淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值的確定問題

孫久暉

摘 要：如今，建筑領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的提高而得以提升，人們對建筑的各項(xiàng)要求也變得越來越嚴(yán)苛。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑建造過程中有著非常重要的作用，它不僅是確定建筑整體形態(tài)的關(guān)鍵因素，還對建筑質(zhì)量有著很大程度的影響。但是現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)種類越來越多，內(nèi)容也變得復(fù)雜，所以就會在某種程度上增加建筑的荷載值，對建筑整體質(zhì)量和建筑施工效果都有一定的影響。本篇文章就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值的確定問題進(jìn)行論述，希望能對建筑建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；荷載值；問題

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效果與國外一些國家相比，還有一定的不足之處。雖然國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中也能有效的保證安全性和穩(wěn)定性，但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值的明確環(huán)節(jié)卻會由于各種因素的影響而出現(xiàn)問題，因此會與國外一些國家形成明顯的差距。近年來，各建筑工程不斷加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值明確環(huán)節(jié)的重視程度，以此來提升建筑工程質(zhì)量。如何更有效的掌控荷載值，也成為了各工程需要考慮的問題。

1 荷載值在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

荷載主要是一個(gè)工程中的概念，本身不影響結(jié)構(gòu)和建筑。結(jié)構(gòu)中的內(nèi)應(yīng)力會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，比如地基變形、混凝土收縮、溫度變化、裂縫等。在一般情況下，為了在工程中使用和交流方便，常常將直接作用和間接作用稱為“荷載”。荷載值是衡量建筑結(jié)構(gòu)可靠性和建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。每個(gè)建筑都有著不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)，因此每個(gè)建筑的荷載值也不相同。

荷載取值、荷載組合、荷載系數(shù)是建筑結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵要素。荷載值要按照最不利的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來進(jìn)行計(jì)算，這樣結(jié)構(gòu)遇到的風(fēng)險(xiǎn)會越小。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要首先根據(jù)荷載值的大小計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件。也就是說建筑構(gòu)件是否承重、承多少荷載、承受最大值或者極限值等都跟荷載值有著直接關(guān)系。如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過這個(gè)極限值就會遭到破壞，影響到建筑結(jié)構(gòu)安全，甚至建筑物的使用壽命。因此弄清建筑結(jié)構(gòu)的荷載值有著重大意義。

2 荷載取值標(biāo)準(zhǔn)

不同地區(qū)、不同要求、不同設(shè)計(jì)、不同使用時(shí)間期限的建筑物，荷載取值標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。荷載取值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值的概率性事件，其影響因素眾多，因此計(jì)算結(jié)果也會有很大不同。結(jié)構(gòu)荷載按照時(shí)間可以分為永久荷載、可變荷載、偶然荷載。永久荷載是結(jié)構(gòu)自重，比如基礎(chǔ)、墻、梁、柱等較重結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和其他長期作用在結(jié)構(gòu)上的不可變荷載。永久荷載采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；可變荷載根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值作為代表值；偶然荷載按照建筑結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)確定其代表值。

2.1 樓面和屋面活荷載。我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中給出了樓面和屋面活荷載的取值，住宅和辦公樓的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的取值為2.0kN/？，辦公樓樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值的保證率為92.1%，住宅樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值的保證率為79.1%。

2.2 屋面積灰荷載。一是在屋面除塵設(shè)施3-6個(gè)月清灰的制度下，根據(jù)積灰的厚度和灰容量來計(jì)算荷載值。二是結(jié)合以前積灰荷載經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參考。再把這兩者結(jié)合起來，確定積灰荷載。

2.3 我國地域遼闊，氣候特征復(fù)雜，雪荷載在不同的施工地域都有不同的荷載取值。如果有10年以上年最大雪壓資料可以通過資料進(jìn)行分析。

2.4 風(fēng)對高層建筑有很大的荷載作用，通常高層建筑在風(fēng)荷載值保持不變能夠保證建筑結(jié)構(gòu)安全。敞開式磚木結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)安全度進(jìn)行調(diào)整可以對風(fēng)荷載控制作用的結(jié)構(gòu)起到安全作用。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要荷載值的確定

