建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度影響因素與比較分析

張偉

大連一方東港置地有限公司 遼寧大連 116016

當(dāng)前，人們非常關(guān)注和重視建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)階段我國建筑工程的數(shù)量不斷增多，同時規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，在這樣的情況下，我們必須要采取有效的措施來保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可靠度是一個非常值得關(guān)注的問題，我們在日常生活中一定要全面了解并掌握提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的基本方法，從而更好地確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

1 可靠性理論研究

很多因素都會對建筑工程的安全性和穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，且工程出現(xiàn)損壞可能與很多因素都存在著密切的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞的原因有很多，結(jié)構(gòu)可靠性理論研究實(shí)際上是針對建筑物在極限狀態(tài)下對其可能產(chǎn)生破壞的偶然因素的研究，同時還要將這一要素作為研究中的隨機(jī)變量，而因變量則設(shè)定為可能失效的幾率即安全度。在這種研究方式下能夠更好地了解不同因素與建筑破壞之間所存在的關(guān)系、現(xiàn)階段，在建筑領(lǐng)域當(dāng)中，可靠度理論得到了較為普遍的認(rèn)可與應(yīng)用，同時其也能夠更為客觀具體地闡釋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際狀況[3]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的影響因素

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載變化水平的參數(shù)分布

通常情況下，不同建筑結(jié)構(gòu)將有對應(yīng)的荷載設(shè)定要求，因此，針對不同建筑結(jié)構(gòu)，可認(rèn)為其荷載變化能力及水平將影響建筑結(jié)構(gòu)的可靠度。在建筑結(jié)構(gòu)荷載能力的作用下，荷載水平對建筑結(jié)構(gòu)可靠度的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，分別是自然環(huán)境下結(jié)構(gòu)荷載水平以及建筑樓面的荷載水平。其中自然條件下的結(jié)構(gòu)荷載水平將受到風(fēng)、雪等影響，而建筑樓面結(jié)構(gòu)荷載是根據(jù)設(shè)計(jì)周期內(nèi)荷載概率分布上的某分位值對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時，不同類型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限有所差異，通過改變用途或者使用環(huán)境等會影響建筑物的安全性和使用年限，因此，必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)許可來進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較高的安全性。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量的不足

建筑工程材料的質(zhì)量對工程的建設(shè)水平有著非常顯著的影響。建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度也會在很大程度上受到建筑材料品質(zhì)的影響。而在建筑工程建設(shè)和施工中，一些施工單位為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)利益，使用不能滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，因此也對結(jié)構(gòu)自身的質(zhì)量和穩(wěn)定性造成了極大的影響，縮短了建筑的使用壽命。采購人員在購進(jìn)建筑材料的過程中為了節(jié)約成本而購進(jìn)質(zhì)量較差的材料，因此嚴(yán)重影響了工程的施工質(zhì)量[4]。

2.3 不利的荷載效應(yīng)組合

建筑結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)通常是在按照相關(guān)規(guī)定并結(jié)合設(shè)計(jì)情況的基礎(chǔ)上，選擇適當(dāng)?shù)暮奢d效應(yīng)組合。對于持久以及短暫的設(shè)計(jì)情況來講，應(yīng)該采用基本組合，而對于偶然設(shè)計(jì)情況，應(yīng)選用偶然組合，從承載能力極限狀態(tài)的組合角度出發(fā)，有關(guān)規(guī)定明確了不同荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值表達(dá)式，能有效保證在多種可能存在的荷載組合狀況下，可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來使得各結(jié)構(gòu)維持在一定的可靠性水平上。需要注意的是，相關(guān)規(guī)定給出的表達(dá)式是以荷載及荷載效應(yīng)滿足線性關(guān)系作為前提，對于非線性問題，應(yīng)結(jié)合問題性質(zhì)以及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范來應(yīng)用其他方法。如在設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不一致時，可通過調(diào)整荷載系數(shù)來對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定可靠度。

2.4 抗力衰減影響

此種情況的出現(xiàn)主要是源于材料面臨環(huán)境腐蝕等多方面影響下，產(chǎn)生的應(yīng)力剛性衰減反應(yīng)。通常而言，依據(jù)材料剛性抗力衰減函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，針對建筑功能可靠性有一定預(yù)防作用，對于后續(xù)工程加固也有一定參照的條件意義。但若是在營造之初相應(yīng)材料便難以滿足我國建材標(biāo)準(zhǔn)審核條件，便極容易在抗力衰減方面出現(xiàn)差誤，并促使整體建筑性能急速下降，為后續(xù)建筑使用帶來嚴(yán)重隱患[1]。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的對比分析

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的對比分析

可靠度通常指的是在保證建筑物各項(xiàng)性能良好運(yùn)行的同時，保障人們生命財(cái)產(chǎn)的安全，另外，結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)還需要保證建筑結(jié)構(gòu)具有能被修復(fù)的功能。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可靠性研究逐漸深入，對建筑行業(yè)的良好發(fā)展有一定的積極作用，但是通過與發(fā)達(dá)國家可靠度的相關(guān)理論相比較，可發(fā)現(xiàn)我國現(xiàn)階段的可靠度理論還落后于發(fā)達(dá)國家，需要通過加強(qiáng)對可靠度理論的研究實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

3.2 活荷載可靠度

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。我國和美國樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值相比，美國樓面的活荷載采用的標(biāo)準(zhǔn)值要比我國的標(biāo)準(zhǔn)值要大很多，其平均值大概大一倍左右。我國的自然環(huán)境荷載的標(biāo)準(zhǔn)和美國的自然環(huán)境荷載的標(biāo)準(zhǔn)相比，我國和美國的自然環(huán)境荷載水平大致相當(dāng)。但是風(fēng)荷的標(biāo)準(zhǔn)值我國是每30年左右遇到一次。而美國的風(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，我國與美國相比要高。我國和美國的風(fēng)荷載均值是大致相當(dāng)?shù)?。由此可見，可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值只不過是一個名義上的值，荷載水平主要是體現(xiàn)在均值的大小上[2]。

總之，如今，我們國家建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了比較好的成績，但是在建筑結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)了部分問題，比如建筑設(shè)計(jì)的可靠度，其直接性的關(guān)系到建筑的安全質(zhì)量。影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素有很多，就得要全方位的考慮到這類因素，從根本之上來加大整個建筑工程的質(zhì)量。