萬 鵬

（寧夏煤礦設計研究院有限責任公司 寧夏 銀川 750011）

0 引言

建筑結構所承受的荷載，主要有豎向荷載和水平荷載兩大類。豎向荷載包括結構自重、設備重、樓面活荷載和雪荷載，水平荷載則有風荷載和地震作用兩種。除此以外還承受施工荷載、溫度作用等等。

1 建筑結構的作用

1.1 豎向荷載

建筑結構所承受的豎向荷載有結構自重、設備重、樓面活荷載和雪荷載。結構自重可由各構件的截面尺寸、長度、裝飾材料情況，根據(jù)各種材料自重按 《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009－2001）中規(guī)定取值進行計算。樓面活荷載一般是指由于使用該建筑物而產生的，在正常使用情況下可能出現(xiàn)的最大荷載。對于住宅結構，樓面活荷載主要是指人群走動、室內家具、書籍資料、貯存物品、陳列樣品等。根據(jù)有關統(tǒng)計結果，鋼筋混凝土高層民用建筑單位面積的總重（包括活荷載、隔斷重量）與層數(shù)、設防烈度有關:

（1）框架、框架－剪力墻結構體系大約為12～14kN/m2

（2）剪力墻、筒體結構體系大約為13～16kN/m2

其中活荷載平均約2kN/m2～3kN/m2，僅占全部豎向荷載的15%～20%。因此，活荷載不利布置所產生的影響較小。另一方面，高層建筑物的層數(shù)和跨數(shù)都很多，不利布置的方式繁多，難以一一計算，所以在工程設計中，一般將恒載和活荷載合并計算，按滿載考慮，不再逐一按活荷載不利布置計算。如果活荷載較大，可將滿布荷載計算所得的框架梁彎矩乘以1.1～1.2的系數(shù)加以放大，以考慮活荷載不利位置所產生的影響。

雪荷載是房屋屋面的主要荷載之一。在我國寒冷地區(qū)及其它大雪地區(qū)，因雪荷載導致屋面結構以及整個結構破壞的事例時有發(fā)生。尤其是大跨度結構，對雪荷載更為敏感。因此，在有雪地區(qū)，在結構設計中必須考慮雪荷載的影響。

1.2 風荷載

在世界建筑歷史中，至今還沒有一幢建筑物被風吹垮。但在風荷載作用下，外墻窗戶的破壞，部分構件的吹落卻屢有發(fā)生。高層建筑物中除了地震作用的水平力以外，主要的側向荷載是由風產生的，在荷載組合時往往起控制作用。因而風對高層建筑物的作用，已引起了結構工程師的高度重視。

1.3 地震作用

建筑結構所承受的“地震力”實際上是由于地震地面運動引起的動態(tài)作用所產生的，屬于間接作用。實際作用在建筑上的地震作用是很復雜的，復雜性主要表現(xiàn)在以下兩個方面:

（1）地面運動的復雜性，包括多向性、非平穩(wěn)隨機性。地震是地面不僅作水平運動，而且作豎向運動和轉動。

（2）結構本身的復雜性，包括結構的非線形、非結構構件的影響、構件節(jié)點的聯(lián)結等。

1.4 施工荷載

進行建筑結構施工階段的安全性分析是保證結構施工安全，避免結構出現(xiàn)早期損傷的重要措施。要進行施工階段的安全性分析，首先必須了解結構的施工荷載。在現(xiàn)澆混凝土樓層施工時需要考慮的基本荷載有:豎向靜荷載和豎向動荷載、水平風荷載、設備的豎向荷載和橫向沖擊荷載、模板的傾斜支撐構件引起的豎向和水平沖擊荷載，除了這些基本荷載外，施工時還必須考慮澆灌混凝土時的非對稱性荷載，以及由于堆積混凝土戲堆放施工材料所產生的集中荷載，這種特殊荷載往往能使新澆灌的混凝土出現(xiàn)裂縫或斷裂，在某些情況下，還可以導致結構的局部或整體破壞。

2 作用類型

2.1 作用按時間變異的分類

作用按時間變異的分類，是對作用的基本分類，因為它直接關系到概率模型的選擇，而且按各類極限狀態(tài)設計時所采用的代表值一般也與其出現(xiàn)的持續(xù)時間長短有關。按時間變異的特點可分為:

（1）永久作用:指在設計基準期內其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計的作用。例如結構自重、土壓力、水壓力、預加應力、基礎沉陷、焊接變形等，它們的量值在整個設計基準期內保持不變，隨機性只是表現(xiàn)在空間的變異上。永久作用的特點是其統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)無關，故可用隨機變量模型來描述。

（2）可變作用:指在設計基準期內其值隨時間變化，且其變化與其平均值相比不可忽略的作用。例如樓面或橋面上的活荷載、風荷載、雪荷載、波浪荷載、吊車荷載、溫度變化等?？勺冏饔玫奶攸c是其統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)有關，故必須采用隨機過程模型來描述。

（3）偶然作用:指在設計基準期內可能出現(xiàn)但不一定出現(xiàn)的作用。它的出現(xiàn)帶有偶然性，其量值很大，但持續(xù)時間很短。例如，地震力、爆炸力、汽車、船只或漂流物的撞擊力。

2.2 作用按空間位置變異的分類

作用的空間位置不同，對作用效應的計算有明顯的影響，因此有必要按作用空間位置的變異來分類。

（1）固定作用:指在結構空間位置上具有固定的作用，但是其量值可能是隨機的。例如，工業(yè)廠房樓面上位置固定的設備，屋面上的水箱等。

（2）可動作用:指在結構空間位置上的一定范圍內可以在任意分布的作用，其出現(xiàn)的位置及量值都可能是隨機的。例如，樓面和橋面上活荷載、汽車荷載、吊車荷載，以及風荷載等。

2.3 作用按結構的反應分類

作用按結構反應的分類，主要是因為進行結構分析時，對某些出現(xiàn)的結構上的作用需要考慮動力效應 （加速度反應）。按動力效應的特點，可分為:

（1）靜態(tài)作用:指對結構或結構構件不產生動力效應（加速度反應）或其動力效應可以忽略不計的作用。例如，結構自重、土重及土側壓力，民用和一般工業(yè)建筑樓面及橋面上的活荷載等。

（2）動態(tài)作用:指對結構或結構構件產生不可忽略的動力效應的作用。例如，工業(yè)廠房的吊車荷載、設備振動、作用在高聳結構上的風荷載、橋梁上的車輛荷載以及地震等。

對于動態(tài)作用，在結構分析時，一般均應考慮其動力效應。有些動態(tài)作用，例如吊車荷載及車輛荷載，設計時可采用增大其量值（即乘以動力系數(shù)）的方法后按靜態(tài)作用處理。對于大型設備的振動及地震等，因動力效應比較大，故須按結構動力學進行結構分析。

3 結束語

一般民用建筑的樓面均布活荷載（標準值），是建筑物正常使用情況下的最大荷載值，也就是經常出現(xiàn)的荷載最大值，通常要高于建筑物使用期間實際荷載的平均值網。由于在小面積上堆積資料、物品、雜物可能產生很大的荷載，根據(jù)使用要求，可以把這些荷載放置于任意合適的部位。但是這樣大的荷載滿布于整個樓面的可能性是很小的，至于同時滿布各層樓面的機會更小。因此，在設計建筑結構時，對于結構的不同部位，應按承載面積和承載層數(shù)予以折減，考慮該項荷載降低的系數(shù)。

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