結構設計中的可靠性應用分析

周強茂 劉飛飛

摘? ? 要：建筑結構設計是個系統的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。分析了我國建筑結構可靠性業內現狀以及學科前沿學術中的不同觀點，進而在建筑結構設計可靠性問題的實際應用的研究中，力求探討建筑結構設計可靠性問題的更深層次，為我國建筑結構設計可靠性行業起到一定的建議作用。

關鍵詞：建筑結構設計;學術前沿;可靠性

1? 引言

人們生活水平的不斷提高，建筑功能的多樣化發展，這些都使得人們對建筑結構的設計要求進一步提高。對于結構設計的階段大體可以分為三個階段，結構方案階段，結構計算階段和施工圖設計階段。針對這些步驟，如何做好建筑設計就成為工程師在結構設計中首要考慮的問題。建筑結構設計一般是指建筑結構設計人員對所要施工的建筑的表達，通過對建筑結構的設計從而使建筑物擁有經濟、安全、耐久等功能。

2? 建筑結構設計可靠性綜述

通過我國頒布的關于建筑結構可靠度設計額統一標準文書，我們可以知道，在一般情況下，建筑結構設計的最基礎的出發點便是，設計需要在已有的經濟基礎下，盡可能最大限度地提神建筑結構的可靠度，以求達到是建筑在一定的設計應用的時間里，更能達到建筑預期的各種客戶需要，客戶這種關于建筑的各種需要體現在以下幾個方面：

安全的建筑結構：這要求建筑能夠在工人標準施工和居民日常使用時，能夠應對現實可能出現的不同情況。如若是這種情況也在設計最初預期的問題中以納入考慮，那就要求建筑在碰到這種情況時建筑的整體能夠仍然維持自身必要的穩定程度。

試用的建筑結構：這方面要求建筑結構在被居民日常使用時保持良好的工作運轉。

耐久的建筑結構：此方面要求建筑結構在被正常維護時能夠有足夠久的工作性能。

上述三個方面是否安全和可靠，也決定著建筑結構能否安全和可靠，因此建筑結構可靠性即為這三個方面的總稱。對建筑結構進行這三方面性能的考量，及建筑結構在一定的時間內和一定的條件下，達到這三個方面要求的概率，即為建筑結構的可靠度（也可稱為安全度）。

3? 我國建筑結構設計可靠性領域現狀分析

如同其他的不同行業一樣，我國的建筑結構可靠性領域的發展，自然也是經過了不同的階段，這些階段中，主要的設計結構安全的方法的應用也是各不相同。自從20世紀40、50年代之后，安全結構設計的方法主要的一共有容許應力設計法等四種。但是關于結構設計的可靠性程度，這么長一段時間以來，相關研究在國際上仍然處于低水準，并且沒有太大進步。

另一方面，在我國現代的建筑結構設計可靠性領域，處于研究前沿的建筑結構設計可靠性領域的學術界仍然有很多激烈的爭辯，主要有以下一些不同方面的論述：

我國關于建筑結構設計的可靠性水準的規范設置是科學的。這種論述認為我國的先行可靠性設置規范是一種采用了先進理論的規范，反映了我國在建筑結構設計可靠性方面的先進性。而可靠性理論的重視經驗的方面和用校準法確定可靠度數值的方法，都是我國在實際應用中得到的成功經驗，因此這種觀點認為我國在可靠度方面上不必學習其他國家，總體上不需要有任何變動。

我國關于建筑結構設計的可靠性設置規范應當適度提高。這種觀點認為我國的建筑很難做到建筑應用中理想的“三標準”問題，因此需要適度學習其他國家的可靠度設計標準，從而縮小我國與先進的國際標準的差距，進而提高我國建筑結構的安全水準。

我國關于可靠度的設計水準應該大幅度提高。這種觀點認為既然我國現在的經濟實力和人民的生活需求都持續提高，所以對于建筑結構設計的可靠性需求也大大增強，所以我國應大幅度提高建筑結構設計安全標準，以求現代建筑更好地為現代社會服務，從未彌補“按標準”概念的不足之處，實現建筑結構安全性要求的高標準。

4? 混凝土結構設計中常見問題及處理措施

4.1? 結構布置不合理，形狀不規則

在設計過程中，很多建筑結構設計過分地追求建筑本身的特點，忽視了結構本身的豎向布置，使得結構布置不盡合理，形狀也很不規則，這些設計都具有」定的片面性，甚至有的不符合相關抗震設計標準。由于結構布置問題，后期的模型也無法按滿足既定參數標準進行調整，樓拆的固定程度也不夠。對于這個問題，主要要完菩設計方案，寂要符合建筑本身的相關特點，還要注重建筑的結構設計，合理布置柱網，并根據不同需求進行適當調整。結構設計過程要嚴格按照相關的混凝土結構設計原理和抗震設計標準進行，保證結構設計的水平和質量。

4.2? ?計算構件實際受力所采用的模型和程序不合理

目前，最常用的計算構件實際受力模型有三種，它們分別是薄壁柱模型，板梁墻元模型和殼元、板梁墻元模型;它們擁有各自不同的特點，因此適用范圍也不盡相同。在某些設計過程中，即使設計人員選用了適合的結構計算軟件對工程模型進行電算，但是由于計算軟件在建模過程中所做的各種假設條件很可能會與結構中某些構件的實際情況不相符（例如邊界條件、受力狀態等），這樣就直接導致了構件的實際受力狀況與模型計算結果不一致，此時就需要設計人員根據偏差原因進行分析、對實際情況進行合理調整。因此在用軟件進行模型電算時，既要采取與實際情況相吻合的模型和程序，還要根據計算結果進行必要的甄別和判斷，并進行適當地調整。

5? 建筑結構設計可靠性實際應用問題

5.1? 具體例子分析――混凝土結構

考察我國在混凝土標準上的規范與國外關于混凝土結構可靠性規范的差別，我們便可以發現我國在混凝土結構的可靠度規范上標準偏低，但是在對混凝土的材料強度要求上，我們規定的數值卻要比國外的高，所以這就導致了我國的結構承載力可靠程度比國外低，從而導致了我國在建筑結構設計的各個環節，沒有一個環節能比國外更可靠。

5.2? ?對于建筑結構設計可靠度應用的個人建議

綜合考量我國現階段社會需求對建筑結構這一特殊商品的要求變化，根據我國新時期新情況探討研究可靠性的實際應用。在可靠度把握與應用問題上，科學地總結我國長時間以來的發展階段和與外國的比較，在規范比較的基礎上，廣泛而全面地聽取各階層的不同意見，遵循實事求是原則，力求完善可靠性設計方法的應用性和可操作性。科學地完善我國相關可靠度規范的法律法規，并且加強對于建筑結構可靠度檢查的安全監測力度，做到定期的規范檢查。另外，可以鼓勵不同的地方制定和實施適合自己的監管方法及體制。

6? 小結

總之，建筑結構設計的可靠度水平高低，不僅是一個建筑物的安全性的反映，更綜合反映了整個國家的整體經濟狀況、社會富裕程度、施工技術水平和資源質量水準。所以，提高建筑結構設計可靠度十分必須，而若要提高建筑結構可靠性，就必須合理選擇結構設計可靠度。這個方面的選擇跟處理建筑造價、維修需要和投資風險等方面都有十分密切的關系。顯而易見的是，如果提高建筑結構設計可靠度，建筑的造價會增多，而相反的，維修和風險費用將會減少;而如果降低工程造價，維修和風險費用都會隨之提高。因此，提高建筑結構設計可靠度，就要求我們在建筑造價和建筑風險兩者中權衡利弊，以達到最優的計劃

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