關于建筑結構設計中荷載問題的探究

1、<p>　　關于建筑結構設計中荷載問題的探究</p><p>　　史濟法中國聯(lián)合工程公司浙江杭州310052</p><p>　　摘要：為提高建筑結構的使用性能和安全性要求，建筑設計人員需要對結構</p><p>　　安全和承載能力進行不同程度的精確設計和計算。文章分析了建筑結構設計中荷 載問題，加強荷載值的分析方法以及確定方法的研究力度，對實現(xiàn)建筑領域的

2、可 持續(xù)發(fā)展有著重要的作用。</p><p>　　關鍵詞：建筑結構；設計；荷載</p><p>　　目前，我國建筑工程領域安全事故時有發(fā)生，而且各種地質災害也頻繁出現(xiàn)， 建筑結構設計中的安全問題成為社會各界日益關注的焦點話題。</p><p>　　不可否認的是，目前我國建筑結構的安全使用性能、穩(wěn)定性水品仍有待提高， 尤其需要注意在建筑結構設計做好荷載取值問題。<

3、;/p><p>　　建筑結構設計中荷載分類及代表值1.1荷載的分類（1）永久荷載。在結 構使用期間，荷載值不會隨著時間的變化而變化，或者變化幅度較小可以忽略不 計，其長期作用在結構上，在結構上的作用位置也不變。永久荷載主要括結構 自重、土壓力、預應力等。</p><p>　　（2）可變荷載。在結構使用期間，隨著時間的改變其荷載值也出現(xiàn)變化， 但是作用位置可變，且像風荷載、吊車荷載等能引起結構振

4、動，使結構產(chǎn)生加速 度。可變荷載住包括擴樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、 雪荷載等?？勺兒奢d的大小隨時間而變，（3）偶然荷載。在結構使用期間不一定 出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。例如爆炸力、撞擊力等。</p><p>　　1.2荷載代表值（1）荷載標準值。荷載標準值是荷載的基木代表值，指結 構在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。荷載標準值統(tǒng)一由設計基準期（50年） 最大荷載概率分布

5、的某個分位值來確定，有永久荷載標準值（Gk）和可變荷載標 準值（Qk）。（2）可變荷載組合值。當結構同時承受兩種或兩種以上的可變荷載 時，考慮到荷載同時達到最大值的可能性較小，因此除主導荷載（產(chǎn)生最大荷載 效應的荷載）仍以其標準值為代表值外，對其它伴隨荷載，可以將它們的標準值 乘以一個小于或等于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。在設計基準期內(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。它相當于在結構上吋而或多次出現(xiàn) 的較大荷載，但總是小于荷載的標準值。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷 載頻遇值系數(shù)：即Qf=&psi;fQk。（4）可變荷載準永久值。在設計基準期內(nèi)，其 超越的總吋間約為設計基準值一半（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)常作用于結構上的可變荷載。K?值等于可變荷載標準值乘以可變 荷載準永久値系數(shù)：Qq=&psi;q</p&

7、gt;<p>　　建筑結構設計主要荷載設計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、設備等荷載。按樓面等 效均布活荷載的確定方法，將實際荷載換算成為等效均布活荷載，再經(jīng)統(tǒng)計分 析后，確定活荷載的標準值。設計墻、柱及基礎吋應對各層樓面的樓面活荷載標 準值進行折減。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。設計屋面板、檁條，鋼筋混凝土挑 檐、雨篷和預制小梁時，施工或檢修集中荷載（人和小工具的自重）應取l.OkN, 并應在最不利位置處進行驗算。對于輕型構件或較寬構件，當施工荷載超過上述 值吋，應按實際情況驗算，或采用加墊板、支撐等臨吋設施承受。當計算挑檐、 雨篷承載力時，應沿板寬每隔1.0m取一個集中荷載；在驗算挑

9、檐、雨篷傾覆吋， 應沿板寬每隔2.5?3.0m取一個集中荷載。樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄 桿頂部水平荷載，應按下列規(guī)定采用：住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒 所、幼兒園，應取0.5kN/m;學校、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>　　當采用荷載準永久組合吋，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。</p><p>　?。?）荷

10、載動力系數(shù)。結構受動力作用吋，應將荷載增大，這個增大系數(shù)就</p><p>　　叫荷載動力系數(shù)。建筑結構設計的動力計算，在奮充分依據(jù)吋，可將重物或設備 的自重乘以動力系數(shù)后，按靜力計算進行設計。</p><p>　　2.2水平荷載一般來說，在對一些低矮的建筑進行設計的時候，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，在對一些高層建筑結構進行 設計的時候，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 提高建筑結構水平荷載能力，進而增強建筑結構的穩(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準值，應按下式計算： Sk=&mu;rSOo基本雪壓

12、是雪荷載的基準壓力，一般按當?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)計得出50年一遇最人值確定。屋面上的雪荷載標準值 不等于基本雪壓，而應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風荷載風荷載的人小與基本風壓、風壓高度變化系數(shù)、風荷載體型系數(shù) 和風振系數(shù)有關。</p>

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

14、，故風壓也 是隨離地面高度增加而增加的。風速隨高度的變化規(guī)律主要取決于地面的粗糙程 度。但當離地面450m以上吋，風速即不受地面粗糙程度的影響，風壓高度變化 系數(shù)為常數(shù)。</p><p>　　風荷載體型系數(shù)。風荷載體型系數(shù)描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風壓作 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，也與周圍環(huán)境和</p><p>　　地面粗糙度有關。風振系數(shù)《荷載規(guī)范》規(guī)定，以風

15、振系數(shù)&beta;z來描述動力 反應的影響。規(guī)定對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結構，以及基本 自振周期T1大于0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結構，應采用風振系數(shù)來描 述風壓脈動的影響，具體計算方法見規(guī)范。對于高度低于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、煙囪等高聳結構，取&beta;z=1.0。</p><p>　　結語在建筑工程中，不同的

16、結構形式以及不同的房屋裝潢技術，對建筑的 外觀以及建筑的荷載值都有著一定程度的影響。因而在建筑結構設計中，荷載取 值演變成一個重要的內(nèi)容，也成為衡量房屋結構可靠性以及建筑設計質量的一個 重要指標。</p><p>　　參考文獻:［1】張明朗.淺論建筑結構安全性的實現(xiàn)［」］.山西建筑，2010,36(1): 89-90.［2】魏范陽.建筑結構設計中應注意的問題淺析［」］.科技致富向導.2011(12).［3］ 宋志