1、关于我国建筑结构可靠性的探索摘 要:以我国建筑结构为研究对象,着重分析了可靠性在我国建筑结构构建上的重要作用。从渊源论述了建筑结构可靠性的发展历程,指出当前影响可靠度的因素,针对安全漏斗进行及时的补救,防止事故多发,提出了完善理论制度,注意间接力作用以及关乎施工质量的几点建议,望对我国当前的建筑结构可靠性问题有所帮助。 关键词:建筑结构;可靠性;分析 1 建筑结构可靠性理论的渊源 1.1 以概率法分析为核心的可靠性设计 过去,随着材料力学的兴盛,结构设计被纳入弹性力学的分析范围,工程师凭借多年的经验选取一定的安全系数确保结构的可实施。而后随着人们对材料力学及其结构破坏性能的深入了解,逐渐建立起
2、破损阶段设计法、平均值计算法等单一的安全指数计算法。到了 20 世纪,前苏联和美国的一些发明家提出了极限状态设计法和失效概率与安全特征等一系列学说,使得建筑结构可靠度理论逐渐成型并得到应用,而这些最初的建筑结构可靠度便是基于概率粗糙的计算、设计出的。 1.2 结构体系的可靠度设计 基于概率的极限状态设计方法无法突出材料的抗压性、经济型、效益型,不能很好地适合客户对不同结构的不同设计要求。因此,随着经济的发展科学的进步,基于概率的设计法遭到淘汰,而基于结构体系的可靠度设计法成为主流,这种以结构体系为基础的建筑结构可靠度设计法帮助材料全寿命及使用费用和效益达到最优化,不仅满足了客户的不同需要,更提
3、高了使用性能,成为即经济又时尚的设计方案。 1.3 以功能为基础的可靠性设计 对建筑的设计要求不仅仅在于安全性能,更包括周遭环境、振动、景观、城市地域特征等一切功能需要。然而不同的机构承担风险的能力不一,为了满足客户的需求和功能的要求,以可靠指标为保证,结合功能要件进行“以功能为基础”的可靠性设计,即提高了建筑保护维修工作水平,又实现了经济目的。 1.4 非概率为基础的可靠分析 非概率的可靠性设计主要考虑到结构的不确定性,对于不确定性的分析集中在以下几个方面,一是原始数据较少,不确定因素较多,使得可靠度计算出现大的偏差,失效模式等计算法不能发挥其应有的作用。二是基于模糊理论,实践中的工程数据通
4、常不能与理想数据完全吻合,因此侧重对于结构的模糊性要求,更能贴合实际,符合常规优化分配方案。 2 影响建筑结构可靠度的因素 工程事故多发多是由于违反规范、可靠度设置不精确、失效概率大,抵御能力差造成的。工程可靠度的建立需要综合考虑工程前期设计、具体施工、建后使用等造成的不确定因素,杜绝违规操作,提高可靠度,降低结构失效概率,减少风险,避免安全事故的发生。 2.1 随机性 随机性是指条件与结果之间,因为不可预测的事故而出现不充分的因果关系,造成施工中建筑结构可靠度的不确定性,不确定性问题的出现小则影响施工进程,大则危及他人安全,因此事物的随机性是建筑结构可靠度构建中不容忽视的因素。 2.2 认识
5、不足 对事物的认识要将与之关联,相互作用的构成要素综合起来考虑,缺少一个方面即会造成对事物认识的不完善。在施工过程中,工程师大多引入经验参数对事物及其不确定性进行综合的分析评估,现阶段还没有完善的处理数学方法。 2.3 使用状态缺陷 使用状态缺陷包括可见裂缝和结构变形等等,主要由于配筋量小,结构设计不当,条件多变混凝土收缩等非荷载因素造成,使用状态的缺陷虽然对承载力没有大的破坏,但仍不能很好的满足市场需求,存在一定的安全隐患。适当增加配筋,完善构造措施,提高工程质量,是弥补缺陷,增加市场份额的最佳选择 2.4 施工质量低 施工质量低下一直是导致事故的主要原因,管理不够完善,施工过程中的对于质量
6、的监督、验收的监管力度不强,质量检测手段原始,不符合验收标准等等,这些都是导致施工质量低下的因素。解决建筑市场的混乱环境必须从提高施工质量抓起,避免安全事故的多发,提高建筑质量,降低失效概率。 3 对调整建筑结构可靠性的几点建议 保证建筑结构可靠性的基础措施便是在正常设计、施工的前提下,保证安全可靠,在一定程度上具有抗风险能力,避免大的安全事故的发生。因此提高建筑机构的可靠度不是单纯的提高安全参数,而是应该从荷载、状态缺陷、功能、结构、概念等全盘审查,整体调整,多方面归纳,从实际出发,立足科学,校准建筑结构可靠度。 3.1 完善可靠性理论及设计方法 概率极限状态设计法和失效概率设计法都是将建筑
7、结构可靠度进行量化的一大进步,随着经济的发展和科学进步,基于概率的可靠度计算法已经不能适应时代的发展,其基于单一安全指数的设计方案也不符合多变化的建筑结构市场要求,因此结合定量统计和社会人文因素,我们应该结合施工经验不断提出修正、完善的可靠度理论,适应时代的变迁,以功能和结构为可靠性理论的核心,努力配合市场需求。 3.2 注意间接作用力对结构的影响 间接作用力包括适度、收缩、沉降、徐变等因素造成的结构畸形,承载能力下降,裂缝等工程质量和使用状态缺陷等一系列问题,由于间接力造成的事故纠纷也占较大比例。因此,针对“间接力对结构的破坏”问题,我们应该从理论和工程实践两个方面着手,寻求合理的解决方法,
8、填补裂缝,提高钢筋配置比例,使用耐腐蚀、耐高温的新型建筑材料,延长建筑物的使用寿命,提高工程质量。 3.3 提高施工质量 施工质量是影响建筑结构可靠度的重大原因,我国的施工保障政策还很不完善,保障力度较为薄弱。施工不仅体现在施工过程,还包括施工验收和施工质量监管,建立完善的施工验收方法,在可靠度理念的支撑下利用抽样检验的方法把好质量的关卡,充分将法制化运用到施工管理中来,严格按照程序强制验收,同时开展实践与理论工作,提高施工质量水平。 4 结语 本文从建筑结构可靠性的由来和发展历程着手,简略的描述了建筑结构可靠度计算法则从“概率”到“功能”的基础理论。分析了我国建筑市场存在的建筑结构可靠性问题,提出了提高施工质量、加强理论探究、完善建筑结构的关键性建议。 参考文献 1 杜军,戴虹,赵鑫.对建筑结构检测与安全评定的探讨J.才智,2009 (12). 2 张帅.浅谈建筑结构可靠性评定与加固J.科技致富向导,2011(24). 3 郭书祥.结构体系失效概率计算的一种快速有效方法J.计算力学学报,2007(01).