关键词:建筑结构设计;可靠度;影响因素
引言
建筑结构设计可靠度指的是在某一特定的时间范围内、要求建筑结构能够在不同的环境要求下完成相应的预期设计功能,以此确保建筑结构使用功能和使用寿命。一般来说,建筑结构设计可靠度数值越高则建筑结构的使用寿命就会越长,同时建筑结构设计可靠度对建筑结构使用过程中的安全性、舒适性、耐久性等均有非常重要的影响。相关设计人员在建筑结构的设计过程中必须加强对建筑结构设计可靠度的重要性认知,依据我国相关建筑结构设计可靠度的规范要求对不同的建筑工程进行综合设计,确保建筑工程的稳定性、安全性和可靠性。
1建筑结构设计可靠度与结构可靠度分析方法
1.1结构可靠度的基本概念
在进行建筑结构设计时,设计人员要在规定的环境和时间内完成建筑设计,并且在进行建筑设计时,还要保障建筑结构的可靠度能达到规定的要求。在进行间建筑结构设计之前,设计人员要明确建筑的结构可靠度,一般主要指建筑结构是否符合设计功能,在建筑使用寿命期限内,功能性得到发挥的概率。结构可靠度的概率符号一般为P1,如果建筑机构没有达到预期的概率,那么就称这个概率为失败概率,符号为P2,并且结构可靠概率和失败概率相加为1,即P1+P2=1。但是在进行参数统计时,经常会出现随机变量获取困难的情况,导致建筑结构可靠度概率模型无法得到精确的计算。在进行是小概率计算时,即使是采用积分法对失效概率进行计算,也会出现失效概率精准度不达标的情况,如果建筑结构设计量非常大的话,设计人员就不能采用这种方法进行建筑结构可靠度计算。
2结构可靠度分析方法
(1)近似计算法。它以笛卡尔所提出的随机空间理论的为基础,构建面向建筑结构可靠性的一次二阶矩阵算法,通过近似算法的方式计算并描述采集样本方差、平均值对所有概率分布的特征状态。在应用本方法对建筑结构可靠性进行分析计算时,必须要求所采集样本量的充足性,以确保近似计算法的精度能够符合建筑工程结构可靠性设计的实际需求。(2)对广义随机空间基础上的一次二阶矩阵法进行计算。在建筑工程项目建设施工的过程中,大量随机变量均可能在一定程度上影响建筑结构可靠度的计算结果,因此可以尝试从随机变量与可靠度计算结果之间的相关性关系周守,直接在广义空间中构建面向建筑结构可靠度计算的迭代公式,并应用于对建筑结构可靠性设计分析中。(3)对二次二阶矩阵法的计算。在数学逼近模型的基础之上,通过拉普拉斯渐进分析的方式,实现对建筑结构可靠度水平的研究分析,与取得与实际情况相契合的建筑结构。(4)通过响应面法的方式,计算建筑结构可靠度水平。在工程实践经验中,一些建筑工程项目结构实体无法给出实际功能函数的表达关系。对这种无法明确表达的结构功能函数,响应面法可以尝试通过引入具备具体表达式函数的方式来进行替代,以降低建筑结构理论计算以及实际实验的次数,从而在降低可靠度分析难度的基础之上,提高建筑结构可靠度的分析精度水平。
3影响建筑结构设计可靠度的因素
3.1抗力因素
一是,荷载作用的影响。荷载作用对建筑结构所产生的影响,会反映在不同的形式上。即荷载改变在一定程度上影响建筑结构安全稳定的影响和各种建筑材料的相关性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前者,如果在建筑结构设计安全区域内的某个阶段中的负荷量已经超过设计安全的载荷范围,势必会造成结构失去所具有的效能。二是,结构周围环境所造成的影响。对于周围自然环境所产生的作用,就是指腐蚀介质对建筑结构带来的腐蚀作用,如混凝土发生的碳化现象。这种现象的出现,是因蕴含在空气或地下水中的二氧化碳开始逐渐渗透在混凝土中,并与氢氧化钙结合为一体,从而导致大量絮状沉淀物的出现。这就给钢筋表面造成不同程度的伤害,严重影响建筑结构的可靠度。
3.2建筑结构设计荷载的确定
大多数企业对建筑结构的设计荷载要求是不同的,而建筑结构设计工作的有效开展,必须要确定设计荷载。这是因该环节会对整个建筑结构设计的可靠度产生直接的影响,因而相关人员要对此予以足够的重视。在实际中,因受到建筑结构分布参数和荷载压力的影响,所以荷载水平则包括自然环境下的结构荷载水平以及建筑楼和屋面结构的荷载水平。相关人员在了解自然环境中的荷载变化程度上,必须要按照要求对建筑的使用时间进行统计,在这其中,如果基准期比较长,则要结合具体情况,对此设定相应的水平荷载。在建筑楼和屋面结构水平荷载上,相关人员可结合建筑基准期的荷载情况进行统计。
3.3最不利荷载效应组合
在我国建筑工程中,建筑结构构件的可靠标准是根据建筑结构设计的标准进行确定,即:严格按照三种荷载效应所形成的组合以及14种基本构件的校准进行确定。建筑中对于其他荷载效益的组合指标也和该指标相同。建筑结构设计基本上都是最不利荷载效应所形成的组合具有较大作用,如果建筑结构最不利荷载程度不同,那么实际建筑结构的可靠度也不相同。工作人员在对建筑结构可靠指标确定的时候可以通过对恒载+活载+风载以及恒载+活载+雪载+风载两个不同荷载组合进行利用,主要是因为这两个组合存在相同的可靠指标。现阶段我国已经实行了新规范分项系数,施行前后对比分析如下:如果采用新规范分项系数1.3(恒)+1.5(活)进行设计,将其和现行规范分项系数1.2(恒)+1.4(活)的结果进行对比,其可靠度提高10%左右。例如:将1.2D+1.4L;1.35D+1.0L取大值,改成1.3D+1.5L以后,设计是在设计过程中不需要纠结以恒荷载为主还是以活荷载为主。例如:直接增大以后,相较于屋面板而言,恒荷载5KN/m2,活荷载0.5KN/m2;未改前为1.2*5+1.4*0.5=6.71.35*5+1.0*0.5=7.25;改以后1.3*5+1.5*0.5=7.25,结论:屋面板没有发生变化。相较于楼面板而言,恒荷载5KN/m2,活荷载2KN/m2;未改前的1.2*5+1.4*2=8.8,1.35*5+1.0*2=8.75;改后1.3*5+1.5*2=9.5,9.5/8.8=1.08,结论:增加10%左右,其可靠度也相应增加。
结语
总之,在工程建设中,结构设计不仅会在一定程度上影响建筑使用的可靠性,还会给人们的财产安全带来较大的影响。在这种情况下,相关建筑企业则要结合具体情况,采取积极有效的措施予以解决,以此能够更好地保证建筑物的可靠性和安全性。
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论文作者:刘耀举
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/1
标签:建筑结构论文; 荷载论文; 可靠论文; 建筑论文; 结构设计论文; 概率论文; 结构论文; 《城镇建设》2019年第18期论文;