2013年建筑考點：建筑荷載對結構的影響
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1A410000建筑工程技術
1A411000建筑結構與構造
命題考點四 建筑荷載對結構的影響
【教材解讀】
一、荷載的分類
1.按隨時間的變異分類
(1)永久作用(永久荷載或恒載)：在設計基準期內，其值不隨時間變化，或其變化可以忽略不計，如結構自重、土壓力、預加應力、混凝土收縮、基礎沉降、焊接變形等。
(2)可變作用(可變荷載或活荷載)：在設計基準期內，其值隨時間變化，如安裝荷載、屋面與樓面活荷載、雪荷載、風荷載、起重機荷載、積灰荷載等。
(3)偶然作用(偶然荷載、特殊荷載)：在設計基準期內可能出現，也可能不出現，而一旦出現其值很大，且持續時間較短。例如，爆炸力、撞擊力、雪崩、嚴重腐蝕、地震、臺風等。
2.按結構的反應分類
(1)靜態作用或靜力作用：不使結構或結構構件產生加速度或所產生的加速度可以忽略不計。如結構自重，住宅與辦公樓的樓面活荷載、雪荷載等。
(2)動態作用或動力作用：使結構或結構構件產生不可忽略的加速度，如地震作用、起重機設備振動、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層面上的各種面荷載傳到梁上或條形基礎上時，可簡化為單位長度上的分布荷載，稱為線荷載q。
(3)集中荷載：是指荷載作用的面積相對于總面積而言很小，可簡化為作用在一點的荷載。
4.按荷載作用方向分類
(1)垂直荷載：如結構自重、雪荷載等。
(2)水平荷載：如風荷載、水平地震作用等。
5.施工和檢修荷載
在建筑結構工程施工和檢修過程中引起的荷載，習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、設備和材料等重量及設備運行的振動與沖擊作用。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、荷載對結構的影響
1.永久荷載對結構的影響
永久荷載也可稱為恒載。它的特點是對結構的永久作用，在設計基準期內，荷載值的大小及其作用位置不隨時間的變化而變化，并且作用時間長。它會引起結構的徐變，致使結構構件的變形和裂縫加大，引起結構的內力重分布。在預應力混凝土結構中，由于混凝土的徐變，鋼筋的預應力會有相應的損失。只有全面并正確計算預應力鋼筋的預應力損失值，才會在混凝土中建立相應的有效預應力。
2.可變荷載對結構的影響
可變荷載的特點是，在設計基準期內，其荷載值的大小和作用位置等經常變化，對結構構件的作用時有時無。荷載對構件作用位置的變化，可能引起結構各部分產生不同影響，甚至產生完全相反的效應。所以在連續梁的內力計算中、在框架結構的框架內力計算中、在單層排架的內力計算中，都要考慮活荷載作用位置的不利組合，找出構件各部分最大內力值，以求構件的安全。
3.偶然荷載對結構的影響
偶然荷載的特點是在設計基準期內，可能發生也可能不發生，而一旦發生其值可能很大，且持續時間很短。結構材料的塑性變形來不及發展，材料的實際強度表現會略有提高。另一方面，這種荷載發生的概率較小，對于結構是瞬時作用，結構的可靠度可適當地取得小一點。
地震荷載與臺風荷載也有不同的特點。地震力是地震時，地面運動加速度引起的建筑質量的慣性力。地震力的大小與建筑質量的大小成正比，所以抗震建筑的材料最好選用輕質高強的材料。這樣不僅可以降低地震力，結構的抗震能力還較強。
在非地震區，風荷載是建筑結構的主要水平力。建筑體型直接影響風的方向和流速，改變著風壓的大小。實驗證明，平面為圓形的建筑比方形或矩形建筑，其風壓可減小近40%。所以在高層建筑中，常看到圓形建筑。它不僅風壓小，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結構的影響
在土質不太好的地區地面上堆土和砂、石等重物時，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力。如若靠得太近，還有可能造成嚴重不良后果。
5.裝修對結構的影響及對策
