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　　建筑荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　【教材解讀】

　　一、荷載的分類

　　1.按隨時(shí)間的變異分類

　　(1)永久作用(永久荷載或恒載)：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時(shí)間變化，或其變化可以忽略不計(jì)，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力、混凝土收縮、基礎(chǔ)沉降、焊接變形等。

　　(2)可變作用(可變荷載或活荷載)：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化，如安裝荷載、屋面與樓面活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、起重機(jī)荷載、積灰荷載等。

　　(3)偶然作用(偶然荷載、特殊荷載)：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其值很大，且持續(xù)時(shí)間較短。例如，爆炸力、撞擊力、雪崩、嚴(yán)重腐蝕、地震、臺(tái)風(fēng)等。

　　2.按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類

　　(1)靜態(tài)作用或靜力作用：不使結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生加速度或所產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)。如結(jié)構(gòu)自重，住宅與辦公樓的樓面活荷載、雪荷載等。

　　(2)動(dòng)態(tài)作用或動(dòng)力作用：使結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不可忽略的加速度，如地震作用、起重機(jī)設(shè)備振動(dòng)、高空墜物沖擊作用等。

　　3.按荷載作用面大小分類

　　(1)均布面荷載：建筑物樓面上均布的荷載，如鋪設(shè)的木地板、地磚、花崗石、大理石面層等引起的重量荷載。

　　(2)線荷載：建筑物原有的樓面或?qū)用嫔系母鞣N面荷載傳到梁上或條形基礎(chǔ)上時(shí)，可簡(jiǎn)化為單位長(zhǎng)度上的分布荷載，稱為線荷載q。

　　(3)集中荷載：是指荷載作用的面積相對(duì)于總面積而言很小，可簡(jiǎn)化為作用在一點(diǎn)的荷載。

　　4.按荷載作用方向分類

　　(1)垂直荷載：如結(jié)構(gòu)自重、雪荷載等。

　　(2)水平荷載：如風(fēng)荷載、水平地震作用等。

　　5.施工和檢修荷載

　　在建筑結(jié)構(gòu)工程施工和檢修過(guò)程中引起的荷載，習(xí)慣上稱施工和檢修荷載。施工荷載包括施工人員和施工工具、設(shè)備和材料等重量及設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)與沖擊作用。檢修荷載包括檢修人員和所攜帶檢修工具的重量，一般作為集中荷載。

　　二、荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　1.永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　永久荷載也可稱為恒載。它的特點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)的永久作用，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，荷載值的大小及其作用位置不隨時(shí)間的變化而變化，并且作用時(shí)間長(zhǎng)。它會(huì)引起結(jié)構(gòu)的徐變，致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫加大，引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，由于混凝土的徐變，鋼筋的預(yù)應(yīng)力會(huì)有相應(yīng)的損失。只有全面并正確計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失值，才會(huì)在混凝土中建立相應(yīng)的有效預(yù)應(yīng)力。

　　2.可變荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　可變荷載的特點(diǎn)是，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其荷載值的大小和作用位置等經(jīng)常變化，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時(shí)有時(shí)無(wú)。荷載對(duì)構(gòu)件作用位置的變化，可能引起結(jié)構(gòu)各部分產(chǎn)生不同影響，甚至產(chǎn)生完全相反的效應(yīng)。所以在連續(xù)梁的內(nèi)力計(jì)算中、在框架結(jié)構(gòu)的框架內(nèi)力計(jì)算中、在單層排架的內(nèi)力計(jì)算中，都要考慮活荷載作用位置的不利組合，找出構(gòu)件各部分最大內(nèi)力值，以求構(gòu)件的安全。

　　3.偶然荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　偶然荷載的特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，可能發(fā)生也可能不發(fā)生，而一旦發(fā)生其值可能很大，且持續(xù)時(shí)間很短。結(jié)構(gòu)材料的塑性變形來(lái)不及發(fā)展，材料的實(shí)際強(qiáng)度表現(xiàn)會(huì)略有提高。另一方面，這種荷載發(fā)生的概率較小，對(duì)于結(jié)構(gòu)是瞬時(shí)作用，結(jié)構(gòu)的可靠度可適當(dāng)?shù)厝〉眯∫稽c(diǎn)。

