建筑結構設計可靠度的影響因素與比較研究

中建三局工程設計有限公司地下空間與人防設計院 湖北 武漢 430071

引言

當前階段，采用隨機變量法計算整體可靠性有一定的缺陷，且相關的計算精度很有限，在對現行建筑工程結構設計進行評定時，采用積分法存在很多局限性和問題，所以常常采用其他方法進行可靠性分析。

1 建筑結構設計可靠度的定義以及意義

可靠度在建筑結構設計中的定義是指在一定的時間內建筑結構能夠應對不同環境的影響，實現獲得設計預期功能的能力，使其承受住不同環境壓力，獲得一定的使用功能和建筑壽命。總體而言，建筑結構設計的可靠度可以量化，其數值越高就意味著該建筑的使用壽命就越長，同時，也意味著建筑結構在使用的過程中具備良好的使用性能和安全性[1]。

2 建筑結構設計可靠性影響因素分析與比較

（1）抗力變化。抗力變化對結構可靠度的影響對于建筑物是非常明顯的。總的來說，對于建筑來說，影響結構整體抗力狀況的因素主要有荷載效應、環境效應和材料效應。將負荷影響作為優先。經過大量的現場調查與分析，我們發現，荷載對建筑物的影響，不僅影響建筑物的整體安全，而且在長期的荷載作用下，還會對建筑物產生累積破壞。安全性效應主要是指結構在其設計荷載極限不能承受現有荷載壓力時，對結構的安全性會產生影響，導致結構嚴重失效。累積損傷按其實際情況又可分為動態計算損傷和靜態損傷。第二，影響環境因素。建筑在長期的使用過程中，必然會受到周圍自然環境的影響。隨著各種腐蝕介質的侵蝕，建筑物的可靠度自然也會受到影響。例如，當地下水、土壤和空氣中的二氧化碳進入混凝土內部，與混凝土內部的氫氧化鈣發生反應，產生沉淀，降低混凝土的堿度，破壞鋼筋所顯示的鈍化膜，混凝土就會產生一定程度的碳化作用，從而降低建筑結構的抗壓強度。第三，對材料的影響。建筑材料在長期的使用過程中，還存在著一些老化問題，導致建筑材料本身的強度和力學性能逐漸降低，或者受到化學反應的影響，結構發生變化。這個材料問題，也是影響建筑結構抗力，進而影響整個設計可靠性的重要因素。

（2）荷載變化參數分布影響。根據不同的建筑結構會有不同的荷載設定要求。針對不同的建筑我們可以看到，荷載的變化能力和水平是會影響到建筑結構的可靠度的。干擾主要表現在兩個層次上，分別是：建筑樓面的荷載水平和自然環境下結構荷載水平。其中建筑樓面結構荷載是指在設計周期內荷載概率會分散在不同的分位值上，需要按照標準來進行結構設計；自然條件下的結構荷載水平是指結構設計的可靠度會受到建筑區域的自然環境影響。另外，不同類型的建筑在使用壽命上會有所不同。建筑結構設計可以通過改變設計方案，削弱環境影響，以及改變用途來延長或縮短建筑物的使用年限，對建筑物的安全可靠性也會帶來改變。

（3）工程的質量。建筑內部結構的設計，無論設計方案還是施工質量，都會直接導致建筑的實際阻力和設計阻力發生偏差。因此，在進行阻力統計分析時，應盡可能對影響工程質量的因素進行分析和研究，以便提前予以考慮。加強工程建設各環節的質量管理確保整個工程的質量，保證結構設計的可靠性，提高結構設計的可靠性[2]。

3 建筑結構設計可靠度的比較研究

3.1 建筑結構設計規范性的比較

為了保證結構設計的可靠度，需要以建筑結構自身功能保持正常運行的基礎之上，使用建筑的內部人員他們的生命和財產都不會受到影響，即保持建筑強度和使用功能相協調的要求。同時，結構設計可靠度還要求，結構設計不僅能夠完成建筑結構的展現，還要具有較強的可備維修和修復的空間。隨著可靠度理論的研究深入以及我國建筑市場行業的國際化進程，我國的專家學者們開始對我國的建筑設計可靠度與國際市場和國際相關理論進行對比。通過對比研究，專家們發現，我國設計規范的可靠度要低于歐美發達國家，而且，許多建筑物的樓層自身的可靠度儲備設施與歐美發達國家也有相當大的距離。但是，我國建筑受壓鋼筋的使用比例，最小的配筋量，剪力墻結構鋼筋使用率基本與國際標準保持一致。所以相關的設計者們在工作設計中，可以根據不足來進行加強，而對于較好的方面需要保持一貫的設計標準。

3.2 建立健全管理體制和保障機制

為保證建筑結構設計工作的順利進行，提高結構設計的可靠性，各建筑設計企業應加強管理系統和保障機制的建設，根據企業的具體情況和設計的實際情況，制定相應的管理系統和保障機制，明確結構設計過程、任務分工和問題處理流程等，以保證結構設計的順利進行。

3.3 建筑結構設計合理性的比較

我國建筑結構設計規范中一系列相關的規章制度以及標準制定都是建立在可靠度原則之上的，所以，一般情況下建筑結構設計規范都能夠滿足我國當前的社會發展需求。并且，我國建筑結構設計的規范標準其合理性不僅會反映在建筑設計技術層面，對于我國經濟發展方針政策上也有較強的適用價值。比如，對于建筑材料的使用總量的規范標準，就是根據我國經濟發展的現有狀況進行規定的，雖然現行的標準與歐美發達國家還存在著一定的距離，但是卻最適合我國發展的方針政策，具有因地制宜的合理性特點[3]。

4 結束語

總的來說，建筑結構設計可靠性一直是結構設計工作中不可缺少的一部分。伴隨著我國建筑技術的不斷發展，結構設計的可靠性研究水平不斷提高，其應用領域也越來越廣泛。建筑結構設計者在新的環境和形勢下，應不斷提高自身的專業素質和能力，確保結構設計的可靠性，為建筑工程的順利、安全、可靠施工提供重要保障和支持。