1荷載的分類
建筑荷載并不一個恒定的量,其會隨著外部環(huán)境以及建筑的應(yīng)用時間而發(fā)生改變。現(xiàn)階段對建筑荷載有一個明確的分類。將時間作為分類的基準(zhǔn),可以將其分為以下三種類型:(1)變化荷載,在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時,荷載值會隨著時間的改變發(fā)生變化,并且該變化較大,因此在具體設(shè)計時,要加強(qiáng)對該項內(nèi)容的分析,不得忽略。例如,大風(fēng)天氣荷載、雨雪天氣荷載等。(2)偶然荷載,在設(shè)計建筑時,建筑會不定期的產(chǎn)生一些偶然變化,該變化特點為存在時間相對較短,但是其荷載值的變化較大,該變化的主要特點是,在較短時間內(nèi),荷載值會發(fā)生巨大變化,其中比較具有代表性的為地震[1]。(3)永久荷載,設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時,荷載值并不會發(fā)生變化,在某特定情況下,發(fā)生了改變,該變化值也較小,在問題分析過程中可以忽略不計,例如建筑自身構(gòu)件重量的改變等。將建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響作為分類指標(biāo),可以分為以下兩類:(1)靜態(tài)荷載,荷載的出現(xiàn)建筑的局部構(gòu)件夠整體產(chǎn)生數(shù)值相對較小的加速度,該荷載變化程度輕微,在具體設(shè)計過程中可以忽略不計,例如建筑結(jié)構(gòu)的自身重量。(2)動態(tài)荷載,荷載出現(xiàn)時,對建筑結(jié)構(gòu)造成較大影響,例如地震。
2荷載的作用及模型
2.1荷載的作用
荷載的主要作用是可以導(dǎo)致構(gòu)件和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的外力原因。荷載對建筑的作用依據(jù)形式的差異,可以分為間接和直接兩種不同的作用形式,但是無論是哪一種形式,其最終對建筑造成的影響結(jié)果都是相同的,就是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的局部或整體出現(xiàn)變形、裂縫等問具體[2]。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,針對作用以及荷載只是概念上區(qū)分,并不需要對產(chǎn)生的原因,以及最終造成的影響進(jìn)行計算分析。在我國的建筑領(lǐng)域行業(yè)中,將荷載概念等同于與作用。在建筑工程具體設(shè)計過程中,為了方便分析與應(yīng)用,通常將建筑結(jié)構(gòu)間接或直接作用,統(tǒng)一稱作荷載。
2.2荷載模型
建筑結(jié)構(gòu)中,計算和在模型通常都分為以下兩種不同的類型:(1)針對隨機(jī)變量的概率計算模型。(2)針對隨機(jī)過程中的概率模型。如果外部荷載不會隨著時間的改變而發(fā)生變化時,數(shù)值基本保持穩(wěn)定,此時對荷載進(jìn)行計算,通常采用隨機(jī)變量進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理。而如果隨著時間的改變,荷載發(fā)生的變化較為明顯,在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時,隨著時間的推移,不同的空間也會發(fā)生一定程度的改變,此時,在具體描述過程中,通常選用隨機(jī)過程中模型。在確定了可變性荷載以及永久性變化荷載時,要嚴(yán)格的依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的具體要求,對荷載進(jìn)行等效處理,在具體處理過程中,需要確保荷載與建筑的局部和整體的變化程度保持一致,分析中包括的內(nèi)容有頂梁彎曲車程度、頂梁受到的剪切力情況、柱結(jié)構(gòu)的外力或者能力等。依據(jù)條件上的差異,對荷載的具體分布情況進(jìn)行確定[3]。但是,需要注意,如果對于荷載的分布是在不同的情況下進(jìn)行的,在對實際荷載進(jìn)行計算后,進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理,該項工作將會變得更加復(fù)雜,同時工作量也較大,使建筑設(shè)計變得更加復(fù)雜。依據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示,在荷載的分析與處理過程中對方差進(jìn)行應(yīng)用,最終的結(jié)果同常用的分析方法之間存在較大的差異性。在分析永久性荷載時,描述的模型通常由以下幾個部分構(gòu)成:荷載平均值、不同的隨機(jī)變量、樓層變化產(chǎn)生的荷載、同一樓層位置不同而引起的荷載變化。
3建筑設(shè)計中荷載值的確定
3.1非地震狀態(tài)下的荷載值
