建筑结构设计中荷载取值问题探讨
发表时间：2020-09-14T06:33:21.880Z 来源：《建筑细部》2020年第14期 作者： 吴轶辉[导读] 在某种程度上说，结构设计荷载的大小直接关系着国家经济的发展水平。广州市水之道生态环境修复有限公司 广东广州 510380
摘要：随着国家经济的飞速发展和国际地位的不断提高，大众对生活标准的要求越来越高，并对自身安全意识的不断加强，不同的建筑结构设计原理和室内装饰技术措施会影响荷载指数和大众的美观意识。荷载大小是房屋设计中必然思考的一个非常关健参数。荷载大小是影响结构是否的安全关键因素，也是建筑设计的要点。因此，结构设计中的荷载大小是关系人们大众的重大问题。本文分析了目前结构概率模型设计，确定依赖于荷载的分类，从而确定结构概率模型准确的分析方式和明确荷载取值方法。伴随着经济的飞速提高和人们对生活水准要求提高，人们对建筑可靠性的要求也越加的严格。建筑物安全质量要求是其中最为重要并且基础要求。在此基础上，人们还需要建筑的美感和一定程度的视觉享受。相关人员在结构设计中，荷载值是必须慎重考虑的一个关健指标，因为它直接关系到建筑在设计年限的正常使用。在某种程度上说，结构设计荷载的大小直接关系着国家经济的发展水平。本文对结构设计中的负载值进行分析，并给与设计者一定的参考。
关键词：建筑设计；设计年限；结构可靠性；荷载大小 1引言
随着国家经济发展的突飞猛进以及基建工程的大力发展，人民大众对建筑工程的安全性和稳定性提出了越来越高的要求。然而，设计师在结构设计过程当中，容易受到荷载值不准确的影响，从而使结构的可靠性受到威胁。在这种情形下，减少了结构对实际生活的价值。在此基础上，施工人员必须从实际出发，即在明确荷载值的情况下，通过一定的计算找到一种方法和策略。在现代经济建设的背景下，实现建筑业可持续发展目标是关键。建筑行业从业人员应将荷载取值作重点研究，以满足人们对安全稳定生活环境的需求。为了提高结构设计当中荷载值确定的科学性，设计人员应根据荷载作用的基本形式，将结构荷载作用通常分为间接作用和直接作用两大类。经过分析，无论何种作用形式，最终的影响结果几乎是相同的，即建筑物会发生内力、变形或位移。因此，荷载的主要作用可以定义为可能改变结构或构件的外部原因。在建筑结构设计中，作用和荷载的概念还比较笼统，无法准确计算出具体的因果关系。 2 荷载情况的分类
伴随着人民大众对结构安全性的要求越来越高，设计师需要对建筑结构中的不同施工过程进行全面分析，以满足人们对建筑可靠性越来越高的要求。一般情况下，建筑结构的荷载会受时间变化的影响，根据作用试件可将荷载大致可分为以下几种类型：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。（1）永久荷载的取值与时间变化关系不大（如自重图1），主要随空间形状变化而变化，即整体随机变量进行分析并进行数据的处理。（2）可变荷载的变化主要包含时间和空间形状变化两个方面。因此，设计者在计算过程中应该使用随机概率模型，这样才能对建筑结构设计进行全面的考虑，并且能够有效地提高管理水平。（3）偶然荷载（如雪荷载），偶然荷载出现的概率较小，通常在长时间内出现一次，偶然荷载一旦发生，其数值通常较大，这将极大地建筑的结构的安全，结构可能会出现较大的变形，对结构产生不利的影响。根据建筑结构设计的统一标准，荷载的标准值在《建筑结构荷载规范》中有规定，关心到载荷随时间和空间的变化，对住宅、宾馆和学校楼面荷载进行了统计调查，并采取相应的概率统计模型。在该模型中，直接用房间面积平均载荷代替等效均匀载荷。虽然这在理论上没有特别严格，但对统计计算结果也不会产生严重影响，但可以大大减少调查和统计的工作。近年来，由于人们对生活品质的提高，对家具和家用的要求也越来越高，家具和电器的荷载也越来越重。设计师一般认为采用之前的荷载标准值是过时的，规定的负荷标准值是在安全和经济平衡的基础上确定的，有些改进是必要的。对荷载进行研究的目的是寻找适合实际情况的理论荷载模型，并在这个的基础之上提出不同的荷载取值，房屋使用年限表如表1。
