关于建筑工程荷载与结构设计的分析论文_杨春晓

关于建筑工程荷载与结构设计的分析论文_杨春晓

德州市建筑规划勘察设计研究院 山东德州 253000

摘要:建筑工程中的结构设计及其荷载问题是工程总体规划中的重点问题,从当前建筑结构框架体系的设计工作发展现状来看,其设计方法和模式还存在一定程度的问题。但是相信经过设计人员的不断改进和优化,我国建筑工程的基础主体结构荷载问题以及总体设计上的缺陷都会得到合理的解决。因此设计人员要不断提高设计工作的实际技术能力和水平,创新设计方法,立足实际,深入分析各类影响因素,注重设计的合理性和科学性。

关键词:建筑工程;荷载;结构设计;设计方法

1.建筑工程结构的荷载

1.1建筑工程设计以及与荷载的关系

对于实际的工程设计来说,荷载和作用力一般来说是不影响作用效应的计算和结构的本身。但是我们应该看到建筑结构的设计工作中,荷载类的问题带有一种鲜明的概念化,我国工程人员普遍认为荷载就是一种直接性的应力作用,但是这种应力作用并非在任何情况下都是直接作用于结构本身,而是存在间接性的影响的,因此就对设计工作产生了一些影响,设计人员根据荷载作用状况,改变了原有的设计方案,重点对结构形态做出了调整,以适应各类应力以及荷载问题引发的作用力。

1.2建筑工程荷载的分类

建筑工程荷载的分类可以有两种。第一种分类是按着时间的变化来进行的,一共可以分为3个类别,它们又有永久的作用,偶然的作用,可变的作用。对于永久的作用来说,它是在设计的基准期之内量的值是不随时间的变化的,或者说与平均值相比较而言基本就是没有什么变化,所以可以忽略不计的。因此,对于永久荷载的统计时间参数跟规律是没有关系的。它的随机性主要表现在空间位置的变异上面,比如说土压力、水位不变的水的水压力、预加压力、结构自重、地基变形、钢材的焊接变形、混凝土收缩等等都是属于永久作用的。对建筑建筑来说,这些是可以不考虑的。对于偶然作用,虽然它在设计的基准期之内出现的几率很少,有时就可能根本不会出现,但是,如果一旦出现,它的量能是很大的,对建筑物的损害程度就会很大;由于这种偶然作用持续的时间非常的短。比如说龙卷风、地震出现的撞击力、爆炸力等等都可以认为是偶然的作用。可变的作用在设计的基准期之内量能值是随着时间变化的,而且它的变化与平均值相比不可以忽略。与时间参数有关系的就是可变作用的统计规律。又比如说雪荷载、波浪荷载、水位的变化的水压力、风荷载、人群荷载、房屋建造当中的楼面活荷载、路面桥梁结构上面的车辆荷载、积累的灰尘的荷载等等,这些都是属于可变的作用的。第二是按着结构的动力反应分类的,主要是由两大类,一个是静态作用,另一个是动态作用,静态作用对结构或者构件不产生加速度的,也可以说是产生的加速度基本忽略不计。

2.建筑工程结构设计的相关设计方法

2.1结构可靠度设计

随着社会的不断进步,各种理论也随之升华。在概率论的发展和成熟基础上,结构可靠度设计方法就随之产生。这种方法在设计过程中需要分辨不同的极限状态,这些极限状态在本质上有很大的差异,并且在荷载标准值的确定中一定要使用数据统计的方法,这是保障标准值更加精准的基础。此外,在确定标记抗力系数和载荷时需要根据目标概率来确定。

2.2容许应力设计

这种方法的基础就是弹性理论,在使用这种方法的过程中必须要注意的是所有不确定因素都必须同系数,对于原材料,其极限强度可以不用统一,并且不用对材料的塑形进行考虑,在安全系数的确定中需要依靠自身经验来确定,主观性较强。

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2.3破损阶段设计

破损阶段设计的方法最早出现于20世纪30年代的前苏联,这种方法显著特点同容许应力设计一般,就是必须要同系数,并且在安全系数的确定中也是依据自身经验,但是,与容许应力设计不同的是,这种方法需要将材料的塑形能力考虑在内。

