基于建筑结构设计中荷载取值问题的探讨

基于建筑结构设计中荷载取值问题的探讨

冯文琪

奥雅纳工程资讯（上海）有限公司深圳分公司518048

摘要：当前，由于人们的生活水平不断提高，人们对于建筑物的要求也越来越高，不仅要求其质量达到一定的标准，更需要达到美观效果。在建筑结构设计过程中，设计师都需要对建筑荷载进行测算取值，然后将这一类测算取值限定一个范围，这就是荷载取值。荷载值的确定是建筑结构设计中一项非常重要的工作，准确的荷载值的确定才能够保障整个建筑体的抗震性与稳定性。

关键词：建筑结构；结构设计；荷载取值

1.建筑结构设计中荷载值确定的重要性

在建筑结构设计中荷载值的确定非常重要，这不仅是结构设计中的一项基础工作，也能够直接决定建筑体的安全性与稳定性。荷载值的准确确定将能够明确整个建筑体的结构内力，在此基础上才能够进一步展开相关的结构计算。如果无法明确建筑体的荷载值，或者是对于荷载值的确定有偏差，这很容易造成建筑体的结构形变，会使得建筑体的寿命降低，甚至产生安全事故。因此，合理确定建筑体的荷载值非常重要。

2.建筑结构设计中荷载值的取值

2.1建立荷载概率模型

现阶段用于描述荷载的常用概率模型，主要涉及到两种类型：①随机变量概率模型；②随机过程概率模型。一般情况下，恒载对于时间的反应不是很大，都会保持着恒定的量值，需要在随机变量的基础上进行统计和分析。如果其作用点在结构上，有着明显的空间变异性和时间变异性，应该使用随机过程的概率模型来进行分析；基于平稳随机过程理论，楼面活荷载在规定的结构设计时间内，能够对于产生影响的因素变化性不强，可以将其视作为平稳二项随机过程模型；对于持久性活荷载量值可以使用机场模型来进行描述，主要涉及到四个部分：同类建筑持久性活荷载总体的平均值；同类建筑之间荷载差异的随机变量；同建筑不同楼层之间的荷载差异随机变量和同楼层不同位置荷载变化的随机变量，在此基础上建立机场模型。

2.2确定建筑结构设计中荷载取值

实际上，建立健全荷载概率模型，确定其在设计统计参数进行分析之后，就应该积极做好荷载统计和取值定位工作。从理论上来看，统计参数是以可变荷载为基础和前提的，我们可以将永久性荷载排除，将剩下的荷载纳入到可变动荷载氛围内。而这些可变性荷载与时间之间存在很大的联系，应该采用随机过程概率分布模型来进行，由于现阶段荷载随机过程的样本函数和性质掌握不是很好，往往会使用极值统计法或平稳二项随机过程概率模型来描述。具体来讲，首先依据各个房间家具重量的综合数据，尤其是房间的面积，计算出房间单位面积的家具重量、人员重量和临时堆放物品重量；其次，依据持久性活荷载单位面积重量和临时活荷载单位面积重量，依照不同功能类别，对于各个房间进行合理设计，并且在此基础上使用科学的检验法进行检验，以获得相对统一的标准值。

2.3建筑结构设计中荷载取值确定工作科学性提高的策略

要想保证建筑结构设计中荷载取值确定工作的科学开展，就应该积极做好以下几方面的工作：①积极针对于建筑结构设计荷载取值确定设立项目，鼓励建筑方面的专家和学者参与到理论研究中去，开阔创新，找到更好的荷载取值确定理论依据，为开展各项荷载取值确定工作打下夯实的物质基础；②作为结构设计师应该不断学习荷载取值确定流程，工作原理和实践操作注意事项，不断实现自身运用能力的提高，以便更好的开展荷载取值确定工作，发挥其在此方面的作用；③依据实际情况，制定完善的荷载取值确定规范和标准，保证各个环节工作的有效开展，避免出现荷载取值失误的情况，从而保证荷载取值的科学性和合理性，给予各项工作的开展打下夯实的基础。

3.某超高层建筑结构设计中的荷载取值实例

3.1项目概况

某项目地面以上由2栋超高层塔楼及商业裙房组成，项目总用地面积为75626m2，总建筑面积约88万m2。建设用途涉及商业、办公、酒店、酒店公寓、停车库、公交接驳等。其中，地下六层，地上裙房有7层，主屋面结构高度为49.50m，地上2栋塔楼有69层/71层，主屋面结构高度为329.35m/329.75m。

3.2主要竖向荷载

3.2.1楼面荷载

主要楼面活荷载，按照荷载规范及业主使用要求采用下列荷载标准值：

注：①消防车荷载的取值原则：20kN/m2（双向板跨不小于6m×6m）；35kN/m2（单向板跨不小于2m或双向板跨不小于3m×3m）；

②停车场活荷载的取值原则：2.5kN/m2（双向板跨不小于6m×6m）；4kN/m2（单向板跨不小于2m或双向板跨不小于3m×3m）；

③门厅和走廊可能出现人流密集的情况时取3.5kN/m2。

3.2.2线荷载

玻璃门窗（幕墙）荷载按照1.5kN/m2计算，隔墙按10kN/m3计算，两侧抹灰为20mm厚混合砂浆；玻璃栏杆或玻璃隔墙按1.5kN/m2计算。

3.2.3雪荷载

根据荷载规范，建筑所在地50年一遇的基本雪压为0.20kN/m2。

3.3风荷载

3.3.1根据荷载规范，建筑所在地50年一遇的基本风压为ω0=0.30kN/m2。

3.3.2该工程在位移计算时取基本风压为0.30kN/m2；舒适度计算时取0.20kN/m2；结构构件承载力计算时取0.33KN/m2（1.1倍基本风压）。

3.3.3地面粗糙度为C类；

3.3.4风荷载体型系数取1.4；

3.3.5风压高度变化系数和风振系数按荷载规范考虑（塔楼采用风动实验数据）。

结束语

综上所述，荷载值是建筑结构设计当中必须考虑的重要指标，如果荷载取值不当，将会造成严重的后果。如何提高荷载标准成为结构安全研究的重要形式。荷载取值是建筑结构设计当中的基础，对于各种形式的荷载取值都要按照各自的荷载组合来进行计算，这就要求设计人员在设计过程中理清概念，严格按照规范要求进行荷载取值。

参考文献

[1]王红.建筑结构设计中荷载取值的研究[J].中国建筑金属结构.2013.

[2]汤增发.浅谈建筑结构设计中荷载值的确定问题[J].江西建材.2013.

[3]张龙.浅析建筑结构设计中荷载取值问题[J].科学时代.2011.