探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度影響因素與比較

李偉強(qiáng)

山東樺辰工程咨詢有限公司 山東 東營 257000

引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性主要是指在固定的時(shí)間內(nèi)、范圍里，要求建筑結(jié)構(gòu)具備不同環(huán)境背景下能夠完成相應(yīng)的預(yù)期設(shè)計(jì)功能及價(jià)值，要在有效保障建筑結(jié)構(gòu)使用功能的同時(shí)，盡可能延長建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，提升建筑工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。絕大多數(shù)情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性與建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命成正比關(guān)系，建筑結(jié)構(gòu)可靠性越高，則建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命越長，而且建筑結(jié)構(gòu)具備一定的安全可靠性，能夠有效保障建筑結(jié)構(gòu)在具體使用過程中更加安全舒適、持久耐用，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各方面的影響因素，要嚴(yán)格遵循我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的規(guī)范要求，有效保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全可靠性及設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的影響因素分析

1.1 目標(biāo)可靠指標(biāo)的影響研究

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠性主要是指，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行規(guī)范及要求，要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合規(guī)范的有關(guān)指標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)施工使用的各項(xiàng)材料性能、建筑結(jié)構(gòu)管理過程、施工建設(shè)過程以及建筑結(jié)構(gòu)施工影響因素等內(nèi)容，進(jìn)而計(jì)算出影響因素的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，在計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的基礎(chǔ)和前提下進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，這一定程度上有利于提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)一定程度上是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的衡量因素，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中充分參考建筑結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，比如在設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本及使用價(jià)值，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)因素的及時(shí)、有效轉(zhuǎn)換，要在盡可能完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，不斷提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

通常建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)要求比較高的情況下，雖然能夠有效保障建筑結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)質(zhì)量，但勢必會(huì)增加建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)成本，會(huì)壓縮建筑商的盈利空間，甚至很有可能建筑企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益都不能得到有效保障。而建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)過低，則無法有效保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工建設(shè)質(zhì)量，不能有效保障建筑結(jié)構(gòu)施工水平，嚴(yán)重甚至有可能會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 可變荷載的影響研究分析

荷載因素是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)的重要因素之一，絕大多數(shù)情況下，建筑結(jié)構(gòu)自身所承擔(dān)的自身荷載越高，則表明建筑結(jié)構(gòu)的使用周期越短，而將建筑結(jié)構(gòu)的荷載因素控制在標(biāo)準(zhǔn)適用范圍之內(nèi)，則可變荷載自身荷載會(huì)發(fā)生一定程度的變化。大量科學(xué)實(shí)踐研究證明，可變荷載是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的主要因素之一，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的研究分析過程中，研究人員將可變荷載劃分為基本可變荷載類型以及其他可變荷載類型，基本可變變荷載類型主要是指建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部人群以及物體對荷載的影響及變化，其他可變荷載類型則是指建筑工程所在區(qū)域內(nèi)風(fēng)雨變化、地震、積雪等不可控的自然環(huán)境因素對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不確定荷載。就建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要確定結(jié)構(gòu)的基本可變荷載數(shù)值，按照建筑結(jié)構(gòu)在具體使用中的各種功能計(jì)算獲取建筑結(jié)構(gòu)基本可變荷載的平均數(shù)值。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要綜合全面地了解建筑結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場的自然環(huán)境，要研究分析建筑結(jié)構(gòu)所承受的自然荷載的最大限值，并將最大值記錄下來進(jìn)行研究分析，要盡可能地降低可變荷載對建筑結(jié)構(gòu)主體穩(wěn)定性帶來的不良影響[1]。

1.3 施工質(zhì)量因素的影響研究

建筑結(jié)構(gòu)的具體施工會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)的施工過程中會(huì)涉及各個(gè)方面及多個(gè)影響因素，施工現(xiàn)場自然環(huán)境、施工技術(shù)水平、施工管理水平以及施工材料性能等都會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量有一定的影響，也會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性產(chǎn)生一定的影響，即便是使用同種施工材料性能的建筑材料進(jìn)行施工，在不同施工技術(shù)水平作用下，以及受不同施工自然環(huán)境因素的影響，其最終呈現(xiàn)的同等建筑結(jié)構(gòu)所發(fā)揮的性能也存在很大的差異。