2.4多系数极限状态设计

结构极限状态就是指在遵循设计原则时结构能够满足的关于某项规定要求的临界状态,超过了这个状态,那么结构就是不合理的,不能满足相关的要求结构极限状态可以分为两种:承载能力以及正常使用极限状态。这种设计方法在使用中需要注意的是:第一,明确是哪种状态进行设计。第二,安全系数仍需由自身经验来确定。第三,需要用统计的方法对部分材料以及荷载系数进行确定。第四,需要使用不同系数,具体系数需要根据具体载荷以及抗力决定。

3.常见的建筑工程荷载效应组合方式

3.1标准荷载效应组合方式

这种组合方式根据其性质可以说和以前经常使用的短期效应组合有很大的类似之处,这种方式常用来对一般情况下的结构的多方面问题进行测算,例如结构的挠度以及裂缝等等。

3.2准永久荷载效应组合方式

这种组合方式从多方面上看可以说和以前常使用的长期效应组合极为相似,荷载标准值与准永久值的乘积就是准永久荷载效应的数值。该组合对可变荷载作用于结构的长期性进行了充分的考虑,在设计基期,其准永久值的概率必须保持在0.5左右。

3.3频遇荷载效应

这种组合方式相对于标准荷载以及准永久荷载效应组合来说是一种新型的组合方式,其充分的考虑到在结构设计基期内可变荷载超越其值的大小以及次数。到目前为止,这种组合方式在应用范围上相对狭小,并且在其频遇值系数的统计中还有很多问题,很多数值并没有完全的被统计出来,这就意味着这种组合方式离广泛应用还需要有很长的一段时间,有关人员在研究中仍然任重而道远。

4.提高建筑工程结构设计及荷载的意见和建议

首先,建筑工程设计的过程中,一定要重视对建筑工程结构设计及荷载工作的开展,明白这一工作在建筑工程建设和发展过程中的重要性和地位。建筑工程设计的水平以及其荷载的能力,这将会直接影响建筑工程建设的效果。因此,工作人员在正式开展建筑工程建设时,一定要提前做好建筑工程的设计工作。工作人员一定要结合该区域的实际情况,因地制宜开展建筑工程结构设计,提高建筑工程结构设计的合理性与科学性。其次,加快对建筑工程结构设计方面人才的培养,提高建筑工程工作人员的素质以及其工作能力。建筑工程建设的过程中,该工作水平和工作质量与建筑工程工作人员的工作能力和素质息息相关,因此,建筑工程建设主力军的培养是极为必要的。国家相关部门或者工程建设部门本身就应该要注重对人才的培养,加快人才引进工作,自身在发展的过程中也可以适当对工作人员进行一定的技能培训,提高工作人员的工作素质,为建筑工程工作的开展创造一个良好的条件。最后,在进行建筑工程结构设计的过程中一定要结合实际情况,因地制宜开展相关建筑工程结构设计工作,做到具体问题具体分析。

结语

建筑工程建设的质量关系重大,在很多工程建设领域内的专业人士都在考虑建筑结构设计的合理性和安全性,人们对于建筑工程的重视凸显出对当今工程建设质量与安全的重视程度大大提升。为此,作为一名建筑结构的设计规划工作人员,就更要深刻认识到自身工作的重要性和关键作用。在结构设计的总体布局和规划中,设计人员要充分、全面地了解工程建设的具体要求和面临的施工作业环境情况信息,综合多方建议和意见,重点对荷载问题等设计类缺陷加以弥补和完善,并且在积极推动新材料和新的设计理念上有所建树。

参考文献

[1]梁倩,林红利,许龙.浅谈建筑工程结构设计中实现安全性与经济性措施[J].四川水泥,2015(5):55-56.

[2]严旭,范盛颖,周光炳.BIM结构设计模型与计算软件贯通的研究[J].建筑建筑工程信息技术,2017(2):69-70.

论文作者:杨春晓

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/13

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