建筑結構可靠度設計的影響因素及比較分析

何炳貴

[摘要]基于社會市場經濟高速發展，近年來我國現代化城市建設步伐不斷加快，為我國建筑行業提供一定的發展機遇。而伴隨著人們生活質量不斷加強，為確保城市居民建筑住房人身以及財產的安全性，人們對于建筑工程的設計質量有了更加嚴格的要求。建筑結構可靠度設計作為影響建筑結構可靠性的核心因素，加強對建筑結構可靠度設計影響因素的研究，對于保證建筑工程施工質量具有重要意義。本論文通過對建筑結構可靠度設計進行概述，分析了建筑結構可靠度設計的主要影響因素，并且進行了建筑結構可靠度設計比較研究，旨在為建筑結構可靠度設計相關研究人員提供一定的參考。

[關鍵詞]建筑結構；可靠度；影響因素；比較研究

文章編號：2095 -4085（2018）03 -0052 -03

1 建筑結構可靠度設計概述

1.1 建筑結構可靠度設計內涵

建筑結構可靠度設計主要是指基于某一特定時間段內，建筑結構能夠在不同環境中完成預期設計的功能。換句話說，建筑物自身結構設計可靠度數值越大，則建筑物自身生命使用周期則越長。一般而言，建筑結構可靠度主要包括建筑結構安全性、適用性以及耐久性。國際建筑行業對于建筑結構可靠度設計理解比較相似，但是在實際建筑工程結構設計階段，就結構設計內容以及設計方式之間存在較大差異。

我國首次引入建筑結構可靠度設計相關規范是在1980年左右，伴隨著我國建筑行業不斷發展，可靠度設計規范內容逐漸適應我國發展建設特點。但是，建筑結構可靠度設計存在諸多影響因素，一定程度上制約著我國建筑結構可靠度設計的實際應用。為不斷完善建筑結構可靠度設計相關內容，需要政府部門強化對建筑結構設計各項要求。對于建筑結構設計工作人員而言，為確保建筑工程施工完成之后質量能夠達到預期標準，需要其在結構設計階段，不斷深入分析建筑物可變載荷分布特點，同時注重建筑結構自身性能變化特征，最大程度降低建筑結構實際運用中出現問題的情況。另外，需要不斷學習國外先進建筑結構設計規范內容，加強結構設計可靠度隨機影響因素管理力度，進而確保我國建筑行業能夠穩定、快速發展。

1.2 建筑結構可靠度設計的設計規范

建筑結構設計內容需要適應當前社會經濟發展，符合科學應用規律，確保人身財務安全以及為人們提供一定的舒適性。因此，設計工作人員為了完成以上目標，需要加強建筑結構可靠度研究力度，全面掌握建筑結構所涉及各種類型材料的可靠性。對于我國的建筑結構可靠度設計的設計規范內容而言，其在初始階段對于建筑結構安全方面存在著較為明顯的問題，通過對當時設計規范內容研究發現，對于不同結構之間或者統一結構之間，所涉及到的安全度水平存在著非常大的差異，不利于保證建筑工程的穩定性。

因此，為了解決安全度水平問題，我國先后制定了《建筑結構設計統一標準》GBJ68 - 84、《統一標準》GB50068 - 2001，促使安全度水平的適用范圍更加廣泛，同時針對不同設計結構的使用時間做出了明確的指示。但是，隨著設計規范的不斷使用，發現設計規范內容當中仍然存在著一定的問題，其中比較突出的則是盡管對建筑結構重要性取值進行了一定的規定，但是由于取值結果過于簡化，造成設計人員最終的計算結果與實際出現較大偏差，不能確保建筑結構分析結果的準確性。另外，對于規范內容當中所提供的相關計算表達式也存在一定問題，不利于保證整體的計算效率，甚至在一定條件下會出現錯誤問題。所以，對于我國建筑結構可靠度設計的設計規范而言，需要在實際的應用當中不斷發現問題，解決問題，進而促使建筑結構可靠度設計水平不斷提高。

2 建筑結構可靠度設計影響因素分析

2.1 目標可靠指標

目標可靠指標主要是對建筑設計可靠度起到規定作用。即通過對建筑結構所使用的各種施工原材料的性能以及建筑結構施工、使用過程當中各種影響因素進行分析研究，最終得出相應的標準數值，進而在建筑結構設計工作中起到一定參考作用。因此，可以將目標可靠指標作為影響結構設計可靠度的因素之一。

由于目標可靠指標是建筑結構可靠度設計必須參考的指標，因此，在具體的設計階段，不僅需要考慮建筑結構對于社會發展的適用性，同時也需要注重建筑工程施工階段的經濟性。假設建筑結構可靠指標相對較高，盡管能夠保證建筑工程的施工建設質量，但是必然會增加工程的施工成本，建筑企業自身的經濟利益不能得到保障。假設建筑結構可靠性指標比較低，則不能確保建筑結構的有效性，同時存在一定的風險影響居民生命以及財產安全。所以，建筑結構實際設計階段，工作人員需要注重結構性能以及經濟成本，確保二者之間能夠相互兼顧。

