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摘要：社会发展对建筑的要求日益提高，建筑结构形式越来越多，越来越复杂，加大了建筑的荷载指标。现在国内建筑的安全性、稳定性、抗震性等指标与发达国家仍然存在很大的差距。很显然，荷载取值在建筑结构安全和设计价值还存在不足。本文通过工作中的实践，加强了对荷载值的分析研究，力求让荷载值能够在建筑结构设计中发挥重要作用。
关键词：建筑结构；结构设计；荷载值；问题研究
一、荷载值在建筑结构设计中的作用
荷载主要是一个工程中的概念，本身不影响结构和建筑。结构中的内应力会对结构产生一定的影响，比如地基变形、混凝土收缩、温度变化、裂缝等。在一般情况下，为了在工程中使用和交流方便，常常将直接作用和间接作用称为“荷载”。荷载值是衡量建筑结构可靠性和建筑设计质量的一个重要指标。每个建筑都有着不同的结构形态，因此每个建筑的荷载值也不相同。
荷载取值、荷载组合、荷载系数是建筑结构安全的关键要素。荷载值要按照最不利的建筑结构设计来进行计算，这样结构遇到的风险会越小。建筑结构设计时要首先根据荷载值的大小计算结构内力和构件。也就是说建筑构件是否承重、承多少荷载、承受最大值或者极限值等都跟荷载值有着直接关系。如果结构构件超过这个极限值就会遭到破坏，影响到建筑结构安全，甚至建筑物的使用寿命。因此弄清建筑结构的荷载值有着重大意义。
二、荷载分类
结构荷载按照时间可以分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。永久荷载是结构自重，比如基础、墙、梁、柱等较重结构构件自重和其他长期作用在结构上的不可变荷载。可变荷载是随着时间变化，会间歇出现并且不断变化的荷载值，如楼面荷载、屋面荷载、风荷载、雪荷载等；偶然荷载是在设计基准期内可能不出现或者出现时间较短的荷载，如爆炸力、台风、地震等作用在结构上的荷载。；永久荷载采用荷载标准值作为代表值；可变荷载根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值；偶然荷载按照建筑结构使用特点确定其代表值。
三、荷载取值标准
不同地区、不同要求、不同设计、不同使用时间期限的建筑物，荷载取值标准也是不一样的。荷载取值是根据经验取值的概率性事件，其影响因素众多，因此计算结果也会有很大不同。
1.楼面和屋面活荷载。我国《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）中给出了楼面和屋面活荷载的取值，住宅和办公楼的活荷载标准值的取值为2.0kN/㎡，办公楼楼面活荷载标准取值的保证率为92.1%，住宅楼面活荷载标准值取值的保证率为79.1%。
2.屋面积灰荷载。一是在屋面除尘设施3-6个月清灰的制度下，根据积灰的厚度和灰容量来计算荷载值。二是结合以前积灰荷载经验进行参考。再把这两者结合起来，确定积灰荷载。
3.我国地域辽阔，气候特征复杂，雪荷载在不同的施工地域都有不同的荷载取值。如果有10年以上年最大雪压资料可以通过资料进行分析。雪荷载的标准值计算公式为Ski=μso 其中μr为雪荷载标准值（`ken/m^2`）。
4.风对高层建筑有很大的荷载作用，通常高层建筑在风荷载值保持不变能够保证建筑结构安全。敞开式砖木结构和轻钢结构安全度进行调整可以对风荷载控制作用的结构起到安全作用。风荷载的计算公式为：Wk.=βzμsμzW0。W——风荷载标准值kappa（ken/㎡），μs——体型系数。
四、荷载组合
在结构设计中，构件计算只有一个活荷载，可以通过公式的方法去判断荷载效应的组合值。因为荷载随时间而变化，而且不同的构件在不同的设计中应取的荷载值不同，所以荷载值计算经常采用荷载组合。荷载在进行统计和组合的过程中要选取最不利的情况进行设计。
旧规范的荷载组合主要是根据工程设计经验得出的被工程界普遍认可的荷载组合系数。但是这种表达方式常常存在很多问题，现在工程中都会对旧规范荷载组合进行探讨和研究。
五、建筑結构主要荷载值确定
1、地基基础荷载值
建筑基础荷载值不仅要符合《建筑地基基础设计规范》中的规定，还应该结合各种不同的上部荷载组合进行全面、综合分析。在施工图审查过程中要审查上部结构所承受的荷载值。比如建筑屋面活荷载组合、水平风荷载、水平震动荷载等。
地基荷载值最不利组合值要按照地基承载力确定基础面积和埋深，传到基础顶面上荷载按照基本组合设计值计算。
2、墙柱荷载值