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量目標(biāo)和實(shí)際施工質(zhì)量達(dá)到的目標(biāo)會(huì)有一定的差距，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)施工過程中有關(guān)因素的影響，并且要對有關(guān)因素進(jìn)行研究分析并總結(jié)在具體施工過程中可能會(huì)產(chǎn)生的施工質(zhì)量偏差，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，要讓建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量水平符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。另外，在建筑結(jié)構(gòu)的施工過程中，也要重視對建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量進(jìn)行有效的管理和控制，要遵循相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)施工材料、施工技術(shù)以及施工工藝在能夠控制的范圍之內(nèi)，盡可能地減少建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量對建筑結(jié)構(gòu)可靠性的影響，要不斷延長接觸結(jié)構(gòu)的使用壽命。

1.4 結(jié)構(gòu)作用力的衰退影響

建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)可靠性的計(jì)算分析要綜合考慮到建筑項(xiàng)目投入使用后的很長的時(shí)間，在這過程中建筑項(xiàng)目內(nèi)部結(jié)構(gòu)的材料性能以及建筑項(xiàng)目構(gòu)建之間的作用力等級(jí)很有可能會(huì)出現(xiàn)衰退的問題，這一定程度上會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)變量都發(fā)生翻天覆地的變化，進(jìn)而造成建筑結(jié)構(gòu)并不能像建筑設(shè)計(jì)預(yù)期所能抵御各種各樣不利因素的影響。如果不能很好地研究分析出建筑結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化而出現(xiàn)的推移問題，不能非常準(zhǔn)確的計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)函數(shù)曲線出現(xiàn)的問題，只會(huì)直接影響到建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的可靠性，會(huì)影響到其功能與作用的發(fā)揮情況，嚴(yán)重甚至可能會(huì)造成不可挽回的后果。所以要重視研究建筑結(jié)構(gòu)作用力衰退的特征，并且要準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出函數(shù)分布曲線，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性。另外，設(shè)計(jì)人員必須要綜合自身有關(guān)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)，對建筑工程結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化情況進(jìn)行計(jì)算及預(yù)計(jì)，以有效保障建筑結(jié)構(gòu)的壽命能夠達(dá)到預(yù)期。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的比較結(jié)果分析

在建筑結(jié)構(gòu)目標(biāo)和后指標(biāo)的比較過程中，如果目標(biāo)可靠指標(biāo)相對比較低，則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性會(huì)比較低，建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目會(huì)存在一定的安全隱患。如果目標(biāo)可靠指標(biāo)相對比較高，則建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量會(huì)比較高，但一定程度上會(huì)增加建筑結(jié)構(gòu)的施工成本。我國鋼筋混凝土目標(biāo)可靠度較之美國鋼筋混凝土可靠度高，我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力目標(biāo)數(shù)值在抗彎以及抗剪方面明顯優(yōu)于美國。我國建筑結(jié)構(gòu)可變荷載較之美國建筑的可變荷載，我國自然荷載的影響程度會(huì)受到基準(zhǔn)期的影響，一般基準(zhǔn)期時(shí)間越長，則建筑結(jié)構(gòu)自身的荷載能力會(huì)越強(qiáng)[2]。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性的理論規(guī)范對比分析

建筑結(jié)構(gòu)的可靠性會(huì)隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展成熟而更加規(guī)范，建筑結(jié)構(gòu)可靠性計(jì)算最重要的目的是能夠比較準(zhǔn)確地判斷出建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段以及后續(xù)很長一段時(shí)間內(nèi)其所能夠維持的運(yùn)行狀態(tài)，這更有利于維護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。但由于我國建筑行業(yè)的有關(guān)理論及規(guī)范設(shè)計(jì)起步都非常晚，雖然其可靠性理論規(guī)范已取得一定的成效，但其與西方先進(jìn)國家相比仍然存在一定的差距。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性，比如建筑梁柱內(nèi)的配筋率設(shè)計(jì)，不僅已經(jīng)具備了較為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)算公式，而且對建筑結(jié)構(gòu)受力空間的最小配筋率計(jì)算已經(jīng)是世界領(lǐng)先水平。但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性指標(biāo)范圍、可靠性的取值以及可靠性的具體應(yīng)用等方面，較之西方先進(jìn)國家仍然存在一定的差距，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)提升，并且要綜合我國特色的建筑發(fā)展實(shí)際情況總結(jié)出符合我國建筑發(fā)展的可靠度分析計(jì)算公式，進(jìn)而讓建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)部分都能夠在可靠度的計(jì)算下發(fā)揮其最大的利用價(jià)值。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)可靠度發(fā)展方針的對比分析