2.2 可變載荷

通常情況下，建筑結構可靠度設計也會受到載荷因素的影響，即建筑物自身所承擔的載荷越強，則建筑物的生命周期就會越短。通過大量的實踐證明，可變載荷是影響建筑結構可靠度設計的主要因素。可變載荷是指建筑結構在規定使用時間內，建筑結構的荷載數值產生了較大程度的變化。

研究人員基于可變載荷的性質將其分為基本可變載荷類型以及其他可變載荷類型。其中，基本可變載荷類型主要是指建筑物內部存在的人群或者物件等。設計人員在進行基本可變荷載的確定時，需要預先對建筑物在社會中所起到的功能進行了解、研究，而后根據實際使用的需要確定建筑物基本可變荷載的平均值。對于其他可變荷載而言，主要是指自然環境當中的風力、積雪、地震等因素對建筑結構所施加的不確定荷載。為了能夠更加全面的注意自然荷載對于建筑結構的影響，需要設計人員對建筑周邊的自然地理環境有著全面的了解，同時需要每年對自然荷載所產生的最大值進行記錄以及分析，最大程度降低可變荷載對于建筑結構穩定性的影響。

2.3 施工質量

建筑工程的施工質量也會對建筑結構可靠度設計造成一定影響。由于建筑工程實際施工階段，所涉及到的施工環境多種多樣，同時施工單位所運用的施工技術水平也存在較大差異。對于建筑物自身而言，工程施工原材料也會因為生產技術以及生產區域的不同而出現不同程度的性能差異。因此，對于建筑結構可靠度設計而言，設計目標質量與施工實際質量之間存在著一定的差異。

因此，設計人員在進行建筑結構設計過程中，需要全面、系統的對建筑工程施工過程中影響最終施工質量的各種因素進行分析、總結。將工程實際施工質量出現的偏差能夠控制在一定范圍當中，確保建筑工程在施工完成之后，建筑結構的可靠性能夠符合施工質量的標準。另外，建筑工程施工階段，需要加強對施工現場的管理力度，嚴格按照工程施工圖紙進行施工，嚴禁出現隨意施工的現象。建筑工程施工原材料采購時，需要預先確定原材料的質量以及性能，避免施工現場中存在不合格的施工材料。不斷完善施工單位各個部門的管理制度，加強部門之間的合作交流，進而保證建筑工程的施工質量。

2.4 結構抗力

建筑結構在較長時間處于承受荷載的狀態，則極易造成建筑結構內部構件出現一定程度的損傷。比較常見的問題有結構部件的腐蝕問題以及機械出現損傷問題。一旦建筑構件出現損傷，則建筑構件自身的性能會產生一定程度的變化。直接體現為隨著建筑物使用時間的不斷延長，建筑物自身的結構抗力便會不斷的減弱，與此同時，建筑物施工所使用的各種原材料的性能也會不斷降低，甚至出現老化的問題。而建筑結構抗力的不斷降低，則會對建筑結構自身的穩定性以及可靠性產生嚴重的影響。

因此，設計人員進行建筑結構設計階段，需要明確建筑物結構構件的性能與可靠性之間的聯系。為了能夠確保建筑物的穩定性，設計人員可以根據工程經驗、預先進行相關的實驗，充分了解現有結構構件施工材料所能夠提供的各項性能指標，而后判斷在不同條件下構件性能變化的幅度，進而確定構件性能變化的特點，實現在建筑結構可靠度設計的計算階段，將構件性能影響因素考慮到最終的設計內容當中，延長建筑物的使用周期，確保建筑物能夠在社會中為市場經濟的發展做出一定的貢獻。

3 建筑結構可靠度設計比較

3.1 目標可靠指標比較

通過將我國的鋼筋混凝土結構目標可靠度與美國以及墨西哥之間進行比較（如圖1所示），發現我國與美國的鋼筋混凝土結構承載能力的目標可靠性數值比較相似，在抗彎、抗剪方面的數值要高于美國，但是在抗壓、大偏心受壓方面要低于美國。與墨西哥國家進行比較，我國在各個方面之間仍然存在比較大的差距。因此，對于我國而言，需要不斷完善設計規范內容，提高鋼筋混凝土的各項性能指標。

3.2 可變荷載比較

對于建筑結構可靠度設計荷載因素的影響，主要來自于可變荷載方面。通過對我國與美國自然環境載荷進行比較（如表1），發現自然荷載的影響程度主要受到基準期的影響。基準期的時間越長，則建筑結構自身載荷的能力也就越強，二者之間呈瑚正比例關系。

4 結語

綜上所述，建筑結構可靠度設計對于確保建筑自身穩定性，促使其能夠在規定時間內完成預期的各項建筑功能具有重要作用。為了能夠更加科學化的實現對建筑結構可靠度設計一系列研究，需要注重對目標可靠指標、可變載荷、施工質量以及結構抗力等影響因素的充分考慮。通過與美國與墨西哥進行比較，發現我國的目標可靠性指標需要不斷的規范以及完善。基于社會經濟的不斷發展，建筑行業的穩定提升，為保證建筑結構自身的性能以及質量，需要相關部門加強對建筑結構可靠度設計設計規范的完善程度。

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