【摘要】在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須站在安全與發(fā)展的高度來(lái)重新審視這項(xiàng)研究技術(shù)，加大對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度研究，使其更加完善，從而為企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可靠度、影響因素、比較研究

一、前言

近年來(lái)國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)的發(fā)展十分迅速，人們對(duì)建筑業(yè)的關(guān)注度也日益增加，城市化的加速使得建筑工程發(fā)生巨大變化。然而，人口密集、財(cái)富集中的城市在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，就可能會(huì)造成眾多的人員傷亡與巨大的經(jīng)濟(jì)損失，結(jié)構(gòu)的耐久性以及抗風(fēng)、抗震性都是影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)可靠度的研究提出了巨大的挑戰(zhàn)。我國(guó)目前對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度的應(yīng)用雖然已經(jīng)初具規(guī)模，其應(yīng)用領(lǐng)域也涉及服役設(shè)備的檢驗(yàn)、耐久度分析、結(jié)構(gòu)抵抗災(zāi)害性氣象能力、建筑行業(yè)相關(guān)規(guī)程的制定以及設(shè)備缺陷診斷等，幾乎涵蓋了與建筑相關(guān)的所有領(lǐng)域。但隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的加快，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，由此帶來(lái)的行業(yè)內(nèi)部發(fā)展良莠不齊的現(xiàn)象，需要用完善的專(zhuān)業(yè)評(píng)價(jià)體系去約束和保障工程質(zhì)量，因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度理論的深入研究具有重要意義。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的影響因素分析

1、可變荷載水平和分布參數(shù)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于設(shè)定的荷載大小的不同，其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度也是不同的。在有關(guān)的荷載水平影響下，占主導(dǎo)地位的就是可變荷載。可變荷載一般可以分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是樓面的活荷載。另一類(lèi)是自然環(huán)境的荷載。自然環(huán)境荷載主要包括以下幾個(gè)方面：雪載、風(fēng)載等相關(guān)的受到自然規(guī)律的所支配的荷載。對(duì)于樓面活荷載的要求，主要是對(duì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載均值的大小進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)。對(duì)于自然環(huán)境荷載的要求。一般是與基準(zhǔn)期的長(zhǎng)短有關(guān)。由于自然環(huán)境的荷載一般是按照年的最大值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，其基準(zhǔn)期越長(zhǎng)，荷載的水平就越高?？勺兒奢d概率的分布參數(shù)其確定的準(zhǔn)確的程度，也會(huì)影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度。

2、工程質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其工程的設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量的好壞主要會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際的抗力和設(shè)計(jì)的抗力之間的偏差。因此，在抗力統(tǒng)計(jì)的分析中，我們應(yīng)該盡量的對(duì)于可以預(yù)先考慮的有關(guān)影響工程質(zhì)量的各種因素進(jìn)行相關(guān)的分析和研究。另外，我們還應(yīng)該加強(qiáng)工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。通過(guò)對(duì)工程的整個(gè)質(zhì)量進(jìn)行控制能夠確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度和以及提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的重要的方式。

3、抗力衰減

由于環(huán)境荷載的疲勞效應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致的環(huán)境腐蝕以及材料的老化等一些不利的因素的影響。其構(gòu)件的抗力會(huì)隨著時(shí)間的推移而衰減。主要表現(xiàn)在抗力的標(biāo)準(zhǔn)差和均值是時(shí)間的函數(shù)。公式如下所示：LR=LR（t） 我們?nèi)绻軌驕?zhǔn)確的了解抗力分布的參數(shù)隨著時(shí)間變化的相關(guān)的規(guī)律，那么對(duì)于研究結(jié)構(gòu)的可靠度是很有價(jià)值的。

4、最不利荷載效應(yīng)組合

我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的可靠指標(biāo)主要是按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)即：按照三種基本的荷載效應(yīng)的組合和14種基本構(gòu)件的校準(zhǔn)進(jìn)行確定的。對(duì)于其他的荷載效應(yīng)的組合的可靠指標(biāo)和此水平是相同的。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是最不利荷載效應(yīng)的組合起著控制的作用。建筑結(jié)構(gòu)的最不利荷載程度的不同，所導(dǎo)致的建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際的可靠度也會(huì)是不同的。我們?cè)谛?zhǔn)建造結(jié)構(gòu)構(gòu)建的可靠指標(biāo)的時(shí)候，通過(guò)恒載+活載+風(fēng)載和恒載+活載+雪載+風(fēng)載這兩個(gè)不同的荷載效應(yīng)的組合下是具有相同的可靠指標(biāo)的。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度水平比較分析

我們?cè)谶M(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度水平比較的時(shí)候，需要設(shè)定不同的荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和抗力的標(biāo)準(zhǔn)值。進(jìn)而能夠最優(yōu)的確定各個(gè)分項(xiàng)的系數(shù)，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠指標(biāo)。因此，我們應(yīng)該對(duì)以下的兩點(diǎn)進(jìn)行注意。一是，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的水平的比較。二是，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度水平的相關(guān)的調(diào)整。我們?cè)谶M(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的影響因素的比較的時(shí)候，主要應(yīng)該比較以下的兩方面，即目標(biāo)可靠指標(biāo)和可變荷載。下面就對(duì)這兩方面就行具體的分析。

