建筑结构荷载设计中应注意的问题

刘时伟

摘 要：本文针对结构荷载设计常出现的问题原因进行了分析，并提出了解决措施，以便能够更好地指导设计。

关键词：建筑结构 荷载设计 问题 解决措施

1.引言

由文献［1］可知，当整个结构或结构的一部分进入某一特定状态，而不能满足设计规定的某种功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。结构的极限状态往往以结构的某种荷载效应，如内力、应力、变形等超过规定的标志值为依据。根据设计中要考虑的结构功能，结构的极限状态在原则上可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。对承载能力极限状态，一般是以结构内力超过其承载能力为依据；对正常使用极限状态，一般以结构的变形、裂缝超过设计允许的限值为依据。有时在设计中也经常采用结构的应力控制保证结构满足正常使用的要求。本文针对建筑结构荷载设计中常见的问题进行了分析，并提出了解决措施。

2.原因分析及解决措施

2.1荷载代表值

2.1.1原因分析

荷载有四种代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值。其中荷载标准值是荷载的基本代表值，而其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数得到。荷载可根据不同的设计要求，规定不同的设计要求，以便能更确切地反映它在设计中的特点。由于荷载本身的随机性，因而在试用期间的最大荷载也是个随机变量，原则上可用统计分布来描述。文献［1］中规定，荷载标准值由设计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定，设计基准期统一规定为50年。但并非所有荷载都能取得充分资料，因而，应从实际出发，根据已有的工程经验通过判断协议一个公称值作为代表值。

2.1.2解决措施

根据文献可采取下列解决措施，对不同荷载采用不同代表值。如表1所示：

当有足够设计经验时，可取协议的百分位作为荷载的代表值。

2.2荷载分项系数

2.2.1原因分析

根据文献将荷载分成两类：永久荷载、可变荷载，分项系数为γ和γ，这两个分项系数在荷载标准值已知的情况下，按极限状态设计表达式设计各类结构构件的可靠指标［２］，与规定的目标可靠指标之间，在总体上误差最小为原则，经优选得到。考虑有局限性，从经济上考虑当标准值大于4kN/m的工业露面活荷载取γ=1.3。

2.2.2解决措施

文献中对基本组合荷载分项系数的规定，对永久荷载的分项系数：当其效应对结构有利时由永久荷载效应控制的组合，应取1.35，由可变荷载控制的组合取1.2；当其效应对结构不利时一般情况取1.0，对结构的滑移、倾覆或漂浮验算取0.9。对可变荷载的分项系数：一般取1.4，对标准值大于4kN/m的工业楼面结构的活荷载取1.3。

2.3荷载组合最不利值确定

2.3.1原因分析

对所考虑的极限状态，在确定其荷载效应时，应对所有可能同时出现的各荷载作用加以组合，求出总效应。考虑荷载同时出现的几率很小，因此应从所有可能组合中取最不利的一组作为该极限状态的设计依据。

2.3.2解决措施

具体组合公式见文献中3.2.3条，但应注意S的确定，当无法判断时，应依次以各S作为S，选其中最不利的荷载效应作为设计依据。还应注意当结构的自重占主要时，应适当提高构件的重要性系数。

3.结语

我通过收集各种资料及多年经验总结了结构荷载设计常见问题原因及解决措施，通过在设计工作中的应用，证明了其实用性，取得了满意的效果，希望对广大同行有借鉴作用。随着经济的发展，规范的再次修订，荷载设计出现的问题处理方法会更合理。

参考文献：

［1］中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.

［2］中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.