通常來說,作用效應(yīng)主要分為偶然效應(yīng)和基本效用兩種,在問題分析過程中,建筑物依照承受力的具體程度,完成相應(yīng)的設(shè)計分析,一般都對基本效應(yīng)進(jìn)行重點考慮,在需要的時候,要對偶然效應(yīng)進(jìn)行重點考慮。在問題分析過程中,對于作用效應(yīng)形成的基本組合,其荷載效應(yīng)值,應(yīng)當(dāng)由永久性荷載效應(yīng)控制和可變性荷載效應(yīng)控制,對兩個組合中的值加以確定,并且在具體設(shè)計過程中,要選取其中最不利的數(shù)值[4]。荷載效應(yīng)的荷載通常分為可變性荷載和永久性荷載作為荷載組合,影響可變性荷載的因素較多,同時,不同的可變性荷載對建筑結(jié)構(gòu)的影響也存在較大的差異性,因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,必須要對多個可變性荷載在同一時間發(fā)生的概率進(jìn)行充分考慮,確保分析的合理性。由此可見,在荷載組合值系數(shù)引出時,要適當(dāng)折減標(biāo)準(zhǔn)值,確保設(shè)計的合理性。
3.2極限值的正常應(yīng)用,完成設(shè)計計算工作
(1)依據(jù)設(shè)計要求,確定相應(yīng)荷載標(biāo)準(zhǔn)荷載值對荷載值進(jìn)行確定時,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的依據(jù)設(shè)計時的具體要求,選取相應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合,這對于荷載值的準(zhǔn)定來說意義重大。例如,準(zhǔn)永久型組合或者頻遇組合,在具體設(shè)計過程中,都必須嚴(yán)格的依據(jù)規(guī)定的表達(dá)方式完成相應(yīng)的設(shè)計工作。在對極值進(jìn)行正常使用等情況下,主要的工作中是針對建筑構(gòu)件的抗裂寬度或者抗裂度,以及建筑變形的具體情況,完成相應(yīng)的驗算操作。針對危害程度的分析與考慮,其造成的破壞,并沒有在承載力下引起的建筑結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。由此可見,在具體設(shè)計過程中,可以依據(jù)具體情況,適當(dāng)降低對可靠度的要求標(biāo)準(zhǔn),在具體設(shè)計時可以實適當(dāng)采取荷載標(biāo)準(zhǔn)值,暫且不需要考慮分項系數(shù),更不需要對建筑結(jié)構(gòu)的重要系數(shù)進(jìn)行考慮,從而避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,確保工程的經(jīng)濟(jì)性。
(2)正常應(yīng)用極限狀態(tài),完成相應(yīng)的計算工作針對建筑中容易出現(xiàn)裂縫的一些建筑構(gòu)件,要驗算其受力裂縫寬度;而針對那些結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,不容易出現(xiàn)裂縫的建筑構(gòu)件,對其鋼筋混凝土的拉應(yīng)力展開相應(yīng)的驗算;而針對建筑中需要控指變形建筑構(gòu)件,需要對出現(xiàn)的變形情況,展開相應(yīng)的變形驗算。在建筑設(shè)計過程中,在正常應(yīng)用極限狀態(tài)下,應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計規(guī)范,以及具體設(shè)計上存在的差異性,采取永久組合、頻偶組合、變準(zhǔn)組合;依照荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組合分析,需要對長期作用下對相應(yīng)計算造成的影響情況進(jìn)行充分考慮與分析;在驗算基礎(chǔ)抗裂度時,針對荷載的取值,要利用標(biāo)準(zhǔn)組合,這是確保設(shè)計合理的關(guān)鍵;計算建筑的地基基礎(chǔ)時,考慮到地基變形驗算和形成的荷載作用,在具體分析過程中,需要選用準(zhǔn)永久性組合。
4結(jié)束語
現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,這增加了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。我國針對建筑荷載的分析與計算處于發(fā)展階段。因此,我國建筑荷載設(shè)計水平仍然有待提高,在建筑行業(yè)的不斷發(fā)展過程中,要對設(shè)計方法進(jìn)行不斷優(yōu)化,加強(qiáng)對荷載方面的研究力度,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,從而促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展腳步,實現(xiàn)建筑行業(yè)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
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