1、建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究 【摘要】在建筑结构设计中，必须站在安全与发展的高度来重新审视这项研究技术，加大对建筑结构设计的可靠度研究，使其更加完善，从而为企业获得更多的经济效益与社会效益。 【关键词】建筑结构设计、可靠度、影响因素、比较研究 一、前言 近年来国内的建筑业的发展十分迅速，人们对建筑业的关注度也日益增加，城市化的加速使得建筑工程发生巨大变化。然而，人口密集、财富集中的城市在面对地震灾害时，就可能会造成众多的人员伤亡与巨大的经济损失，结构的耐久性以及抗风、抗震性都是影响结构可靠性的因素。因此建筑结构设计技术对可靠度的研究提出了巨大的挑战。我国目前对结构可靠度的应用虽然已经
2、初具规模，其应用领域也涉及服役设备的检验、耐久度分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等，几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。但随着我国基础建设 的加快，建筑行业蓬勃发展，由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象，需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量，因此，对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。 二、建筑结构设计可靠度的影响因素分析 1、可变荷载水平和分布参数 在建筑结构设计中，对于设定的荷载大小的不同，其建筑结构设计的可靠度也是不同的。在有关的荷载水平影响下，占主导地位的就是可变荷载。可变荷载一般可以分为两大类。一类是楼面的活荷载。另一类是自然环境的荷
3、载。自然环境荷载主要包括以下几个方面：雪载、风载等相关 的受到自然规律的所支配的荷载。对于楼面活荷载的要求，主要是对基准期内的荷载均值的大小进行相关的设计。对于自然环境荷载的要求。一般是与基准期的长短有关。由于自然环境的荷载一般是按照年的最大值进行统计的，其基准期越长，荷载的水平就越高。可变荷载概率的分布参数其确定的准确的程度，也会影响到结构设计可靠度。 2、工程质量 在建筑结构设计中，其工程的设计和施工的质量的好坏主要会导致建筑结构的实际的抗力和设计的抗力之间的偏差。因此，在抗力统计的分析中，我们应该尽量的对于可以预先考虑的有关影响工程质量 的各种因素进行相关的分析和研究。另外，我们还应该加
4、强工程施工的各个环节的质量控制。通过对工程的整个质量进行控制能够确保结构设计的可靠度和以及提高结构设计的可靠度的重要的方式。 3、抗力衰减 由于环境荷载的疲劳效应进而导致的环境腐蚀以及材料的老化等一些不利的因素的影响。其构件的抗力会随着时间的推移而衰减。主要表现在抗力的标准差和均值是时间的函数。公式如下所示： LR=LR（ t） 我们如果能够准确的了解抗力分布的参数随着时间变化的相关的规律，那么对于研究结构的可靠度是很有价值的。 4、最不利荷载效应组合 我国建筑结构的构件的可靠指标主要是按照建筑结构设计的相关的标准即：按照三种基本的荷载效应的组合和 14 种基本构件的校准进行确定的。对于其他的
5、荷载效应的组合的可靠指标和此水平是相同的。建筑的结构设计一般是最不利荷载效应的组合起着控制的作用。建筑结构的最不利荷载程度的不同，所导致的建筑结构的实际的可靠度也会是不同的。我们在校准建造结构构建的可靠指标的时候，通过恒载 +活载 +风载和恒载 +活载 +雪载 +风载这两个不同的荷载效应的组合下是具有相同的可靠指标的。 三、建筑结构设计可靠 度水平比较分析 我们在进行建筑结构设计的可靠度水平比较的时候，需要设定不同的荷载的标准值和抗力的标准值。进而能够最优的确定各个分项的系数，从而达到建筑结构设计的可靠指标。因此，我们应该对以下的两点进行注意。一是，对于结构设计的可靠度的水平的比较。二是，对于
