1A412022 结构设计作用(荷载)

　　一、作用(荷载)的分类

　　引起结构失去平衡或破坏的外部作用主要有：直接施加在结构上的各种力，习惯上亦称为荷载。例如结构自重(恒载)、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载等;另一类是间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用，例如混凝土收缩、温度变化、焊接变形、地基沉降等。荷载有不同的分类方法。

　　(一)按随时间的变异分类

　　1.永久作用(永久荷载或恒载)

　　在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力等。

　　2.可变作用(可变荷载或活荷载)

　　在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。

　　3.偶然作用(偶然荷载、特殊荷载)

　　在结构设计使用年限内不一定出现，也可能不出现，而一旦出现其量值很大，且持续时间很短的荷载。例如爆炸力、撞击力、火灾、地震等。

　　(二)按结构的反应分类

　　1.静态作用或静力作用

　　不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计，如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等。

　　2.动态作用或动力作用

　　使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，例如地震作用、吊车设备振动、高空坠物冲击作用等。

　　(三)按荷载作用面大小分类

　　1.均布面荷载Q

　　建筑物楼面上均布荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载。均布面荷载Q值的计算，可用材料单位体积的重度γ乘以面层材料的厚度d，得出增加的均布面荷载值，Q=γ·d。

　　2.线荷载

　　建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时，可简化为单位长度上的分布荷载，称为线荷载q。

　　3.集中荷载

　　是指荷载作用的面积相对于总面积而言很小，可简化为作用在一点的荷载。

　　(四)按荷载作用方向分类

　　1.垂直荷载

　　如结构自重、雪荷载等。

　　2.水平荷载

　　如风荷载、水平地震作用等。

　　(五)施工和检修荷载

　　在建筑结构工程施工和检修过程中引起的荷载，习惯上称施工和检修荷载。施工荷载包括施工人员和施工工具、设备和材料等重量及设备运行的振动与冲击作用。检修荷载包括检修人员和所携带检修工具的重量。一般作为集中荷载。

　　二、荷载对结构的影响

　　荷载对结构的影响主要是安全性和适用性。对于结构形式、构造及经济性也有很大影响。

　　(一)永久荷载对结构的影响

　　永久荷载也可称为恒载。它的特点是对结构的永久作用，在结构使用期间，荷载值的大小及其作用位置不随时间的变化而变化，并且作用时间长。它会引起结构的徐变，致使结构构件的变形和裂缝加大，引起结构的内力重分布。在预应力混凝土结构中，由于混凝土的徐变，钢筋的预应力会有相应的损失。只有全面并正确计算预应力钢筋的预应力损失值，才会在混凝土中建立相应的有效预应力。

　　(二)可变荷载对结构的影响

　　可变荷载的特点是，在结构使用期间，其荷载值的大小和作用位置等经常变化，对结构构件的作用时有时无。荷载对构件作用位置的变化，可能引起结构各部分产生不同影响，甚至产生完全相反的效应。所以，在连续梁的内力计算中、在框架结构的框架内力计算中、在单层排架的内力计算中都要考虑活荷载作用位置的不利组合，找出构件各部分最大内力值，以求构件的安全。

　　(三)偶然荷载对结构的影响

　　偶然荷载的特点是在设计使用年限内，可能发生也可能不发生，而一旦发生其量值可能很大，而持续时间很短。结构材料的塑性变形来不及发展，材料的实际强度表现会略有提高。另一方面，这种荷载发生的概率较小，对于结构是瞬时作用，结构的可靠度可适当地取得小一点。

　　地震荷载与台风荷载也有不同的特点。地震力是地震时，地面运动加速度引起的建筑质量的惯性力。地震力的大小与建筑质量的大小成正比。所以，抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。这样不仅可以降低地震力，结构的抗震能力还强。

　　在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。试验证明，平面为圆形的建筑其风压较方形或矩形建筑减小近40%。所以在高层建筑中，常看到圆形建筑。它不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。

　　(四)地面的大面积超载对结构的影响

　　在土质不太好的地区地面上堆土和砂、石等重物时，不要靠近已有建筑，且不可堆得太重，以免造成大面积超载，致使地面下沉，给邻近已建房屋的地基造成大的附加应力。如若靠得太近还可能造成严重不良后果。

　　(五)装修对结构的影响及对策

　　(1)装修时不能自行改变原来的建筑使用功能。如若必要改变时，应该取得原设计单位的许可。

　　(2)在进行楼面和屋面装修时，新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法荷载值。如若超过，应对楼盖和屋盖结构的承载能力进行分析计算，控制在允许的范围内。

　　(3)在装修施工中，不允许在原有承重结构构件上开洞凿孔，降低结构构件的承载能力。如果实在需要，应经原设计单位的书面有效文件许可，方可施工。

　　(4)装修时，不得自行拆除任何承重构件，或改变结构的承重体系;更不能自行设置夹层或增加楼层。如果必须增加面积，使用方应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行设计。改建结构的施工也必须有相应的施工资质。

　　(5)装修施工时，不允许在建筑内楼面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起结构的破坏。

　　(6)在装修施工时，应注意建筑结构变形缝的维护：

　　1)变形缝间的模板和杂物应该清除干净，确保结构的自由变形。

　　2)关于沉降缝现在常采用后浇带的处理方式来解决沉降差异的问题。但有时仍会产生微小的沉降差，为了防止装修的开裂，最好还是设缝。

　　3)防震缝的宽度应满足相邻结构单元可能出现方向相反的振动而不致相撞的要求。当房屋高度在15m以下时，其宽度也不应小于5cm。

　　建筑结构变形缝的装修构造，必须满足建筑结构单元的自由变形，以防结构的破坏。