(1)裝修時不能自行改變原來的建筑使用功能。如若必要改變時，應該取得原設計單位的許可。
(2)在進行樓面和屋面裝修時，新的裝修構造做法產生的荷載值不能超過原有建筑裝修構造做法荷載值。如若超過，應對樓蓋和屋蓋結構的承載能力進行分析計算，控制在允許的范圍內。
(3)在裝修施工中，不允許在原有承重結構構件上開洞鑿孔，降低結構構件的承載能力。如果實在需要，應該經原設計單位的書面有效文件許可，方可施工。
(4)裝修時，不得自行拆除任何承重構件，或改變結構的承重體系;更不能自行做夾層或增加樓層。如果必須增加面積，使用方應委托原設計單位或有相應資質的設計單位進行設計。改建結構的施工也必須有相應的施工資質。
(5)裝修施工時，不允許在建筑內樓面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起結構的破壞。
(6)在裝修施工時，應注意建筑結構變形縫的維護：
1)變形縫間的模板和雜物應該清除干凈，確保結構的自由變形。
2)關于沉降縫，現在常采用后澆帶的處理方式來解決沉降差異的問題，但有時仍會產生微小的沉降差。為了防止裝修做法的開裂，最好還應設變形縫。
3)防震縫的寬度應滿足相鄰結構單元可能出現方向相反的振動而不致相撞的要求。當房屋高度在15m以下時，其寬度也不應小于5cm。
【命題考點】
荷載按隨時間的變異分類;荷載按結構的反應分類;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;荷載對結構的影響。
【分析預測】
(1)根據所提供的材料，分析判斷荷載的分類。
(2)根據所提供的材料，分析判斷荷載對結構的影響。
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【考題回顧】
【2010年度考試真題】
在建筑結構中，從基礎到上部結構全部斷開的變形縫是( )。
A.伸縮縫
B.沉降縫
C.防震縫
D.溫度縫
【答案】B本題考核的是建筑結構變形縫的功能。伸縮縫是為了避免溫度變化引起結構伸縮應力，使房屋構件產生裂縫而設置的。基礎部分受溫度影響小，不用斷開設縫，地上建筑部分應設縫。沉降縫是為了避免地基不均勻沉降時，在房屋構件中產生裂縫而設置的。從基礎到上部結構，應全部斷開設縫。防震縫就是為了避免由這種附加應力和變形引起震害而設置的。基礎部分受地震影響位移小，不用斷開設縫，地上建筑部分應設縫。
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【典型習題】
1.在設計基準期內，可能出現，也可能不出現，而一旦出現，荷載值很大，且持續時間較短的是( )。
A.永久荷載
B.可變荷載
C.偶然荷載
D.動態荷載
2.荷載作用的面程相對于總面程而言很小，可簡化為作用在一點的荷載，稱為( )。
A.線荷載
B.恒載
C.活荷載
D.集中荷載
3.建筑物原有的樓面或層面上分布的各種荷載面傳到梁上或條形基礎上時，可簡化為單位長度上的分布荷載，稱為( )。
A.集中荷載
B.線荷載
C.均布面荷載
D.固定荷載
4.在建筑結構工程施工和檢修過程中引起的荷載，習慣上稱為( )。
A.線荷載
B.垂直荷載
C.均布面荷載
D.施工和檢修荷載
5.荷載按隨時間的變異分類可分為( )。
A.水平作用
B.垂直作用
C.可變作用
D.永久作用
E.偶然作用
6.動態作用是使結構或結構構件產生不可忽略的加速度。以下各項作用屬于動態作用的是( )。
A.結構自重
B.高空墜物沖擊作用
C.雪荷載
D.地震作用
E.起重機設備振動
7.荷載對結構的影響主要是( )。
A.安全性
B.耐久性
C.可行性
D.適用性
E.科學性
8.荷載按其作用面的大小分類可分為( )。
A.線荷載
B.均布面荷載
C.垂直荷載
D.集中荷載
E.水平荷載
9.以下各項荷載中，屬于水平荷載的是( )。
A.風荷載
B.高空墜物沖擊作用
C.雪崩
D.水平地震作用
E.結構自重
【答案】1.C2.D3.B4.D5.CDE6.BDE7.AD8.ABD9.AD
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