就我國國家建設(shè)以及建筑發(fā)展的具體經(jīng)驗(yàn)而言，現(xiàn)階段絕大多數(shù)建筑單位都把可靠度分析作為建筑結(jié)構(gòu)中心的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而且在我國政府專業(yè)機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越重視可靠度的規(guī)范發(fā)展以及發(fā)展方針的合理化，這一定程度上有利于我國建筑行業(yè)的發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，有利于維護(hù)社會(huì)的和諧穩(wěn)定。另外，就我國不同區(qū)域建筑發(fā)展實(shí)際情況來看，建筑結(jié)構(gòu)的可靠度規(guī)范制度符合現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，為了更進(jìn)一步發(fā)揮建筑材料的作用，以便更好地實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)科學(xué)的目標(biāo)，我國建筑結(jié)構(gòu)的可靠度計(jì)算越來越規(guī)范，但與西方先進(jìn)國家的政策方針相比，我國建筑結(jié)構(gòu)的和厚度計(jì)算還存在一定的問題，有諸多不夠完善的地方，需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格遵循發(fā)展政策方針，對建筑結(jié)構(gòu)可靠度進(jìn)行優(yōu)化管理，并且不斷細(xì)化工作，以有效保障建筑結(jié)構(gòu)可靠度的發(fā)展[3]。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的優(yōu)化發(fā)展策略

3.1 要重視不斷提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度和設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)有非常密切的聯(lián)系，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須要具備非常強(qiáng)的可靠性意識(shí)，所以在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，必須要重視不斷提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)，要重視培養(yǎng)提升設(shè)計(jì)人員的可靠性意識(shí)，進(jìn)而有效保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及安全性。要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中其專業(yè)素養(yǎng)及設(shè)計(jì)工作態(tài)度都能夠符合規(guī)范，并且要求不斷提升自身的可靠意識(shí)，重視學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，要規(guī)避或減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的安全隱患。

3.2 要嚴(yán)格遵循國家建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計(jì)過程中，必須嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范，要按照我國建筑行業(yè)發(fā)展的具體情況進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)能夠滿足建筑工程設(shè)計(jì)的需求。由于我國建筑結(jié)構(gòu)的有關(guān)法律規(guī)范是按照我國建筑行業(yè)發(fā)展實(shí)際需求而制定的，有關(guān)的法律法規(guī)具備法律效應(yīng)，并且有強(qiáng)制性，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中如果不符合國家的法律法規(guī)，則應(yīng)立即反饋給有關(guān)部門，要嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)施工的具體規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，存在違法亂紀(jì)的情況，則應(yīng)該根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)肅處理。

3.3 要重視創(chuàng)新發(fā)展

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要重視按照社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際需求進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，由于現(xiàn)代化技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以通過現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行建筑模型的仿真制造，設(shè)計(jì)出新穎且外形非常獨(dú)特的建筑結(jié)構(gòu)，在保障建筑結(jié)構(gòu)安全可靠的基礎(chǔ)和前提下，有效滿足現(xiàn)代人們對建筑的個(gè)性化需求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要重視不斷提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度，并重視在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新研究，要不斷推陳出新，設(shè)計(jì)出更好的建筑結(jié)構(gòu)[4]。

4 結(jié)束語

總之，建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)有利于保障建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，有利于充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的功能及價(jià)值，也會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)的使用者更加舒適安全，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要研究分析目標(biāo)可靠指標(biāo)、可變荷載以及施工質(zhì)量等因素的影響研究，要有效保障建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。