　　地震荷載與臺(tái)風(fēng)荷載也有不同的特點(diǎn)。地震力是地震時(shí)，地面運(yùn)動(dòng)加速度引起的建筑質(zhì)量的慣性力。地震力的大小與建筑質(zhì)量的大小成正比，所以抗震建筑的材料最好選用輕質(zhì)高強(qiáng)的材料。這樣不僅可以降低地震力，結(jié)構(gòu)的抗震能力還較強(qiáng)。

　　在非地震區(qū)，風(fēng)荷載是建筑結(jié)構(gòu)的主要水平力。建筑體型直接影響風(fēng)的方向和流速，改變著風(fēng)壓的大小。實(shí)驗(yàn)證明，平面為圓形的建筑比方形或矩形建筑，其風(fēng)壓可減小近40%。所以在高層建筑中，?？吹綀A形建筑。它不僅風(fēng)壓小，而且各向的剛度比較接近，有利于抵抗水平力的作用。

　　4.地面的大面積超載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

　　在土質(zhì)不太好的地區(qū)地面上堆土和砂、石等重物時(shí)，不要靠近已有建筑，且不可堆得太重，以免造成大面積超載，致使地面下沉，給鄰近已建房屋的地基造成很大的附加應(yīng)力。如若靠得太近，還有可能造成嚴(yán)重不良后果。

　　5.裝修對(duì)結(jié)構(gòu)的影響及對(duì)策

　　(1)裝修時(shí)不能自行改變?cè)瓉?lái)的建筑使用功能。如若必要改變時(shí)，應(yīng)該取得原設(shè)計(jì)單位的許可。

　　(2)在進(jìn)行樓面和屋面裝修時(shí)，新的裝修構(gòu)造做法產(chǎn)生的荷載值不能超過(guò)原有建筑裝修構(gòu)造做法荷載值。如若超過(guò)，應(yīng)對(duì)樓蓋和屋蓋結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行分析計(jì)算，控制在允許的范圍內(nèi)。

　　(3)在裝修施工中，不允許在原有承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件上開(kāi)洞鑿孔，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。如果實(shí)在需要，應(yīng)該經(jīng)原設(shè)計(jì)單位的書(shū)面有效文件許可，方可施工。

　　(4)裝修時(shí)，不得自行拆除任何承重構(gòu)件，或改變結(jié)構(gòu)的承重體系;更不能自行做夾層或增加樓層。如果必須增加面積，使用方應(yīng)委托原設(shè)計(jì)單位或有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。改建結(jié)構(gòu)的施工也必須有相應(yīng)的施工資質(zhì)。

　　(5)裝修施工時(shí)，不允許在建筑內(nèi)樓面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起結(jié)構(gòu)的破壞。

　　(6)在裝修施工時(shí)，應(yīng)注意建筑結(jié)構(gòu)變形縫的維護(hù)：

　　1)變形縫間的模板和雜物應(yīng)該清除干凈，確保結(jié)構(gòu)的自由變形。

　　2)關(guān)于沉降縫，現(xiàn)在常采用后澆帶的處理方式來(lái)解決沉降差異的問(wèn)題，但有時(shí)仍會(huì)產(chǎn)生微小的沉降差。為了防止裝修做法的開(kāi)裂，最好還應(yīng)設(shè)變形縫。

　　3)防震縫的寬度應(yīng)滿足相鄰結(jié)構(gòu)單元可能出現(xiàn)方向相反的振動(dòng)而不致相撞的要求。當(dāng)房屋高度在15m以下時(shí)，其寬度也不應(yīng)小于5cm。

　　【命題考點(diǎn)】

　　荷載按隨時(shí)間的變異分類;荷載按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類;荷載按其作用面大小分類;荷載按其作用方向分類;施工和檢修荷載;荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

　　【分析預(yù)測(cè)】

　　(1)根據(jù)所提供的材料，分析判斷荷載的分類。

　　(2)根據(jù)所提供的材料，分析判斷荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。