通常根据结构的反应将其分为动态作用和静态作用。静态作用不会对结构或结构部件造成任何加速度，或者可以忽略其产生的加速度的影响。动力作用是对结构或结构部件产生相当大的加速度，并对结构产生影响。在当今社会发展中，随着人们对建筑结构安全性需求在不断提高，对结构设计中的各个环节进行全面分析已成为一种不可忽视的措施和设计方法。施加在建筑物上的荷载按时间变化可分为永久荷载、变荷载和意外荷载。永久荷载的大小随时间的变化不大，其存在取决于不同的空间形式。因此，其统计结果与时间关联较小，由随机变量的概率模型来叙述。可变荷载的随机性体现在空间和时间上。在运算时，应使用随机概率模型进行叙述，以保证管理分析与结构设计的相结合。偶然荷载的特征是在建筑使用年限发生概率较小，但一旦发生，其规模非常大，可能会产生严重的应力，会使结构产生较大的位移。地面活荷载可分为永久活荷载和临时活荷载。连续动荷载是指地面在一定阶段保持不变的荷载状态。除非发生位移，荷载通常变化不大。临时生活负荷是由各种原因和因素造成的一种临时性的短期负荷。其主要特点是时间不规律、负荷变化。根据荷载随空间位置的变化，可分为固定荷载和变荷载。固定荷载可以在结构空间位置上有固定分布，而可变荷载可以在结构空间位置的一定范围内任意分布。 3、概率模型的分析
描述荷载的概率模型有两种类型，第一种类型是随机过程概率模型，第二种是随机变量概率模型。恒载值不会跟时间变化，并一直处于一个常数值，可作为随机变量的函数进行统计分析。对于作用在结构上的活荷载，在整个设计基准期内，它不仅在空间上有可变性，而且在时间上也有可变性，其值随时间而变化。因此，活荷载需要采取随机过程的概率模型进行相应的分析。平稳随机过程强调影响过程的关健因素不随时间变化，它就可以被认为是平稳状态。对楼板在荷载作用下的主要影响因素是规定的结构设计不会随时间的变化而不显著，因此荷载概率模型的地板在整个时间轴上的稳定性可以看作是一个随机过程试验。《建筑结构可靠性设计统一标准》中采用的概率模型是平面二项模型。持久性活荷载的值可以用随机场模型来描述。模型由四个部分组成：反映相同建筑物持久性活荷载总体的平均值，反映相同建筑物之间荷载差异的随机变量，反映同一建筑物不同楼层之间荷载差异的随机变量，反映同一楼层不同位置荷载变化的随机场，有的概率模型同时结合了各个楼层荷载间的关联性。对于短时活荷载，通常需要将楼板化为几个不同区域，计算不同楼板区域内的集中荷载数值及数量，进而再建立随机场模型。由于临时性活荷载并不会时长出现，而且分散性大，完全用统计方法进行分析有一定困难，通常要结合实际工程解决问题，同时临时性荷载出现的频率不高，且离散性较强，很难用统计方法对其进行全面分析。应参照实际工程来解决问题。
4 荷载取值范围
荷载概率模型的建立和统计参数分析的确定是统计和分析荷载值的重要内容。统计参数主要与可变荷载有关。除永久荷载外，其余荷载都可视为可变荷载。时间参数与可变荷载有关联。理论上，应采用随机过程的概率分布模型由于对各种随机加载过程的采样函数和性质缺乏很好的理解，为了简单起见，我们主要使用极值统计量或稳态二项随机过程来描述概率模型。载荷值应根据每件家具的重量和每件家具的表面积进行综合计算。通过单位面积重量计算出各个区域家具重量、各个区域的面积和单位的人数临时堆放材料的重量，然依据持久性与临时性活荷载进行组合，最后得出各个区域各部分永久活荷载的单位面积重量和临时活荷载的单位面积重量。根据单位面积重量，以及不同建筑物的功能，每个房间和直方图分析，并绘制，基于直方图分布和假设分布并对结果进行相应的检验，最后得到了各工况下荷载参数和分位下的标准值。 5 结束语
随着国民经济的飞速提升和人民对生活要求的不断提高，建筑使用安全和人们居住体验已成为当今的中心问题。由于在我们国家建筑结构整体的可靠度、使用性和安全程度还相对较低，在目前的楼板中仅保证荷载标准值是不够的。提高荷载标准值是研究建筑设计的重点方向。在社会不断发展的今天，人们的生活水平和生活质量不断提高，对建筑的要求也越来越高。对既有建筑进行了严格的分析，结果表明仍存在安全可靠度不足、使用寿命短等问题。从建筑的功能出发，设计者必须从实际情况出发，严格计算荷载标准值，提高其精度。 参考文献：
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