邱智祥

廣州大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510308

隨著城市的發(fā)展，建筑行業(yè)不斷進(jìn)步，建筑的大規(guī)模建設(shè)使如何快速高效解決建筑結(jié)構(gòu)問(wèn)題成為時(shí)代課題。因此，建筑結(jié)構(gòu)可靠度的相關(guān)研究極為迫切，本文正是在這樣的社會(huì)背景下，以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，以抵抗自然外力為目的。通過(guò)探究特殊環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)可靠性，為結(jié)構(gòu)從業(yè)人員提供設(shè)計(jì)參考，為建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展提供理論支持。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度概述

建筑結(jié)構(gòu)的可靠度是通過(guò)規(guī)定的隨機(jī)變量的效能方程式，借助經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)的方式和失效概率來(lái)確定的。隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度已經(jīng)取得了不小的成果，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)施中還存在一些問(wèn)題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要參數(shù)值缺少靈活性，大多是一些固定的數(shù)值，對(duì)會(huì)產(chǎn)生的各種應(yīng)力影響考慮的不夠周全，利用公式計(jì)算出的結(jié)果和實(shí)際的情況會(huì)出現(xiàn)不符，采用可靠性理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻礙。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在強(qiáng)制性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到相關(guān)的法律、法規(guī)的限定，具有規(guī)范性。參與建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)出的作品需要承擔(dān)一定的法律責(zé)任，所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要嚴(yán)格的遵守國(guó)家頒布的有關(guān)法律、法規(guī)，避免設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題而受到相應(yīng)的法律制裁。保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性關(guān)鍵就是要執(zhí)行規(guī)范性設(shè)計(jì)，不斷提高建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2 建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原則

建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑意義重大，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，應(yīng)注意以下設(shè)計(jì)原則。

2.1 彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)一方面應(yīng)注意結(jié)構(gòu)剛性，同時(shí)也應(yīng)注意保持結(jié)構(gòu)柔性。在設(shè)計(jì)中，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)柔，剛性不足，易造成建筑發(fā)生較大變形，發(fā)生危險(xiǎn)。另外一方面，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)剛，在外力作用下，結(jié)構(gòu)過(guò)脆，易發(fā)生破壞。

2.2 區(qū)分結(jié)構(gòu)主體及附屬部件

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)確定建筑結(jié)構(gòu)主體及其附屬部分，使建筑在受力過(guò)程中，結(jié)構(gòu)主體優(yōu)先承重，而其它部分作為結(jié)構(gòu)承重輔助部分，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)各部分性能，從而使結(jié)構(gòu)受力合理。

2.3 因地制宜原則

建筑結(jié)構(gòu)影響因素很多，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意具體設(shè)計(jì)對(duì)象差異、區(qū)域地理差異、施工技術(shù)水平差異等，依據(jù)具體施工條件，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣x擇合適結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，反映因地制宜原則，具體情況具體分析，深入探討結(jié)構(gòu)方案合理性。從而使結(jié)構(gòu)方案更加貼合實(shí)際情況，

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可靠度的影響要素

建筑結(jié)構(gòu)影響因素眾多，目前關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)可靠度仍缺乏統(tǒng)一認(rèn)可的方法，因此尚缺乏統(tǒng)一規(guī)定，本次研究以建筑結(jié)構(gòu)可靠度為主要研究對(duì)象，對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度提出三個(gè)方面的探索性研究，通過(guò)多變量綜合評(píng)估，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高可靠度提供理論支持。

3.1 參數(shù)值與計(jì)量要素

如今對(duì)于不同建筑結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的重要性系數(shù)只有比較單一的穩(wěn)固價(jià)值，在不同建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的荷載變化水平的參數(shù)設(shè)定要求，它直接影響建筑結(jié)構(gòu)的可靠度，想要有效提高荷載變化能力水平，就要在建筑結(jié)構(gòu)荷載能力作用下，精準(zhǔn)到位，可靠計(jì)量。荷載水平對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可靠度的影響具體表面為以下兩點(diǎn)：一是生態(tài)環(huán)境下結(jié)構(gòu)荷載水平，自然風(fēng)力、外界引力、雨雪等天氣環(huán)境；二是建筑樓面的荷載水平，而建筑樓面結(jié)構(gòu)荷載是依據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程中荷載概率分布上的某分位值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，類(lèi)型不一樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用周期有所差異，通過(guò)改變使用范圍或者使用環(huán)境等會(huì)影響建筑物的安全性和使用周期，所以，一定要按相關(guān)設(shè)計(jì)許可要求來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全與可靠性。

