二級建筑師輔導(dǎo)之建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與荷載(3)

　　一、結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力

　　結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種效應(yīng)的原因，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)上的作用。結(jié)構(gòu)上的作用包括直接作用和間接作用。直接作用指的是施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，例如結(jié)構(gòu)白重、樓畫活荷載和沒備自重等。直接作用的計算一般比較簡單，引起的效應(yīng)比較直觀。間接作用指的是引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的作用，例如溫度的變化、混凝土的收縮或徐變、地基的變形、焊接變形和地震等，這類作用不是以直接施加在結(jié)構(gòu)上的形式出現(xiàn)的，但同樣引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)。間接作用的計算和引起的效應(yīng)一般比較復(fù)雜，例如地震會引起建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜下沉以至倒塌，但這些破壞效應(yīng)不僅僅與地震震級、烈度有關(guān)，還與建筑物所在場地的地基條件、建筑物的基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。

　　過去習(xí)慣上將上述兩類不同性質(zhì)的作用統(tǒng)稱為荷載。例如將溫度變化稱為溫度荷載，將地震作用稱為地震荷載等，這樣就混淆了兩類不同性質(zhì)的作用，特別是對間接作用的復(fù)雜性認(rèn)識不足。

　　根據(jù)目前結(jié)構(gòu)理論發(fā)展水平以及現(xiàn)有規(guī)范頒布的現(xiàn)狀，對直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)(以下簡稱《荷載規(guī)范》)的規(guī)定采用，對間接作用，除了對地震作用按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)(以下簡稱《抗震規(guī)范》)的規(guī)定采用外，其余的間接作用暫時還未制定相應(yīng)的規(guī)范。環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

　　考慮到廣大設(shè)計人員的現(xiàn)狀及習(xí)慣上的銜接，目前還未將兩類作用嚴(yán)格劃分，而將其簡稱為荷載。

　　作用在結(jié)構(gòu)上的直接作用或間接作用，將引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力(如軸力、彎矩、剪力、扭矩等)和變形(如撓度、轉(zhuǎn)角、側(cè)移、裂縫等)，這些內(nèi)力和變形總稱為作用效應(yīng)，其中由直接作用產(chǎn)生的作用效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。

　　結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力，稱為結(jié)構(gòu)的抗力，如構(gòu)件的承載能力、剛度的大小、抗裂縫的能力等。結(jié)構(gòu)抗力與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、截面尺寸及材料強(qiáng)度等級等因素有關(guān)。

　　二、荷載的分類環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

　　荷載是一個不確定的隨機(jī)變量。在《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068一2001》(以下簡稱《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》)中，規(guī)定設(shè)計基準(zhǔn)期為50年，在這段期間內(nèi)，荷載不僅在量值上是變化的，并且，作用在結(jié)構(gòu)上的時間持續(xù)性也是變化的。因此在《荷載規(guī)范》中，將荷載按以下原則進(jìn)行了分類。

　　1.按隨時間變異分類

　　(1)永久荷載(亦稱恒載)。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值不隨時間變化，或即使有變化，其變化值與平均值相比可以忽略不計的荷載。如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。

　　(2)可變荷載(亦稱活載)。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不能忽略的荷載。如樓(屋)面活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載等。

　　(3)偶然荷載。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載。如地震、爆炸力、撞擊力等。

　　2.按隨空間位置的變異分類環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com

　　(1)固定荷載。在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定分布的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、樓面上的固定設(shè)備荷載等。

　　(2)自由荷載。在結(jié)構(gòu)上的一定范圍內(nèi)可以任意分布的荷載。如民用建筑樓面上的活荷載、工業(yè)建筑中的吊車荷載等。

　　3.按結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)分類

　　(1)靜態(tài)荷載。對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生加速度或產(chǎn)生的加速度很小可以忽略不計。如結(jié)構(gòu)的自重、樓面的活荷載等。

　　(2)動態(tài)荷載。對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生不可忽略的加速度。如吊車荷載、地震作用、作用在高層建筑上的風(fēng)荷載等。

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