1、目標(biāo)可靠指標(biāo)

根據(jù)國(guó)際相關(guān)的結(jié)構(gòu)可靠性的原則的相關(guān)的規(guī)定，對(duì)于不同的建筑的重要性的結(jié)構(gòu)，其承載能力的極限狀態(tài)的構(gòu)件可靠度的指標(biāo)分別是：3.1， 3.8， 4.3。根據(jù)我國(guó)的相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)可靠度的原則的規(guī)定，建筑的延性以及脆性的破壞構(gòu)件分別是2.7， 3.2， 3.7和3.2， 3.7， 4.2。很明顯我們根據(jù)上述的數(shù)值可以看出，兩者的數(shù)值雖然比較接近，但是我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值是偏低的。我國(guó)的鋼筋混凝土的構(gòu)件目標(biāo)的可靠度和美國(guó)的相關(guān)的指標(biāo)比較相近，但是我國(guó)的鋼筋混凝土構(gòu)建目標(biāo)的可靠度的數(shù)值與墨西哥的相關(guān)數(shù)值要低。在恒載+活載的組合下，我國(guó)鋼構(gòu)件的目標(biāo)可靠指標(biāo)和美國(guó)的相關(guān)的指標(biāo)接近。但節(jié)點(diǎn)指標(biāo)大大的低于美國(guó)。在含有地震的組合下，我國(guó)的眾值烈度與美國(guó)的地震的水平相近。但是我國(guó)的可靠度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于美國(guó)。

2、可變荷載

由于樓面的活荷載是隨機(jī)的變量，其荷載的水平關(guān)鍵是均值的大小。我國(guó)和美國(guó)樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值相比，美國(guó)樓面的活荷載采用的標(biāo)準(zhǔn)值要比我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)值要大很多，其平均值大一倍左右。我國(guó)的自然環(huán)境荷載的標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)的自然環(huán)境荷載的標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)和美國(guó)的自然環(huán)境荷載水平大致相當(dāng)。但是風(fēng)荷的標(biāo)準(zhǔn)值我國(guó)是每30年左右遇到一次。而美國(guó)的風(fēng)荷標(biāo)準(zhǔn)值是每50年左右遇到一次。但是，風(fēng)荷載均值和標(biāo)準(zhǔn)值相比，我國(guó)與美國(guó)相比要高。我國(guó)和美國(guó)的風(fēng)荷載均值是大致相當(dāng)?shù)摹Ｓ纱丝梢?jiàn)，可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值只不過(guò)是一個(gè)名義上的值，荷載水平主要是體現(xiàn)在均值的大小上。

四、建筑結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展趨勢(shì)

隨著建筑結(jié)構(gòu)可靠度理論的不斷成熟與完善，建筑行業(yè)得到新的發(fā)展。在未來(lái)建筑工程項(xiàng)目中，建筑設(shè)計(jì)盡管會(huì)向多元化，復(fù)雜化方向發(fā)展，但建筑物的穩(wěn)定性以及安全性將得到大大提升。在未來(lái)發(fā)展中，建筑結(jié)構(gòu)可靠度理論可能會(huì)在一些方面發(fā)生變化，例如：

1、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度分析。在未來(lái)，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度分析會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞水平，以及根據(jù)不同的極限狀態(tài) ，計(jì)算出一套針對(duì)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。其表現(xiàn)是系統(tǒng)可靠度分析內(nèi)容更為豐富，難度程度加大。

2、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分析的改進(jìn)。考慮的因素將會(huì)更加全面，如除了強(qiáng)度極限狀態(tài)外，還需要考慮結(jié)構(gòu)破壞安全極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)等其他情況。

3、人為差錯(cuò)的分析。許多結(jié)構(gòu)的失效并不一定是由荷載不確定性造成。有可能是由于設(shè)計(jì)使用環(huán)節(jié)中人為造成的。因此，在未來(lái)可靠度研究中，會(huì)減少人為分析的出錯(cuò)。

4、模糊隨機(jī)可靠度的研究。模糊隨機(jī)可靠度理論會(huì)隨著數(shù)學(xué)理論方法的完善得到進(jìn)一步的改善。總之，在未來(lái)建筑行業(yè)中，建筑結(jié)構(gòu)可靠度理論將會(huì)得到更加科學(xué)合理的運(yùn)用，并且在該行業(yè)中起著不可替代的作用。

五、結(jié)束語(yǔ)

建筑業(yè)的飛速發(fā)展使得建筑結(jié)構(gòu)可靠度理論日趨成熟，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度是一項(xiàng)關(guān)乎到國(guó)計(jì)民生的研究項(xiàng)目，不僅關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，還關(guān)乎到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。其水平能夠反映出國(guó)家的建筑業(yè)、工程設(shè)計(jì)以及施工技術(shù)能力，甚至是一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)。近年來(lái)由于建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，多樣性，越來(lái)越多的人對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可靠性研究有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，這對(duì)建筑行業(yè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。學(xué)習(xí)和完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性理論，合理正確的運(yùn)用到建設(shè)中，為我國(guó)的建設(shè)發(fā)展貢獻(xiàn)出自己微薄之力。

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