在《荷载规范》中对不同荷载取值有着明确规定。结构自重可以根据结构构件的尺寸、重量、体积进行计算，结构自重可以表现为面荷载、线荷载、集中力等。墙柱荷载值计算
楼层是一、二层的时候通常计算墙柱荷载值采用折减系数是比较可靠的。
3、地下室外墙荷载组合
地下室外墙荷载一般有三种：土的侧压力、地下水的侧压力、地面堆载或者汽车荷载产生的侧压力。地下室外墙计算荷载值时主要考虑受弯和受剪计算。土压力引起的效应是永久荷载。
4、地震荷载值
我国是一个自然灾害频发的国家，特别是地震危害较大，每年地震给我国带来的经济损失和人员死亡不计其数。针对不同的建筑和抗震要求对抗震荷载值进行不同方式的计算。
结构高度≤40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的，近似于单质点体系的结构，采用底部剪力法等简化。对于不规则，有规定范围高度的高层建筑，可以采用时程分析法进行多遇地震的补充计算，可取多条时程曲线计算结构平均值与振型分解反应谱法计算结果较大值。
六、建筑结构设计过程中荷载取值错误方法
1、把荷载简单化，按照柱、墙的承受面积进行计算。
2、分体式基础按照D+L的荷载组合进行计算，取计算后底层墙及柱内力作为基础设计时的上部荷载作用。很多情况下，设计桩基的上部荷载，没有进行结构内力计算，而只是按照建筑面积计算建筑风荷载、水平荷载作用都考虑进去会造成桩基承力不足。
七、结构可靠度、失效概率及可靠指标
结构可靠度就是结构可靠性的一种描述，可以将影响结构可靠性的因素归纳为结构构件的荷载效应S和抗力R. Z=g（R，S）=R-S，Z>0，结构可靠；Z<0，结构失效；Z=0，结构处于极限状态根据的Z大小，可以判断结构是否满足某一确定功能的要求，因此称上式为表达Z的结构功能函数（图一）。
图一 某工程结构功能函数图
八、结尾
建筑结构设计要思维清晰、布局简单明了、结构体系受力合理、局部结构处理协调。在建筑规范中对最小荷载和不允许超过的最大应力都做了明确规定，但是大多都是一些近似值。因为荷载值根据建筑的具体情况是不断变动的，荷载值计算的方法要根据实践、地域、要求不同而不相同。只有对整个结构的承载能力和性能，以及结构体系之间，结构构件之间的关系做透彻了解，才能使荷载值满足现代建筑功能需求。
参考文献：
[1]张同明，建筑结构荷载与结构反应[J]。山西建筑，2001（6）.
[2]李仁美，高层建筑桩基持力层荷载试验分析应用研究[J]。四川建材，2008，（3）.
[3]钟震西，建筑物风荷载的数值模拟[J]。国外建材料科技，2007（4）.
关键词：建筑结构；结构设计；荷载值；问题研究
一、荷载值在建筑结构设计中的作用
荷载主要是一个工程中的概念，本身不影响结构和建筑。结构中的内应力会对结构产生一定的影响，比如地基变形、混凝土收缩、温度变化、裂缝等。在一般情况下，为了在工程中使用和交流方便，常常将直接作用和间接作用称为“荷载”。荷载值是衡量建筑结构可靠性和建筑设计质量的一个重要指标。每个建筑都有着不同的结构形态，因此每个建筑的荷载值也不相同。
荷载取值、荷载组合、荷载系数是建筑结构安全的关键要素。荷载值要按照最不利的建筑结构设计来进行计算，这样结构遇到的风险会越小。建筑结构设计时要首先根据荷载值的大小计算结构内力和构件。也就是说建筑构件是否承重、承多少荷载、承受最大值或者极限值等都跟荷载值有着直接关系。如果结构构件超过这个极限值就会遭到破坏，影响到建筑结构安全，甚至建筑物的使用寿命。因此弄清建筑结构的荷载值有着重大意义。
二、荷载分类
结构荷载按照时间可以分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。永久荷载是结构自重，比如基础、墙、梁、柱等较重结构构件自重和其他长期作用在结构上的不可变荷载。可变荷载是随着时间变化，会间歇出现并且不断变化的荷载值，如楼面荷载、屋面荷载、风荷载、雪荷载等；偶然荷载是在设计基准期内可能不出现或者出现时间较短的荷载，如爆炸力、台风、地震等作用在结构上的荷载。；永久荷载采用荷载标准值作为代表值；可变荷载根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值；偶然荷载按照建筑结构使用特点确定其代表值。
三、荷载取值标准
不同地区、不同要求、不同设计、不同使用时间期限的建筑物，荷载取值标准也是不一样的。荷载取值是根据经验取值的概率性事件，其影响因素众多，因此计算结果也会有很大不同。
