土木工程荷载与结构设计分析

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摘要：本文针对目前土木工程荷载于结构设计发展多样且复杂化的情况下，对两者进行了概念上的相关概述，并分析了其方式和方法，然后从多方面论述了两者之间的影响，为相关研究工作者提供一定的借鉴和参考。

关键字：土木工程荷载；概念；土木工程结构设计；方法影响分析；

Abstract: in this paper, in view of the current civil engineering load on structure design development of diverse and complex, were related to the two concepts, and analyses the way and the method, and then discusses the influence between the two from many aspects, and provide some reference for the related researchers.

Keywords: civil engineering load; concept; civil engineering structure design method of influence analysis

中图分类号：TU470 文献标识码：A文章编号：

土木工程荷载于结构设计的相关概述

在土木工程的施工过程中，建筑结构所受到的直接作用，以及建筑使用

程中受到的直接作用都将之称为荷载。土木工程中建筑外加变形就是结构作用，或者建筑结构受到集中作用力，我们也将之称为结构作用。而作用的体现方式就包括了荷载。

土木工程领域中的结构设计很重要，需做到在抵御自然灾害或者人为灾害时具有安全性，在传递作用力时能做做到具有可靠性和适用性，而且结构设计的耐久性也需体现。这些重要因素都取决于支持建筑结构的骨架，而骨架形式的采用则为结构设计。土木工程中要完成结构的整体设计和结构的细节设计，结构形式的合理性决定其是否具有结构预备功能。土木工程中不仅需要荷载计算以及其效应计算，还需完成结构抗力的计算。

土木工程结构设计

土木工程的结构设计方法有很多种，比如容许应力设计和极限状态设计。其中容许应力设计是Navier在十九世纪以后才提出来的，这种结构设计是以弹性理论为基础的一种方法。此设计方法的安全系数是只取决于设计者的个人经验，在建筑材料的性质考虑上也是有限的，比如材料具有的可塑性能力就不在考虑范围之内。破损阶段设计这种方法在结构材料的强度衡量准则上不具备统一的标准，在考虑一些不确定因素的时候使用的系数都是同一个，比如土木过程中结设计构的荷载和抗力。

极限状态这种设计方法是多系数的，首先结构上的极限状态可分为两类，一种是正常使用情况下的极限状态，另外一种是承载能力在极限下的状态。结构的极限状态在结构设计中，存在临界状况需满足某项功能所要求的这样一种设计规定，超过了或者未构成这一规定都是没有达到设计要求的。其次，凭结构设计者的经验任然是无法确定其荷载系数和结构抗力系数的，极限状态设计方法就在在不仅在不同荷载的因素上采用的是不相同的系数，而且在各种影响抗力的因素上系数的采用上也是不同的。此设计方法在极限状态不同的情况下，明确的采用了不同的设计。

土木工程结构设计方法还有和结构可靠度和破损阶段两种。可靠度这一理论的日益成熟的基础是概论率，大致在二十世纪七十年代这一理论才逐渐成熟，当下以结构的可靠度为基础的设计方法被相关学者提出，这一结构设计方法有三个特点。第一，采用数据对荷载的标准值进行统计，并对调查所得到的相应数据进行统计。第二，在结构承载能力和正常使用两种不同极限状态下进行了不同的设计，也包括了设计结构耐久性这一种极限状态。第三，目标概率的标定决定了荷载和抗力的系数准则。

破损阶段的这种结构设计方法与容许应力有着两个相同的特点，其中都是以经验来确定安全系数是两者共同的特点之一，还有一点就是考虑不确定因素所使用的系数都是同一个。不同的是相较于容许应力的设计方法其在塑性能力上进行了考虑。这种方法是以容许应力为基础在二十世纪三十年代由前苏联学者研究提出的。

土木工程荷载分析

目前我们常见的荷载效应有三种组合方式，分别是标准荷载，准永久荷载以及频遇荷载这三种效应组合的控制方式。其中，在以前提出的长期效应与准永久荷载在效应组合方式上有部分的类似，长期荷载效应数值与准永久值和标准值相乘的系数相等。在设计基准内准永久荷载的组合方式是有要求的，可变荷载允许有百分之五十左右的概超越准永久的荷载值。结构在正常情况下使用的状态的影响便常常用到准永久荷载这种效应组合方式，列如：结构在裂缝控制为二级的情况下，以标准荷载这种组合方式的要交计算的话，混泥土在结构受拉边缘上的应力标准值应该低于或者等于其抗拉强度，但是拉应力确是在准永久荷载这种效应组合方式上确是不该出现的。

标准荷载这种效应组合方式就与以前提出的短期效应在某些部分类似了，其主要用来测算结构在一般情况下使用下的裂缝和挠度的极限状态。在标准荷载这种效应组合中，可变荷载在数据值上所采用的是标准值，取值是严格按照相关规定的，即《荷载规范》。

作为荷载效应的控制方式，准永久荷载效应的控制在部分方面和长期荷载效应控制比较相似，其数值等于荷载的标准值乘以永久值的系数，同时这种控制也考虑了可变荷载对结构作用的长期性。还有一种荷载效应控制是频遇荷载效应控制，这种控制方式较为新型，其频遇值的算法，其值是等于可变荷载标准值乘以小于组合值系数的频域遇值系数，这种荷载效应控制方式对可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数和大小都有充分考虑。

结束语

土木工程荷载和结构设计两者之间是息息相关的，建筑进行结构之前的科学计算和分析是不能减少的，为了能了解到不同种类的荷载组合作用下对结构所产生的各种响应，相关工作者需进科学的对结构力学做出分析，因为建筑结构在荷载作用下有何影响，只有通过荷载组合效应的全面不同的构建，才能获知其全面的影响。也才能避免因为荷载作用采用不利而导致建筑结构额损坏。

参考文献

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