建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度影響因素與比較分析

李慧嫻

（山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計咨詢有限公司，山西 太原 030013）

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程，建筑行業(yè)逐漸成為國家重要行業(yè)之一，在對建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，其設(shè)計水平通常與市場經(jīng)濟(jì)存在較大聯(lián)系，即建筑結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)中，嚴(yán)格按照其原則、要求進(jìn)行，能夠更好達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，同時提升其整體質(zhì)量。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對于其可靠度的要求，應(yīng)該在符合耐用性與安全性等標(biāo)準(zhǔn)上，深入研究其影響因素，使其更好滿足經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而向人們提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度主要是指：在實(shí)際使用過程中，通過隨機(jī)流程到隨機(jī)變量的轉(zhuǎn)變，以效用方程的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，在發(fā)揮經(jīng)驗校準(zhǔn)作用的基礎(chǔ)上，借助失效概率進(jìn)行度量的明確。目前，我國對于可靠度的理論研究逐步展開，同時取得較為理想的研究成效，但是，在對理論內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際使用時，其結(jié)構(gòu)設(shè)計方面仍然會出現(xiàn)不同程度問題，要求設(shè)計人員深入討論可靠度的理論知識內(nèi)容，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計體系進(jìn)行不斷優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可靠度理論的具體應(yīng)用，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量?，F(xiàn)階段，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度對比分析時，往往采取近似計算與響應(yīng)面法等手段，其中近似計算方法的應(yīng)用，是將足夠樣本作為計算條件，確保計算結(jié)果具有較高精準(zhǔn)度，同時符合當(dāng)前建筑實(shí)際要求。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠度原則

2.1 強(qiáng)調(diào)主次原則

對于建筑結(jié)構(gòu)來講，可靠度屬于其設(shè)計重點(diǎn)，需要加強(qiáng)主次關(guān)系的掌控。實(shí)際設(shè)計過程中，由于各環(huán)節(jié)的組成構(gòu)件發(fā)揮作用存在一定差異化，因此，在對其具體設(shè)計時，應(yīng)該重點(diǎn)掌握其設(shè)計要點(diǎn)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較強(qiáng)科學(xué)性。當(dāng)建筑承受較大作用力時，結(jié)構(gòu)部件也會隨之發(fā)生不同作用，使建筑結(jié)構(gòu)具有較高穩(wěn)定性，例如：在進(jìn)行建筑梁柱設(shè)計時，柱結(jié)構(gòu)承受力應(yīng)該高于梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合柱強(qiáng)梁弱設(shè)計要點(diǎn)。

2.2 剛?cè)徇m宜原則

嚴(yán)格按照剛?cè)徇m宜原則，屬于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計重點(diǎn)，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計較柔，通常無法承受自然災(zāi)害的危害，在發(fā)生較大變形后，往往會發(fā)生樓體倒塌等事故。反之結(jié)構(gòu)設(shè)計剛，則會降低其變形能力，在受到瞬間作用后，建筑結(jié)構(gòu)會由于柔韌度弱等原因發(fā)生毀壞，使其存在一定安全隱患。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度影響因素

第一，抗力衰減發(fā)生原因比較多樣化，其原因為：建筑結(jié)構(gòu)抗力主要是在時間推移下發(fā)生變化，如環(huán)境荷載疲勞效應(yīng)，通常會造成環(huán)境腐蝕等問題。所以，抗力時間持續(xù)變化下，對抗力分布參數(shù)進(jìn)行了解發(fā)現(xiàn)，其主要是以時間變化為主，與建筑結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計方面存在直接聯(lián)系。

第二，工程質(zhì)量在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面影響較大，屬于設(shè)計可靠度主要影響因素。在建筑結(jié)構(gòu)中，因其抗力和設(shè)計密切相關(guān)，特別是前期設(shè)計和驗收等，如果無法對其進(jìn)行有效控制，建筑可靠度也會隨之下降。所以，為保證工程質(zhì)量，需要強(qiáng)化質(zhì)量影響因素研究，以便于結(jié)合情況進(jìn)行針對性處理；質(zhì)量管理工作的落實(shí)，可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平，進(jìn)而符合可靠度等設(shè)計要求。

第三，荷載與分布參數(shù)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程，其設(shè)計可靠度通常隨之荷載發(fā)生一定變化，即荷載設(shè)計存在差異時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度也會各不相同。在對可變荷載進(jìn)行分析可知，因其會對荷載水平造成影響，所以，在深入研究后得出，可變荷載主要分為樓面、自然環(huán)境，一定基準(zhǔn)期內(nèi)，對荷載均值進(jìn)行設(shè)計和判斷，屬于樓面荷載主要標(biāo)準(zhǔn)。而自然環(huán)境可變荷載則是受環(huán)境變化，例如：風(fēng)載與雪載等，主要與基準(zhǔn)期密切相關(guān)，保證基準(zhǔn)期、荷載水平的正比關(guān)系尤為重要。

