對提高建筑結構設計可靠度問題的看法

1、<p>　　對提高建筑結構設計可靠度問題的看法</p><p>　　[摘 要]結構設計可靠度的高低， 是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。提高結構設計可靠度時， 結構的直接造價將有所提高，而維修費用將減少，投資風險亦將減少；如果降低工程造價， 則維修費用和投資風險都將提高。所以，確定建筑的結構設計可靠度，實際上是在結構造價與結構風險之間權衡得失，尋求最優(yōu)的

2、選擇。本文探討了建筑結構設計的可靠度。 </p><p>　　[關鍵詞]建筑 結構 設計 可靠度 </p><p>　　中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0304-01 </p><p>　　所謂建筑結構可靠度，即指在規(guī)定時間和條件下，完成預定功能的概率。由于建筑結構可靠度理論較為合理的考慮了荷載與抗力的隨機性，以及

3、在概率的水平上平衡了安全與經濟的關系，因此，該理論已逐漸成為業(yè)內建筑結構設計的理論與方法，這在一定程度上促進了可靠度理論的快速發(fā)展。 </p><p>　　一、結構可靠度的定義 </p><p>　　結構或構建在允許的時間范圍內，在條件范圍內完成預先指定目標的成功率。而結構可靠度屬于從數(shù)學角度出發(fā)，對這一成功率在不同條件影響下完成結果的定量表達。雖然是定量表達，但是與其它定量表達理論不同的

4、是，結構可靠度定量表達的只是概率，并非固定的數(shù)量值，因此依舊存在波動性和不確定性?；诮Y構可靠度值的不確定性，當代概率論被引進到結構可靠度理論基礎之中，并發(fā)揮了關鍵性的作用。 </p><p>　　我國目前對結構可靠度的應用已經初具規(guī)模，其應用領域涉及服役設備的檢驗、耐久度分析、結構抵抗災害性氣象能力、建筑行業(yè)相關規(guī)程的制定以及設備缺陷診斷等，幾乎涵蓋了與建筑相關的所有領域。隨著我國基礎建設的加快，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)

5、展，由此帶來的行業(yè)內部發(fā)展良莠不齊的現(xiàn)象，需要用完善的專業(yè)評價體系去約束和保障工程質量，因此，對建筑結構設計可靠度理論的深入研究具有重要意義。 </p><p>　　二、結構可靠度的影響因素分析 </p><p>　　1、抗力隨時間變化對結構可靠度的影響 </p><p>　　影響建筑結構的抗力因素主要有三個因素作用：：（1）載荷作用： 研究結果表明，載荷對建筑建結

6、構的作用方式主要有兩種形式，一種是直接影響建筑結構的安全，在結構服役的安全期內，如果任何一個階段的載荷大于所設計的安全載荷，都會導致結構的失效； 另外一種就是低載荷長期作用下來所導致的累積損傷，對于這種低載荷導致的累積損傷主要包含了靜態(tài)和動態(tài)累積損傷的作用形式。（2）建筑結構服役環(huán)境的影響： 自然環(huán)境的作用通產是指腐蝕介質對建筑結構的侵蝕作用，比如混凝土的碳化現(xiàn)象?；炷恋奶蓟饕怯捎诳諝?、土壤或者是地下水中的CO2 進入混凝土的內部

7、，進而與混凝土內部的氫氧化鈣相結合，生成一些絮狀的沉淀物，導致混凝土的堿性降低以及鋼筋表面鈍化膜的破裂，致使建筑結構的抗力迅速下降。（3）建筑材料老化作用的影響： 在材料使用的過程中，隨著時間的不斷延長，結構材料會發(fā)生老化，老化的結果會導致材料的力學性能下降，強度降低。另外一些活性材料慢慢的發(fā)生化學反應，成分發(fā)生變化?；炷林械耐饧觿┡c骨料之間的化學反應就是內部作用之一。 </p><p>　　2、外加載荷的變化

8、對結構可靠度的影響 </p><p>　　在我國的《建筑結構設計統(tǒng)一標準》中，通常采用目標可靠指標來衡量對結構可靠度的影響。這種目標可靠性指標是通過給定抗力和載荷的概率分布的條件下校準原來規(guī)范安全系數(shù)。在相同的結構目標可靠指標下，外界載荷的不同，結構的可靠度水平也會不盡相同。對于載荷影響因素而言，通?？勺冚d荷占據(jù)主導地位?？勺冚d荷可以分為兩個類別，其中之一就是樓面活載荷，另外一種是自然環(huán)境載荷。所謂的樓面活載荷樹

