关于土木工程荷载与结构设计的分析

席敦儒　田君红

摘 要：土木工程建设期间，工程结构设计的合理性，影响着工程结构实际负载力、安全性、稳定性和耐久性。所以，在此工程建设期间，必须注重结构的设计，要依据各项施工标准开展设计工作，以此强化工程建设成品质量，更好的抵御突发灾害，为大众营造安全的居住环境。基于此，本文选择就土木工程荷载与结构设计这一论点进行分析和研究，未为了确保分析的全面性和科学性，设计如下研究框架。首先，阐述土木工程相关理论定义，包括结构设计理论内涵与荷载设计的理论内涵，加深对理论知识的理解，为后续的阐述奠定理论基础。分析土木工程结构设计的方法，包括结构可靠度的设计方法、容许应力的设计方法等。再次，阐述土木工程荷载分析，保障此论点研究的深入性。最后，给予土木工程结构和荷载设计有效建议。

关键词：土木工程;荷载;结构设计

现阶段，伴随我国市场经济的高速发展，带动城市化建设，促进建筑产业的发展。建筑产业的飞速发展，丰富建筑结构的类型，如土木工程建筑的结构就逐渐朝向多元化、丰富化方向发展，以此去满足大众日益多元化生产生活需求。土木工程建设期间，结构多元化、复杂化，增加工程建设难度。因此，必须选择适合的荷载形式，做好结构整体设计，注重布置的方案，这样才能确保土木工程建设的质量，带动现代化建筑产业的发展。

1 土木工程相关理论阐述

1.1 结构设计理论内涵

土木工程的结构，就是设计出一个可以承受整体的荷载骨架，对建筑物起到支撑的作用。土木工程结构的设计，就是针对工作建设期间，结合需要应用的施工材料、具体施工尺寸大小以及骨架种类等，对给出建设进行规划。

1.2 荷载设计理论内涵

结合相关学者的研究成果和文献资料给出，土木工程的荷载就是土木工程建筑成品，在遭受不同力的作用后，在结构上出现的不同程度的变形现象的概述。土木工程的荷载形式较为多样，依据分类的方式，可划分成两个种类。其一是依据时间的变化进行分类，可划分成偶然性的荷载与永久性的荷载。其二是依据结构动力的反应进行分类。可以分成动荷载与静荷载两个种类[1]。

2 土木工程结构的设计方法

2.1 结构可靠度的设计方法

为了确保土木工程结构设计的可靠性，可在结构设计期间，把概率论作为理论支撑，结合各个不同的极限状态，结合耐久性以及承载力的极限情况去设计，可确保结构设计的可靠性。此外，荷载数值的设计可利用数据统计方法获得，调查和分析数据，然后明确结构荷载标准，通过目标概率，去获得抗力系数以及荷载的关系，可保障结构的安全性。

2.2 容许应力的设计方法

容许应力的设计方法在早期就被提出和应用，把理论研究作为基础，在判断设计结构期间各个系数以及不确定因素后，进行结构的设计。但是需要特别注意的是，容许应力的设计没有特定标准的衡量材料去界限极限，而是利用经验去明确安全系数，忽略了材料自身塑性以及性能。

3 土木工程荷载的组合模式分析

3.1 标准式荷载效应的组合方式

标准式荷载效应的组合方式，从其性质的角度来看，和以往经常应用到的短期效应组合之间，具有一些相同之處。这种方式可对多方面问题有效预算，如可以对结构挠度和裂缝进行有效计算。

3.2 准永久式荷载的组合方式

准永久式荷载的组合方式，可以往经常应用到的长期效应荷载组合方式具有相同之处。荷载的标准值和准确永久值，二者相互乘积就可作为结构设计的参考要素。在设计的基础时期，要注意保持准永久值百分率在0.5上下[2]。

3.3 频域荷载式组合方式

频域荷载式组合方式和上述两种荷载组合方式相比较，较为新颖，是一种全新的荷载组合模式。此组合模式在设计期间，优先考虑到土木工程设计期间可变的荷载数值以及次数，依据次数和荷载系数的变化，进行相关设计。频域荷载式组合方式也存在自身不足，如应用范围有限，可能在频遇值系数设计期间遇到一些问题，一些数值不能全部被统计，因此，增加设计人员的工作难度。频域荷载式组合方式这一不足，也正是当下研究人员突破的难点[3]。

4 土木工程的结构与荷载设计举措

4.1 明确土木工程的结构与荷载设计重要性

在设计期间，相关单位以及工作人员，必须明确土木工程的结构与荷载设计工作重要性，知道此项工作在土木工程设计期间的地位以及重要性。要求各个设计人员依据相关建筑标准，做好前期的设计准备工作，保障土木工程的结构与荷载设计合理性[4]。

4.2 从实际出发，因地制宜进行设计

工作人员在设计环节，也要立足于实际，从实际出发，在调查和掌握土木工程建设区域实际情况后，针对性去设计，因地制宜落实此项工作，强化土木工程的结构与荷载设计科学性以及合理性[5]。工作人员设计能力和设计效果联系密切，因此，也要注重人才的培养和能力提升，树立培训理念，建立一定周期，定期进开展理论知识和技能培训活动，确保其具有较高理论素养和技能。此外，也可建立奖惩制度，激发起工作热情，更加主动的去学习、去参与土木工程设计工作。

5 结语

综上所述，可以看出，在土木工程结构设计期间，可以利用结构可靠度的设计方法（此方法可利用通目标概率，去获得抗力系数以及荷载的关系确保结构的安全性。），利用容许应力的设计方法（把理论研究作为基础，判断各个系数以及不确定因素，通过利用经验明确安全系数）。土木工程荷载组合的设计，可选择标准式荷载效应的组合方式、准永久式荷载的组合方式，确保结构设计稳定性，满足土木工程设计的目标，确保建筑结构质量。最后，为了落实好土木工程的结构与荷载设计工作，在结构设计期间内，应明确土木工程的结构与荷载设计重要性，从实际出发，因地制宜，进行设计，做到具体的问题具体去分析，强化设计效果。

参考文献：

[1]张宏利.关于土木工程荷载与结构设计的分析[J].科技经济导刊，2018，26（26）：45.

[2]楚国枫.土木工程结构设计及荷载分析[J].科技资讯，2017，15（34）：240-241.

[3]乔栋.关于土木工程的结构设计和工程荷载研究[J].当代化工研究，2016（06）：76-77.

[4]曹鹏杰，安占义，尚春林.议关于土木工程的结构设计和工程荷载[J].现代装饰（理论），2017（06）：179.

[5]邓挺.典型土木工程结构风荷载的数值模拟[D].汕头大学，2018（04）：129.