建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度影響因素與比較分析

摘要：近年來，隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國家實(shí)力的提高，高新技術(shù)水平也在不斷提高。建筑業(yè)在全國各地蓬勃發(fā)展，建筑業(yè)獲得了新的發(fā)展平臺(tái)。在此期間，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其理論與技術(shù)越來越成熟，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可靠性的研究也取得了很大的進(jìn)展。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑業(yè)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，也將得到科學(xué)的管理和逐步發(fā)展。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)是整個(gè)項(xiàng)目的重點(diǎn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)不僅決定了項(xiàng)目的可行性和質(zhì)量保證，而且決定企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，不僅與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還與人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們必須在安全與發(fā)展的高度重新審視研究技術(shù)，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性研究，使其更加完善，從而為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；可靠度；設(shè)計(jì)

引言：建筑設(shè)計(jì)的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)建筑的質(zhì)量和安全。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性影響因素分析，使設(shè)計(jì)的可靠性影響因素相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，把握好質(zhì)量和安全的建筑設(shè)計(jì)階段的建筑結(jié)構(gòu)，促進(jìn)中國建筑行業(yè)健康的發(fā)展。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度基本理論

1.1建筑結(jié)構(gòu)體系可靠度在建筑結(jié)構(gòu)體系中存在各種失效模式

只有具有較大失效概率值的模型可以作為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性失效分析的參考。當(dāng)前，有許多方法可以找到結(jié)構(gòu)失效模式，如負(fù)載增量法、網(wǎng)絡(luò)搜索方法、分支約界方法、線性規(guī)劃方法、截止枚舉法。其中，應(yīng)用分支約界方法尋找結(jié)構(gòu)失效模式比較多。在尋找主要失效模式的過程中需要大量的概率計(jì)算。所以，概率計(jì)算也是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析的一部分。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失效概率的計(jì)算可以歸結(jié)為計(jì)算多維正態(tài)概率分布的問題。

1.2結(jié)構(gòu)承載能力可靠度

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的概率極限設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先考慮安全標(biāo)準(zhǔn)的問題。結(jié)構(gòu)極限承載力的失效包括兩種形式：一是首次超越失效（在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)），如果結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)，只要有一次超過結(jié)構(gòu)抗力，結(jié)構(gòu)將會(huì)被破壞；另一種是累積損傷失效（結(jié)構(gòu)損傷是由反復(fù)荷載引起的）。當(dāng)損傷累積到一定程度時(shí)，由結(jié)構(gòu)損傷引起。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須保證結(jié)構(gòu)在極端荷載作用下的安全。同時(shí)，要保證結(jié)構(gòu)在正常負(fù)荷下的功能，滿足其適應(yīng)性的要求。根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)正常使用的變形、局部損傷和振動(dòng)的最終狀態(tài)進(jìn)行分析。有時(shí)，雖然它超出了正常使用范圍，但它不會(huì)造成破壞和結(jié)構(gòu)災(zāi)難的損失，但它將極大地影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

1.3結(jié)構(gòu)疲勞抗震可靠度

結(jié)構(gòu)疲勞破壞或地震破壞是一種累積損傷破壞。疲勞破壞屬于高周疲勞。結(jié)構(gòu)通常處于低應(yīng)力水平。如果在彈性狀態(tài)下，在某一荷載的反復(fù)荷載作用下，就有必要用概率法來分析結(jié)構(gòu)是否會(huì)受到破壞。地震破壞是低周疲勞。結(jié)構(gòu)通常處于高應(yīng)力水平，重復(fù)荷載較少。其結(jié)構(gòu)的概率分析應(yīng)以隨機(jī)振動(dòng)理論和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)。

1.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性包括施工周期和老化周期。施工過程是將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為真實(shí)結(jié)構(gòu)的過程。施工過程的復(fù)雜性和不確定性使建筑結(jié)構(gòu)的性能難以確定。此外，對(duì)材料力學(xué)性能的研究不足或施工管理不善，導(dǎo)致建筑施工風(fēng)險(xiǎn)較高。根據(jù)電阻衰減的方法，對(duì)結(jié)構(gòu)老化周期的可靠性分析進(jìn)行了評(píng)價(jià)。因此，研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工和時(shí)效期間的可靠性，并建立相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)，不僅能提高施工期間的安全，而且對(duì)結(jié)構(gòu)的使用壽命和老化周期的安全也起到了重要的作用。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的影響因素分析

2.1可變荷載水平和分布參數(shù)

在建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)的可靠性也不同于設(shè)置荷載的不同大小。在相關(guān)負(fù)載水平的影響下，變負(fù)荷是主導(dǎo)因素。變量負(fù)載一般可分為兩大類。一種是樓面活荷載。另一個(gè)是自然環(huán)境的負(fù)荷。自然環(huán)境負(fù)荷主要包括以下幾個(gè)方面：雪荷載、風(fēng)荷載和其他與自然規(guī)律有關(guān)的荷載。現(xiàn)場荷載的要求主要設(shè)計(jì)為參考周期荷載均值的設(shè)計(jì)。對(duì)自然環(huán)境負(fù)荷的要求。一般來說，它與基準(zhǔn)期的長短有關(guān)。由于自然環(huán)境的負(fù)荷一般是根據(jù)一年的最大值來計(jì)算的，基準(zhǔn)期越長，負(fù)載水平越高。變負(fù)荷概率分布參數(shù)的精度也會(huì)影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

2.2工程質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其工程設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量將導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際阻力與設(shè)計(jì)阻力的偏差。因此，在對(duì)阻力的統(tǒng)計(jì)分析中，我們應(yīng)該嘗試分析和研究影響工程質(zhì)量的各種因素。此外，我們還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。通過控制工程整體質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

2.3抗力衰減

因環(huán)境荷載的疲勞效應(yīng)從而造成的環(huán)境腐蝕以及材料的老化等部分不利的因素的影響。其構(gòu)件的抗力可能伴隨時(shí)間的推移而衰減。就發(fā)展的形勢可以看出，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們必須足夠的考慮構(gòu)建的抗力衰減對(duì)于結(jié)構(gòu)可靠度的影響。

2.4最不利荷載效應(yīng)組合

我國建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性指標(biāo)主要依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定，即根據(jù)三個(gè)基本荷載作用的組合和14個(gè)基本構(gòu)件的標(biāo)定。其他荷載作用組合的可靠性指標(biāo)與該水平的可靠性指標(biāo)相同。建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般由最不利荷載作用的組合控制。建筑結(jié)構(gòu)最不利荷載程度的差異，建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際可靠性將會(huì)有所不同。我們在校準(zhǔn)建造結(jié)構(gòu)構(gòu)建的可靠指標(biāo)的時(shí)候，通過恒載+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。

結(jié)束語：建筑業(yè)的快速發(fā)展使得建筑結(jié)構(gòu)的可靠性理論趨于成熟。它在實(shí)際應(yīng)用中也越來越廣泛地使用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性是一個(gè)與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活有關(guān)的研究課題，不僅關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，而且關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。它的水平反映了國家的建設(shè)，工程，建筑技能，甚至國家的經(jīng)濟(jì)水平。近年來，由于建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，越來越多的人對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性研究有了全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)建筑業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。學(xué)習(xí)和完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性理論，合理、正確地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)，有助于我國的發(fā)展。

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