關(guān)于土木工程荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析

席敦儒　田君紅

摘 要：土木工程建設(shè)期間，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，影響著工程結(jié)構(gòu)實際負(fù)載力、安全性、穩(wěn)定性和耐久性。所以，在此工程建設(shè)期間，必須注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要依據(jù)各項施工標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)計工作，以此強(qiáng)化工程建設(shè)成品質(zhì)量，更好的抵御突發(fā)災(zāi)害，為大眾營造安全的居住環(huán)境?；诖?，本文選擇就土木工程荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計這一論點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，未為了確保分析的全面性和科學(xué)性，設(shè)計如下研究框架。首先，闡述土木工程相關(guān)理論定義，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計理論內(nèi)涵與荷載設(shè)計的理論內(nèi)涵，加深對理論知識的理解，為后續(xù)的闡述奠定理論基礎(chǔ)。分析土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，包括結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計方法、容許應(yīng)力的設(shè)計方法等。再次，闡述土木工程荷載分析，保障此論點(diǎn)研究的深入性。最后，給予土木工程結(jié)構(gòu)和荷載設(shè)計有效建議。

關(guān)鍵詞：土木工程;荷載;結(jié)構(gòu)設(shè)計

現(xiàn)階段，伴隨我國市場經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，帶動城市化建設(shè)，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。建筑產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，豐富建筑結(jié)構(gòu)的類型，如土木工程建筑的結(jié)構(gòu)就逐漸朝向多元化、豐富化方向發(fā)展，以此去滿足大眾日益多元化生產(chǎn)生活需求。土木工程建設(shè)期間，結(jié)構(gòu)多元化、復(fù)雜化，增加工程建設(shè)難度。因此，必須選擇適合的荷載形式，做好結(jié)構(gòu)整體設(shè)計，注重布置的方案，這樣才能確保土木工程建設(shè)的質(zhì)量，帶動現(xiàn)代化建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 土木工程相關(guān)理論闡述

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計理論內(nèi)涵

土木工程的結(jié)構(gòu)，就是設(shè)計出一個可以承受整體的荷載骨架，對建筑物起到支撐的作用。土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計，就是針對工作建設(shè)期間，結(jié)合需要應(yīng)用的施工材料、具體施工尺寸大小以及骨架種類等，對給出建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃。

1.2 荷載設(shè)計理論內(nèi)涵

結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究成果和文獻(xiàn)資料給出，土木工程的荷載就是土木工程建筑成品，在遭受不同力的作用后，在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的不同程度的變形現(xiàn)象的概述。土木工程的荷載形式較為多樣，依據(jù)分類的方式，可劃分成兩個種類。其一是依據(jù)時間的變化進(jìn)行分類，可劃分成偶然性的荷載與永久性的荷載。其二是依據(jù)結(jié)構(gòu)動力的反應(yīng)進(jìn)行分類。可以分成動荷載與靜荷載兩個種類[1]。

2 土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

2.1 結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計方法

為了確保土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性，可在結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，把概率論作為理論支撐，結(jié)合各個不同的極限狀態(tài)，結(jié)合耐久性以及承載力的極限情況去設(shè)計，可確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性。此外，荷載數(shù)值的設(shè)計可利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法獲得，調(diào)查和分析數(shù)據(jù)，然后明確結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)，通過目標(biāo)概率，去獲得抗力系數(shù)以及荷載的關(guān)系，可保障結(jié)構(gòu)的安全性。

2.2 容許應(yīng)力的設(shè)計方法

容許應(yīng)力的設(shè)計方法在早期就被提出和應(yīng)用，把理論研究作為基礎(chǔ)，在判斷設(shè)計結(jié)構(gòu)期間各個系數(shù)以及不確定因素后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計。但是需要特別注意的是，容許應(yīng)力的設(shè)計沒有特定標(biāo)準(zhǔn)的衡量材料去界限極限，而是利用經(jīng)驗去明確安全系數(shù)，忽略了材料自身塑性以及性能。