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)件計(jì)算只有一個(gè)活荷載，可以通過公式的方法去判斷荷載效應(yīng)的組合值。因?yàn)楹奢d隨時(shí)間而變化，而且不同的構(gòu)件在不同的設(shè)計(jì)中應(yīng)取的荷載值不同，所以荷載值計(jì)算經(jīng)常采用荷載組合。荷載在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和組合的過程中要選取最不利的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。舊規(guī)范的荷載組合主要是根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)得出的被工程界普遍認(rèn)可的荷載組合系數(shù)。但是這種表達(dá)方式常常存在很多問題，現(xiàn)在工程中都會對舊規(guī)范荷載組合進(jìn)行探討和研究。

3.1 地基荷載值的確定

地基是建筑工程中做基礎(chǔ)的部分，也是影響建筑整體質(zhì)量做關(guān)鍵的部分，所以準(zhǔn)確的判斷地基基礎(chǔ)的荷載值，不僅能加固地基的穩(wěn)定性，還能為建筑工程的質(zhì)量提供有效的保障。首先，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對建筑地基所在的地質(zhì)環(huán)境和周圍環(huán)境有所了解，同時(shí)還要明確相關(guān)規(guī)定的規(guī)范程度，保證地基基礎(chǔ)的荷載值處于合理范圍之內(nèi)。其次，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對比，對每種方案進(jìn)行全方位分析，這樣才能選擇出最優(yōu)方案，技能保證地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，又能保證荷載值在規(guī)定范圍內(nèi)。最后，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員和施工人員還要結(jié)合地基施工圖紙，對地基基礎(chǔ)所承受的荷載值進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算和明確，對有可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)的更改。這樣，地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)才能堅(jiān)實(shí)牢固，荷載值也不會受到很大程度的影響。

3.2 墻柱荷載值的確定

墻柱在建筑工程中也扮演著重要的角色，它不僅起著有效的支撐作用，還是建筑結(jié)構(gòu)空間劃分的重要依據(jù)。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對其荷載值進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，除了像地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一樣進(jìn)行周圍環(huán)境的分析以及相關(guān)圖紙上的分析，還要對墻柱的重量、體積、各環(huán)節(jié)的尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以此來降低荷載值的最小誤差。

3.3 抗震荷載值的確定

另外，建筑工程團(tuán)隊(duì)還要將不可控因素考慮到荷載值的明確環(huán)節(jié)中，如自然災(zāi)害的出現(xiàn)，尤其像地震這樣對建筑整體結(jié)構(gòu)破壞明顯的自然災(zāi)害，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對地震荷載確定的重視程度。不同的建筑結(jié)構(gòu)擁有不同的抗震荷載值，所以工程設(shè)計(jì)人員一定要在明確建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)和整體效果后，在對抗震荷載值進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，這樣既能提升抗震荷載值的準(zhǔn)確準(zhǔn)確程度，還能間接的提升建筑整體的質(zhì)量。對于一些高層建筑而言，還可以通過時(shí)程分析法來進(jìn)行抗震荷載值的明確，同時(shí)還可以根據(jù)一些模型的抗震實(shí)驗(yàn)，對荷載值進(jìn)行進(jìn)一步的明確，以此來保證荷載值的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

要想將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載值進(jìn)行有效的明確，就需要建筑設(shè)計(jì)人員能夠全面掌握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和布局安排，在建筑結(jié)構(gòu)體系的受力和結(jié)構(gòu)處理方面，也要做到一定程度上的了解。雖然很多建筑工程都能通過科學(xué)的方法，掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載值，但是仍然存在一些不成熟的建筑工程，由于各種各樣的因素，不能對建筑結(jié)構(gòu)中的荷載值進(jìn)行明確的判斷，導(dǎo)致建筑質(zhì)量出現(xiàn)問題。因此這類建筑工程，要多向經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑工程學(xué)習(xí)和討教明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值的方法，這樣才能對提升建筑工程效率和質(zhì)量有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]莫磊，郭艷昭.芻議如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑的安全性[J].門窗，2017（07）.

[2]栗忠福，劉國東.提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的必要性分析[J].門窗，2017（07）.

[3]史開軍.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題與解決對策[J].中外企業(yè)家，2017（12）.