6、结构设计的可靠度水平的相关的调整。我们在进行建筑结构设计可靠度的影响因素的比较的时候，主要应该比较以下的两方面，即目标可靠指标和可变荷载。下面就对这两方面就行具体的分析。 1、目标可靠指标 根据国际相关的结构可靠性的原则的相关 的规定，对于不同的建筑的重要性的结构，其承载能力的极限状态的构件可靠度的指标分别是： 3.1， 3.8， 4.3。根据我国的相关的建筑结构可靠度的原则的规定，建筑的延性以及脆性的破坏构件分别是 2.7， 3.2， 3.7 和 3.2， 3.7， 4.2。很明显我们根据上述的数值可以看出，两者的数值虽然比较接近，但是我国的标准数值是偏低的。我国的钢筋混凝土的构件目标的可靠
7、度和美国的相关的指标比较相近，但是我国的钢筋混凝土构建目标的可靠度的数值与墨西哥的相关数值要低。在恒载 +活载的组合下，我国钢构件的目标可靠指标和美国 的相关的指标接近。但节点指标大大的低于美国。在含有地震的组合下，我国的众值烈度与美国的地震的水平相近。但是我国的可靠度远远的低于美国。 2、可变荷载 由于楼面的活荷载是随机的变量，其荷载的水平关键是均值的大小。我国和美国楼面的活荷载标准值相比，美国楼面的活荷载采用的标准值要比我国的标准值要大很多，其平均值大一倍左右。我国的自然环境荷载的标准和美国的自然环境荷载的标准相比，我国和美国的自然环境荷载水平大致相当。但是风荷的标准值我国是每 30 年左
8、右遇到一次。而美国的风荷标准值是每 50 年左右遇到 一次。但是，风荷载均值和标准值相比，我国与美国相比要高。我国和美国的风荷载均值是大致相当的。由此可见，可变荷载的标准值只不过是一个名义上的值，荷载水平主要是体现在均值的大小上。 四、建筑结构可靠度理论发展趋势 随着建筑结构可靠度理论的不断成熟与完善，建筑行业得到新的发展。在未来建筑工程项目中，建筑设计尽管会向多元化，复杂化方向发展，但建筑物的稳定性以及安全性将得到大大提升。在未来发展中，建筑结构可靠度理论可能会在一些方面发生变化，例如： 1、结构系统的可靠度分析。在未来，结构系 统可靠度分析会根据结构破坏水平，以及根据不同的极限状态 ，计算
9、出一套针对性结构设计的方法。其表现是系统可靠度分析内容更为丰富，难度程度加大。 2、结构极限状态分析的改进。考虑的因素将会更加全面，如除了强度极限状态外，还需要考虑结构破坏安全极限状态、正常使用极限状态等其他情况。 3、人为差错的分析。许多结构的失效并不一定是由荷载不确定性造成。有可能是由于设计使用环节中人为造成的。因此，在未来可靠度研究中，会减少人为分析的出错。 4、模糊随机可靠度的研究。模糊随机可靠度理论会随着数 学理论方法的完善得到进一步的改善。总之，在未来建筑行业中，建筑结构可靠度理论将会得到更加科学合理的运用，并且在该行业中起着不可替代的作用。 五、结束语 建筑业的飞速发展使得建筑结
10、构可靠度理论日趋成熟，应用范围也越来越广。建筑结构设计的可靠度是一项关乎到国计民生的研究项目，不仅关系到国家经济建设的发展，还关乎到人民生命财产安全。其水平能够反映出国家的建筑业、工程设计以及施工技术能力，甚至是一个国家的国民经济水准。近年来由于建筑结构的复杂性，多样性，越来越多的人对建筑结构可靠性研究有了一个全 新的认识，这对建筑行业具有重大的现实意义。学习和完善建筑结构设计可靠性理论，合理正确的运用到建设中，为我国的建设发展贡献出自己微薄之力。 参考文献： 黄学明 .李国芬 .结构可靠性研究综述 J. 山西建筑 . 2007， 3（ 2）：78-79. 云建强 .浅析建筑结构设计的可靠度 J. 中小企业管理与科技， 2010（ 28） . 张颖，易伟建 .钢筋混凝土柱 “ 强剪弱弯 ” 抗震设计的可靠性研究 J.工程抗震与加固改造， 2011（ 04） .