3 土木工程荷載的組合模式分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)式荷載效應(yīng)的組合方式

標(biāo)準(zhǔn)式荷載效應(yīng)的組合方式，從其性質(zhì)的角度來看，和以往經(jīng)常應(yīng)用到的短期效應(yīng)組合之間，具有一些相同之處。這種方式可對多方面問題有效預(yù)算，如可以對結(jié)構(gòu)撓度和裂縫進(jìn)行有效計算。

3.2 準(zhǔn)永久式荷載的組合方式

準(zhǔn)永久式荷載的組合方式，可以往經(jīng)常應(yīng)用到的長期效應(yīng)荷載組合方式具有相同之處。荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)確永久值，二者相互乘積就可作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的參考要素。在設(shè)計的基礎(chǔ)時期，要注意保持準(zhǔn)永久值百分率在0.5上下[2]。

3.3 頻域荷載式組合方式

頻域荷載式組合方式和上述兩種荷載組合方式相比較，較為新穎，是一種全新的荷載組合模式。此組合模式在設(shè)計期間，優(yōu)先考慮到土木工程設(shè)計期間可變的荷載數(shù)值以及次數(shù)，依據(jù)次數(shù)和荷載系數(shù)的變化，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計。頻域荷載式組合方式也存在自身不足，如應(yīng)用范圍有限，可能在頻遇值系數(shù)設(shè)計期間遇到一些問題，一些數(shù)值不能全部被統(tǒng)計，因此，增加設(shè)計人員的工作難度。頻域荷載式組合方式這一不足，也正是當(dāng)下研究人員突破的難點(diǎn)[3]。

4 土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計舉措

4.1 明確土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計重要性

在設(shè)計期間，相關(guān)單位以及工作人員，必須明確土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計工作重要性，知道此項工作在土木工程設(shè)計期間的地位以及重要性。要求各個設(shè)計人員依據(jù)相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)，做好前期的設(shè)計準(zhǔn)備工作，保障土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計合理性[4]。

4.2 從實際出發(fā)，因地制宜進(jìn)行設(shè)計

工作人員在設(shè)計環(huán)節(jié)，也要立足于實際，從實際出發(fā)，在調(diào)查和掌握土木工程建設(shè)區(qū)域?qū)嶋H情況后，針對性去設(shè)計，因地制宜落實此項工作，強(qiáng)化土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計科學(xué)性以及合理性[5]。工作人員設(shè)計能力和設(shè)計效果聯(lián)系密切，因此，也要注重人才的培養(yǎng)和能力提升，樹立培訓(xùn)理念，建立一定周期，定期進(jìn)開展理論知識和技能培訓(xùn)活動，確保其具有較高理論素養(yǎng)和技能。此外，也可建立獎懲制度，激發(fā)起工作熱情，更加主動的去學(xué)習(xí)、去參與土木工程設(shè)計工作。

5 結(jié)語

綜上所述，可以看出，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，可以利用結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計方法（此方法可利用通目標(biāo)概率，去獲得抗力系數(shù)以及荷載的關(guān)系確保結(jié)構(gòu)的安全性。），利用容許應(yīng)力的設(shè)計方法（把理論研究作為基礎(chǔ)，判斷各個系數(shù)以及不確定因素，通過利用經(jīng)驗明確安全系數(shù)）。土木工程荷載組合的設(shè)計，可選擇標(biāo)準(zhǔn)式荷載效應(yīng)的組合方式、準(zhǔn)永久式荷載的組合方式，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性，滿足土木工程設(shè)計的目標(biāo)，確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。最后，為了落實好土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計工作，在結(jié)構(gòu)設(shè)計期間內(nèi)，應(yīng)明確土木工程的結(jié)構(gòu)與荷載設(shè)計重要性，從實際出發(fā)，因地制宜，進(jìn)行設(shè)計，做到具體的問題具體去分析，強(qiáng)化設(shè)計效果。

參考文獻(xiàn)：

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[4]曹鵬杰，安占義，尚春林.議關(guān)于土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程荷載[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2017（06）：179.

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