建筑結構設計荷載值問題分析
時間:2022-08-07 10:05:54
導語:建筑結構設計荷載值問題分析一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
1荷載的分類
建筑荷載并不一個恒定的量,其會隨著外部環境以及建筑的應用時間而發生改變?,F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,可以將其分為以下三種類型:(1)變化荷載,在設計建筑結構時,荷載值會隨著時間的改變發生變化,并且該變化較大,因此在具體設計時,要加強對該項內容的分析,不得忽略。例如,大風天氣荷載、雨雪天氣荷載等。(2)偶然荷載,在設計建筑時,建筑會不定期的產生一些偶然變化,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,荷載值會發生巨大變化,其中比較具有代表性的為地震[1]。(3)永久荷載,設計建筑結構時,荷載值并不會發生變化,在某特定情況下,發生了改變,該變化值也較小,在問題分析過程中可以忽略不計,例如建筑自身構件重量的改變等。將建筑結構產生的影響作為分類指標,可以分為以下兩類:(1)靜態荷載,荷載的出現建筑的局部構件夠整體產生數值相對較小的加速度,該荷載變化程度輕微,在具體設計過程中可以忽略不計,例如建筑結構的自身重量。(2)動態荷載,荷載出現時,對建筑結構造成較大影響,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致構件和結構發生變化的外力原因。荷載對建筑的作用依據形式的差異,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果都是相同的,就是導致建筑結構的局部或整體出現變形、裂縫等問具體[2]。在建筑結構設計過程中,針對作用以及荷載只是概念上區分,并不需要對產生的原因,以及最終造成的影響進行計算分析。在我國的建筑領域行業中,將荷載概念等同于與作用。在建筑工程具體設計過程中,為了方便分析與應用,通常將建筑結構間接或直接作用,統一稱作荷載。
2.2荷載模型
建筑結構中,計算和在模型通常都分為以下兩種不同的類型:(1)針對隨機變量的概率計算模型。(2)針對隨機過程中的概率模型。如果外部荷載不會隨著時間的改變而發生變化時,數值基本保持穩定,此時對荷載進行計算,通常采用隨機變量進行相應的分析與處理。而如果隨著時間的改變,荷載發生的變化較為明顯,在設計建筑結構時,隨著時間的推移,不同的空間也會發生一定程度的改變,此時,在具體描述過程中,通常選用隨機過程中模型。在確定了可變性荷載以及永久性變化荷載時,要嚴格的依據結構設計方案的具體要求,對荷載進行等效處理,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,分析中包括的內容有頂梁彎曲車程度、頂梁受到的剪切力情況、柱結構的外力或者能力等。依據條件上的差異,對荷載的具體分布情況進行確定[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行的,在對實際荷載進行計算后,進行相應的分析與處理,該項工作將會變得更加復雜,同時工作量也較大,使建筑設計變得更加復雜。依據相關調查結果顯示,在荷載的分析與處理過程中對方差進行應用,最終的結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成:荷載平均值、不同的隨機變量、樓層變化產生的荷載、同一樓層位置不同而引起的荷載變化。
3建筑設計中荷載值的確定
3.1非地震狀態下的荷載值
通常來說,作用效應主要分為偶然效應和基本效用兩種,在問題分析過程中,建筑物依照承受力的具體程度,完成相應的設計分析,一般都對基本效應進行重點考慮,在需要的時候,要對偶然效應進行重點考慮。在問題分析過程中,對于作用效應形成的基本組合,其荷載效應值,應當由永久性荷載效應控制和可變性荷載效應控制,對兩個組合中的值加以確定,并且在具體設計過程中,要選取其中最不利的數值[4]。荷載效應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構的影響也存在較大的差異性,因此在建筑結構設計過程中,必須要對多個可變性荷載在同一時間發生的概率進行充分考慮,確保分析的合理性。由此可見,在荷載組合值系數引出時,要適當折減標準值,確保設計的合理性。
3.2極限值的正常應用,完成設計計算工作
(1)依據設計要求,確定相應荷載標準荷載值對荷載值進行確定時,應當嚴格的依據設計時的具體要求,選取相應的荷載標準組合,這對于荷載值的準定來說意義重大。例如,準永久型組合或者頻遇組合,在具體設計過程中,都必須嚴格的依據規定的表達方式完成相應的設計工作。在對極值進行正常使用等情況下,主要的工作中是針對建筑構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構破壞嚴重。由此可見,在具體設計過程中,可以依據具體情況,適當降低對可靠度的要求標準,在具體設計時可以實適當采取荷載標準值,暫且不需要考慮分項系數,更不需要對建筑結構的重要系數進行考慮,從而避免造成不必要的經濟損失,確保工程的經濟性。(2)正常應用極限狀態,完成相應的計算工作針對建筑中容易出現裂縫的一些建筑構件,要驗算其受力裂縫寬度;而針對那些結構相對穩定,不容易出現裂縫的建筑構件,對其鋼筋混凝土的拉應力展開相應的驗算;而針對建筑中需要控指變形建筑構件,需要對出現的變形情況,展開相應的變形驗算。在建筑設計過程中,在正常應用極限狀態下,應當依據建筑結構的具體設計規范,以及具體設計上存在的差異性,采取永久組合、頻偶組合、變準組合;依照荷載標準進行組合分析,需要對長期作用下對相應計算造成的影響情況進行充分考慮與分析;在驗算基礎抗裂度時,針對荷載的取值,要利用標準組合,這是確保設計合理的關鍵;計算建筑的地基基礎時,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,需要選用準永久性組合。
4結束語
現代建筑結構越來越復雜,這增加了建筑結構設計的難度。我國針對建筑荷載的分析與計算處于發展階段。因此,我國建筑荷載設計水平仍然有待提高,在建筑行業的不斷發展過程中,要對設計方法進行不斷優化,加強對荷載方面的研究力度,提高結構設計水平,從而促進建筑行業的發展腳步,實現建筑行業社會效益和經濟效益的最優化。
作者:謝定芬 單位:合肥水泥研究設計院
參考文獻
[1]李源新.高層建筑結構概念設計與高層剪力墻結構的優化[J].科技創新導報,2012,15:44.
[2]艾輝林,周志勇.超高層建筑外表面復雜裝飾條的風荷載特性研究[J].工程力學,2016,08:141-149.
[3]路民軍.建筑結構設計中控制裂縫的措施分析[J].黑龍江科技信息,2014,31:246.
[4]張魚菱.設計中正確區別使用荷載的標準值和設計值的作用及意義[J].現代國企研究,2017,02:155.
- 上一篇:建筑結構設計模型自動轉化方法分析
- 下一篇:超長混合建筑結構設計分析