第四，荷載效應(yīng)組合，對于建筑結(jié)構(gòu)來講，其設(shè)計工作的展開，在荷載效應(yīng)組合方面通常發(fā)揮限制作用，即結(jié)構(gòu)可靠度伴隨其限制程度發(fā)生變化。因此，建筑結(jié)構(gòu)可靠性校準(zhǔn)工作的展開至關(guān)重要，例如：根據(jù)恒載與風(fēng)載、活載的結(jié)合進(jìn)行設(shè)計等，盡可能滿足可靠性、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4 強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度的要點(diǎn)

以山西某高層建筑為例，建筑地上有24 層，地下有2 層，防震等級7 度，在對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了保證其可靠度，其設(shè)計要點(diǎn)包括：選擇平板式筏形基礎(chǔ)，在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時，主要按照核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)平面的科學(xué)性。但是，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，因樓蓋的混凝土厚度較大，極易造成：配筋偏多、基礎(chǔ)筏板較厚，以及主樓地基缺少較強(qiáng)承載力等問題，所以，對結(jié)構(gòu)自重進(jìn)行有效控制，可以保證豎向構(gòu)件具有較高安全性；在核心結(jié)構(gòu)設(shè)計中，強(qiáng)化內(nèi)隔墻的受力，將其厚度維持在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，確保建筑整體質(zhì)量。

4.1 基礎(chǔ)梁設(shè)計

在進(jìn)行基礎(chǔ)梁實(shí)際設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該對埋設(shè)深度的控制予以重視，當(dāng)基礎(chǔ)梁的埋設(shè)深度符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計水平也會隨之提升。但是，整個建筑梁的設(shè)計過程，如果埋設(shè)深度超過其標(biāo)準(zhǔn)或要求，可以將一層梁作為衡量標(biāo)準(zhǔn)予以設(shè)計，對于埋設(shè)部分可以根據(jù)短柱標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證整個處理的科學(xué)性。除此之外，為提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，考慮沿建筑框架柱軸方向進(jìn)行設(shè)計，可以更好達(dá)到基礎(chǔ)梁的設(shè)計要求。最后設(shè)計基礎(chǔ)梁荷載問題，如填充墻和樓梯柱等，在掌握其荷載作用力的基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計梁的截面，比較滿足建筑基礎(chǔ)梁的設(shè)計要求，使建筑整體更具穩(wěn)定性。

4.2 剪力墻設(shè)計

對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，一旦建筑配筋沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時不能滿足構(gòu)造要求，受地震作用出現(xiàn)偶然偏移幾率較高，最終發(fā)生建筑整體扭轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)鋼筋抗拉開裂等問題。當(dāng)受壓鋼筋存在問題，豎向構(gòu)件的承載力也會隨之下降，很難承受外部實(shí)際壓力；柱子箍筋發(fā)生不足，同樣會對剪力墻的承載力、變形力等造成影響。因此，建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計過程，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，對抗震和風(fēng)力等計算予以明確，可以保證墻柱配筋的準(zhǔn)確性，在符合構(gòu)造設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，以促進(jìn)建筑設(shè)計的順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計水平的提升。

4.3 模板設(shè)計

為避免模板澆筑發(fā)生偏移，對于內(nèi)側(cè)模板來講，強(qiáng)化短鋼筋頭的固定，同時進(jìn)行模板表面的整理，屬于其施工重點(diǎn)?；诖耍趯δ０骞こ陶归_設(shè)計時，應(yīng)充分考慮模板在墻體方面的損傷情況，設(shè)計模板、墻體間的海綿材料，有助于后期施工嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行。為避免模板出現(xiàn)漏漿情況，設(shè)計人員還需要針對其比較常見漏漿問題進(jìn)行針對研究，只有對其進(jìn)行有效設(shè)計和處理，才能從根本上避免施工問題的發(fā)生，進(jìn)而提升建筑結(jié)構(gòu)可靠度。

4.4 可變荷載設(shè)計

針對可變荷載設(shè)計進(jìn)行比較分析，能夠更好保證其設(shè)計的有序進(jìn)行，即樓面、自然環(huán)境的荷載。經(jīng)過分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度影響因素可知，可變荷載屬于影響其可靠度重要原因，在進(jìn)行樓面活荷載的研究得出，荷載水平的確定應(yīng)以均值大小為控制標(biāo)準(zhǔn)；自然環(huán)境可變荷載應(yīng)以風(fēng)荷載值等方面進(jìn)行加強(qiáng)。對此，強(qiáng)化可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的研究，是衡量建筑結(jié)構(gòu)荷載水平關(guān)鍵所在，需要設(shè)計人員予以高度重視。

5 結(jié)束語

本文通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析可知，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計時，可能對其造成影響的因素相對較多，與此同時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論知識的提升，極易呈現(xiàn)速度提高、擴(kuò)展能力持續(xù)加強(qiáng)的現(xiàn)狀。因此，建筑項目的整個建設(shè)過程，嚴(yán)格按照實(shí)際情況進(jìn)行，除了可以滿足其設(shè)計要求之外，還能優(yōu)化建筑設(shè)計的可靠性，在深入研究建設(shè)可靠性影響因素后，盡可能選擇適宜措施進(jìn)行解決，以實(shí)現(xiàn)其建筑質(zhì)量的整體提高。