将作用的概念等同于对建筑的直接或者间接作用,部分情况下也将作用专门用作特指间接作用或者荷载。在工程设计以及施工的过程中,为了使用的简便,通常将对建筑结构的直接或者间接的作用统称为荷载。

(四)荷载的模型在建筑结构中对荷载的计算模型一般分为两种,其一为针对随机变量的概率计算模型,其二为针对随机过程的概率计算模型。当外部荷载不随时间的变化而出现相应的变化时,其数值基本保持稳定,在对其进行计算的过程中,通常采用随机变量进行相关分析以及处理。当荷载随着时间的变化而出现相应的变化时,在对建筑结构的设计过程中,在对永久性变化荷载以及可变性荷载的分析处理模型进行确定之后,依据建筑结构设计方案的要求,把荷载进行等效的处理,在处理的过程中要保证荷载同建筑结构整体或者局部变化的程度相一致,其分析内容包括顶梁的弯曲程度、顶梁受到剪切力的情况、柱结构的内力或者外力等。

二、建筑结构设计中荷载取值的确定

建筑结构设计对荷载值的确定过程中,建立合理有效的荷载分析处理模型,对其在统计过程中所对应的参数进行分析,是该过程中一项重要的环节。其中对对应参数的统计分析过程中,其主要对象为可变的荷载值,换言之则是包括永久荷载范围以外的所有荷载。在对可变荷载的分析过程中,通常认为其会随着时间的变化出现相应的变化,理论方面可以运用随机过程的模型进行分析处理,然而现阶段建筑结构设计人员对荷载的变化过程以及其分析过程并没有较为充分的掌握,因而为了操作方面的简便,在实际设计工作中通常运用对极值的统计进行研究工作。在荷载取值的过程中,要充分考虑到房屋内装潢以及物品的陈设情况,之后对可变荷载以及永久性荷载进行不同组合,最终计算出建筑之中每个房间内单位面积上永久性荷载以及可变性荷载,并严格根据该结果,充分结合各个房间交付使用之后的使用功能,对房间进行充分分析,并绘制相应的统计图纸,可采用统计学相关软件对数据进行相应的分析以及处理工作,最终得出各个条件下荷载的参数情况。

三、结语

国家经济的发展不断提高着人们的生活水平,房屋建筑给人们的生活和工作提供了基本的场所,所以其质量一直以来都被人们所重视。总体上来说,我国建筑结构的安全性和稳定性仍然还有很大的上升空间,荷载取值方面的精确度也有待于进一步提高,所以我们应该不断改良技术,提高计算的精确度,在未来一段时间的设计份工作中,应该将工作重点放在荷载值的分析上,这样才能大大提高建筑行业的发展水平,并且实现发展的可持续性。

参考文献:

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[5]张鱼菱. 设计中正确区别使用荷载的标准值和设计值的作用及意义[J]. 现代国企研究, 2017(2).

论文作者:于涛

论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期

论文发表时间:2018/3/27

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