1.楼面和屋面活荷载。我国《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）中给出了楼面和屋面活荷载的取值，住宅和办公楼的活荷载标准值的取值为2.0kN/㎡，办公楼楼面活荷载标准取值的保证率为92.1%，住宅楼面活荷载标准值取值的保证率为79.1%。
2.屋面积灰荷载。一是在屋面除尘设施3-6个月清灰的制度下，根据积灰的厚度和灰容量来计算荷载值。二是结合以前积灰荷载经验进行参考。再把这两者结合起来，确定积灰荷载。
3.我国地域辽阔，气候特征复杂，雪荷载在不同的施工地域都有不同的荷载取值。如果有10年以上年最大雪压资料可以通过资料进行分析。雪荷载的标准值计算公式为Ski=μso 其中μr为雪荷载标准值（`ken/m^2`）。
4.风对高层建筑有很大的荷载作用，通常高层建筑在风荷载值保持不变能够保证建筑结构安全。敞开式砖木结构和轻钢结构安全度进行调整可以对风荷载控制作用的结构起到安全作用。风荷载的计算公式为：Wk.=βzμsμzW0。W——风荷载标准值kappa（ken/㎡），μs——体型系数。
四、荷载组合
在结构设计中，构件计算只有一个活荷载，可以通过公式的方法去判断荷载效应的组合值。因为荷载随时间而变化，而且不同的构件在不同的设计中应取的荷载值不同，所以荷载值计算经常采用荷载组合。荷载在进行统计和组合的过程中要选取最不利的情况进行设计。
旧规范的荷载组合主要是根据工程设计经验得出的被工程界普遍认可的荷载组合系数。但是这种表达方式常常存在很多问题，现在工程中都会对旧规范荷载组合进行探讨和研究。
五、建筑結构主要荷载值确定
1、地基基础荷载值
建筑基础荷载值不仅要符合《建筑地基基础设计规范》中的规定，还应该结合各种不同的上部荷载组合进行全面、综合分析。在施工图审查过程中要审查上部结构所承受的荷载值。比如建筑屋面活荷载组合、水平风荷载、水平震动荷载等。
地基荷载值最不利组合值要按照地基承载力确定基础面积和埋深，传到基础顶面上荷载按照基本组合设计值计算。
2、墙柱荷载值
在《荷载规范》中对不同荷载取值有着明确规定。结构自重可以根据结构构件的尺寸、重量、体积进行计算，结构自重可以表现为面荷载、线荷载、集中力等。墙柱荷载值计算
楼层是一、二层的时候通常计算墙柱荷载值采用折减系数是比较可靠的。
3、地下室外墙荷载组合
地下室外墙荷载一般有三种：土的侧压力、地下水的侧压力、地面堆载或者汽车荷载产生的侧压力。地下室外墙计算荷载值时主要考虑受弯和受剪计算。土压力引起的效应是永久荷载。
4、地震荷载值
我国是一个自然灾害频发的国家，特别是地震危害较大，每年地震给我国带来的经济损失和人员死亡不计其数。针对不同的建筑和抗震要求对抗震荷载值进行不同方式的计算。
结构高度≤40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的，近似于单质点体系的结构，采用底部剪力法等简化。对于不规则，有规定范围高度的高层建筑，可以采用时程分析法进行多遇地震的补充计算，可取多条时程曲线计算结构平均值与振型分解反应谱法计算结果较大值。
六、建筑结构设计过程中荷载取值错误方法
1、把荷载简单化，按照柱、墙的承受面积进行计算。
2、分体式基础按照D+L的荷载组合进行计算，取计算后底层墙及柱内力作为基础设计时的上部荷载作用。很多情况下，设计桩基的上部荷载，没有进行结构内力计算，而只是按照建筑面积计算建筑风荷载、水平荷载作用都考虑进去会造成桩基承力不足。
七、结构可靠度、失效概率及可靠指标
结构可靠度就是结构可靠性的一种描述，可以将影响结构可靠性的因素归纳为结构构件的荷载效应S和抗力R. Z=g（R，S）=R-S，Z>0，结构可靠；Z<0，结构失效；Z=0，结构处于极限状态根据的Z大小，可以判断结构是否满足某一确定功能的要求，因此称上式为表达Z的结构功能函数（图一）。
图一 某工程结构功能函数图
八、结尾
建筑结构设计要思维清晰、布局简单明了、结构体系受力合理、局部结构处理协调。在建筑规范中对最小荷载和不允许超过的最大应力都做了明确规定，但是大多都是一些近似值。因为荷载值根据建筑的具体情况是不断变动的，荷载值计算的方法要根据实践、地域、要求不同而不相同。只有对整个结构的承载能力和性能，以及结构体系之间，结构构件之间的关系做透彻了解，才能使荷载值满足现代建筑功能需求。
参考文献：
[1]张同明，建筑结构荷载与结构反应[J]。山西建筑，2001（6）.
[2]李仁美，高层建筑桩基持力层荷载试验分析应用研究[J]。四川建材，2008，（3）.
[3]钟震西，建筑物风荷载的数值模拟[J]。国外建材料科技，2007（4）.