3.2 荷載效應(yīng)組合

荷載效應(yīng)組合指各類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)不同極限狀態(tài)所應(yīng)取用的各種荷載及其相應(yīng)的代表值的組合。從設(shè)計(jì)情況的時(shí)間上來(lái)說(shuō)，基本組合是最合適的，偶然的設(shè)計(jì)情況自然更適合采用偶然組合；從建筑結(jié)構(gòu)的承載能力的極限狀態(tài)上來(lái)考慮的話，已經(jīng)規(guī)定了設(shè)計(jì)值表達(dá)式，針對(duì)于不同的負(fù)載效應(yīng)組合，采用不同的設(shè)計(jì)值表達(dá)式，這樣就保證了出現(xiàn)多種負(fù)載組合時(shí)，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)保持結(jié)構(gòu)的可靠性。但是一定要注意的關(guān)鍵問(wèn)題是，采用規(guī)定中的表達(dá)式負(fù)載及負(fù)載效應(yīng)必須滿足線性關(guān)系才可以，不具備線性關(guān)系的，要結(jié)合實(shí)際的性質(zhì)和有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范選擇其它合適的方法。當(dāng)設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不相符時(shí)，最好的措施就是對(duì)荷載系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)的抗力減退

通過(guò)專(zhuān)業(yè)人士對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可靠度的大量研究得出，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性產(chǎn)生影響的元素還有建筑結(jié)構(gòu)抗力的降低，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)受到外界環(huán)境的長(zhǎng)期負(fù)載，建筑施工中使用的建筑材料會(huì)發(fā)生一定的變化，如建筑材料老化或者受到腐蝕等，會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度，建筑結(jié)構(gòu)抗力性能下降，結(jié)構(gòu)功能降低。因此，為了降低產(chǎn)生這種狀況帶來(lái)的后果，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要借助于抗力衰減分布函數(shù)找到變化規(guī)律，根據(jù)實(shí)際的情況采取最為有效的措施來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。簡(jiǎn)而言之，建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，抗力衰減是有變化規(guī)律的，根據(jù)變化規(guī)律采用公式計(jì)算，找到最佳的方法來(lái)保持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

4 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度方法研究

建筑結(jié)構(gòu)可靠度對(duì)于建筑質(zhì)量起至關(guān)重要的作用，為提高建筑結(jié)構(gòu)可靠度，本文提出幾個(gè)方面具體措施，以提高建筑設(shè)計(jì)可靠度。

4.1 嚴(yán)格遵守國(guó)家建筑規(guī)范要求

各行業(yè)中都有其相應(yīng)的國(guó)家法律法規(guī)對(duì)其作出規(guī)范要求，建筑行業(yè)更應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守我國(guó)制定的各項(xiàng)建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，以此保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)具有法律效應(yīng)，對(duì)于違規(guī)行為造成的不良后果需要承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任，所以具有強(qiáng)制性。建筑設(shè)計(jì)從業(yè)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中要嚴(yán)格按照既定規(guī)章制度和法律法規(guī)規(guī)范執(zhí)行。對(duì)于已有的規(guī)范不能滿足和使用設(shè)計(jì)需求時(shí)，相關(guān)的企業(yè)單位應(yīng)當(dāng)及時(shí)向上級(jí)有關(guān)部門(mén)或國(guó)家主管部門(mén)進(jìn)行反應(yīng)，以便國(guó)家研究探討和出臺(tái)更加科學(xué)、合理的規(guī)范制度。對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中的違規(guī)和違法的行為，一定要及時(shí)制止，按照法律規(guī)定，嚴(yán)格依法處理。

4.2 精準(zhǔn)建筑物參數(shù)數(shù)值

建筑工程項(xiàng)目施工過(guò)程中采用的原材料離不開(kāi)鋼筋、水泥、混凝土，建筑結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因此，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于所需要使用到的這些原材料的性能、特性以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能與持久性、承載能力都要做到全面的考慮，不同的原料達(dá)到的效果不同，性能上存在很大的差別，建筑施工過(guò)程中依據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)必須可靠，要根據(jù)實(shí)際的施工狀況來(lái)進(jìn)行不同的設(shè)置，簡(jiǎn)單的固定值不能夠保障建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。建筑施工中的影響因素很多，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定每一項(xiàng)數(shù)值參數(shù)的取值范圍和準(zhǔn)確的數(shù)值，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況和安全、耐久性能。

4.3 提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的可靠度

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度不能脫離鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性，鋼筋、混凝土原料具有各自的特性，質(zhì)量上的使用期限和自身的獨(dú)特性能能否達(dá)到建筑要求，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前都要多好詳細(xì)的了解和分析，尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用上的耐久性，也就是建筑使用質(zhì)量的最長(zhǎng)有效期限。鋼筋混凝土的質(zhì)量直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的可靠度，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對(duì)可能出現(xiàn)的影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種因素做到綜合性的考慮，從設(shè)計(jì)工作從根本上保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述得出，建筑結(jié)構(gòu)的可靠性受到很多因素的影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮到各個(gè)方面的元素問(wèn)題，在對(duì)待設(shè)計(jì)工作上，設(shè)計(jì)者一定要嚴(yán)格規(guī)范制度，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的思想意識(shí)。同時(shí)，設(shè)計(jì)者對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的不斷加強(qiáng)和提高，對(duì)于建筑過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可靠性產(chǎn)生影響和破壞的因素進(jìn)行分析研究，不斷的突破建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性和耐用性，使施工質(zhì)量得到保證，強(qiáng)化建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提高。

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