9、妖是指設計基準期內載荷平均值的大小； 自然載荷水平的大小主要與基準期的長短有關。所以基準期越長，載荷的水平也就越高。 </p><p>　　三、結構可靠度水平設定的標準問題 </p><p>　　關于是否需要提高我國現(xiàn)有建筑結構可靠度的水平， 首先要解決結構可靠度水平設定的標準問題，將可靠度水平定得高些， 等于減少失效概率， 提高結構抵抗不定性因素的能力， 也可彌補一些主觀不定性對變異性的

10、影響， 減少結構風險， 但是卻要為此付出相應的經濟代價（ 用材料換來較大的結構抗力） 。因此它是與國家經濟條件和人民生活水平緊密相關的，必須與國家經濟條件和人民生活水平相協(xié)調， 不應該太高也不可太低。這個標準很難量化， 主要是根據(jù)國家的發(fā)達程度而定， 是帶有政策性的標準。其原則應該是： 在經濟條件許可下盡可能地將可靠度水平設得高些， 并做到安全與經濟之間的平衡。 </p><p>　　四、可靠度的應用和把握 &l

11、t;/p><p>　　可靠度理論強調三個正常，即正常設計、正常施工和正常使用，但正常和不正常有時不易界定。在現(xiàn)階段，設計人員對可靠度的應用和把握上當然要以規(guī)范為基準，還要根據(jù)工程特點、使用環(huán)境、施工水平，還需要充分考慮我國的國情、經濟能力、社會發(fā)展等各種因素。合理設置土建結構設計的安全水準，必須考慮工程失效的風險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經濟形勢的巨大變化，有必要重新審視現(xiàn)行土建結

12、構工程設計規(guī)范的安全設置水準。為此對可靠度的應用和把握提出以下建議： </p><p>　　1、對我國建筑結構設計規(guī)范采用可靠度設計方法的成功經驗及存在問題進行認真地總結，特別是對可靠度理論有不同觀點的意見更應認真對待。有關部門在推廣可靠度方法的應用上，應專題研究，廣泛征集各種意見，實事求是，完善可靠度設計方法的應用性及可操作性。 </p><p>　　2、建筑結構作為特殊商品，確定其設計

13、安全度的高低不再是純政府行為。我國已進入一個新的發(fā)展時期，現(xiàn)在的建筑結構設計可靠度水準會直接影響到未來幾十年的發(fā)展方向。提高我國建筑結構的安全度水平將有利于生產、生活水準的改善，有利于國民經濟發(fā)展，也符合建筑物業(yè)主的利益和要求。建議主管部門組織論證，進一步收集不同意見，制定合理的、統(tǒng)一或不統(tǒng)一的可靠度水準。 </p><p>　　3、 當然一個建筑結構的使用壽命如何除了與設計、施工的科學合理等先天因素有關外，還要

14、在使用環(huán)境、正常的維護修理和定期的檢測等因素下的耐久性要求來加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。特別是橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物，建議對其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規(guī)，編制相應的技術標準； 對于土建結構工程的檢測與評估，也需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質認證與監(jiān)管體制。 </p><p>　　五、建筑結構可靠度理論發(fā)展趨勢 </p>

15、<p>　　1、結構系統(tǒng)的可靠度分析。在未來，結構系統(tǒng)可靠度分析會根據(jù)結構破壞水平，以及根據(jù)不同的極限狀態(tài) ，計算出一套針對性結構設計的方法。其表現(xiàn)是系統(tǒng)可靠度分析內容更為豐富，難度程度加大。 </p><p>　　2、結構極限狀態(tài)分析的改進。考慮的因素將會更加全面，如除了強度極限狀態(tài)外，還需要考慮結構破壞安全極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)等其他情況。 </p><p>　　3、人

16、為差錯的分析。許多結構的失效并不一定是由荷載不確定性造成。有可能是由于設計使用環(huán)節(jié)中人為造成的。因此，在未來可靠度研究中，會減少人為分析的出錯。 </p><p>　　4、模糊隨機可靠度的研究。模糊隨機可靠度理論會隨著數(shù)學理論方法的完善得到進一步的改善?？傊谖磥斫ㄖ袠I(yè)中，建筑結構可靠度理論將會得到更加科學合理的運用，并且在該行業(yè)中起著不可替代的作用。 </p><p>　　綜上所述，

17、建筑結構設計的可靠度是一項關乎到國計民生的研究項目，不僅關系到國家經濟建設的發(fā)展，還關乎到人民生命財產安全。其水平能夠反映出國家的建筑業(yè)、工程設計以及施工技術能力，甚至是一個國家的國民經濟水準。近年來由于建筑結構的復雜性，多樣性，越來越多的人對建筑結構可靠性研究有了一個全新的認識，這對建筑行業(yè)具有重大的現(xiàn)實意義。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><