建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析论文_姜晓宇

建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析论文_姜晓宇

黑龙江省建筑设计研究院

摘要:近几年我国建筑行业的发展速度越来越快,一座座高楼盖起的同时人们也越来越关注建筑的质量,建筑的质量与建筑结构的稳定性有一定的关系,只有建筑结构具有稳定性才能进一步保证建筑质量与安全。所以建筑结构的设计就成为了关键,而影响建筑结构设计的因素有很多,可靠度是设计环节的重点,这就需要有关人员能够结合实际工程情况,实事求是,将技术、人员、材料等问题一一的考虑在内,通过科学的比较分析,进而设计出符合施工要求的建筑结构,从而保障建筑的质量,促进建筑行业的良好发展。

关键词:建筑结构设计;可靠度;影响因素

建筑结构设计环节是建筑工程中的重点,渗水、透风、地震等现象都有可能危及人们的生命以及财产安全,这就与建筑结构的设计环节有些联系,在建筑结构设计上保证合理,具有抗风、抗震等性能是现代人们对建筑结构设计的基本要求。所以这就需要有关人员能够重视此环节的问题,在建筑结构设计中考虑多多方面的因素,其中可靠度的影响因素就是设计人员在工作中应该考虑的重点,建筑结构设计可靠度是具有基本理论的,在这个前提下进行设计才是基本要求,只有结合理论与实践才能提高其结构设计水平,优化建筑结构的性能,保障建筑质量与安全。

一.结构设计可靠度基本理论

结构可靠度的基本理论是建筑结构设计可靠度分析的前提,安全性、适用性和耐久性是检验结构可靠性的标志。了解建筑设计可靠度基本理论,有利于企业在建筑设计中能够将结构的安全性稳定性体现出来,增大建筑物的安全性能。

1.建筑结构体系可靠度

在建筑结构体系中存在各种失效模式。只有失效概率值较大的模式才会对结构体系可靠度失效分析起到参考作用。目前,已有多种寻找结构失效模式的方法:如荷载增量法、网络搜索法、分支约界法、线性规划法、约界法、截止枚举法等,其中在寻找结构失效模式应用较多的是分支约界法。在寻找主要失效模式的过程中需要进行大量的概率计算。因此,概率计算也是结构体系可靠度分析的一部分。结构体系失效概率的计算可归结为是计算多维正态概率分布的问题。该函数是由一次二阶矩方法确定的可靠指标和失效模式间的线性系数建立的。

2.结构承载能力可靠度

结构进行概率极限设计存在安全标准问题。就承载能力极限而言,结构失效包括两种形式:一种是首次超越失效,若结构荷载效应只要有一次超过结构抗力,结构就会遭到破坏;另一种是累积损伤失效,当损伤累积到一定程度而引起结构破坏。在结构设计中,要保证结构能在极端载荷下的安全性。同时也要确保结构在正常载荷下的功能,满足其适应性的要求。要按统一的标准,对正常使用时变形、局部损坏和振动等极限状态的分析。有时虽然超过正常使用极限,却不会造成结构灾的破坏与损失,但是很大程度会严重影响结构的正常使用。

3.结构疲劳抗震可靠度

结构疲劳破坏或地震破坏是一种积累损伤失效。疲劳破坏属于高周疲劳,结构一般处于低应力水平,若处于弹性状态,并且在一定荷载反复作用较多次数下,需要利用概率法进行分析结构是否会破坏。地震破坏是低周疲劳,结构一般处于高应力水平,反复荷载作用较少次数,其结构抗震的概率分析应该以随机振动理论和以结构抗震设计规范作为分析方法。

4.钢筋混凝土结构可靠度

钢筋混凝土结构可靠度包括施工期与老化期。施工期结构施工是将设计图纸转化为真实结构的过程。结构施工过程中的复杂性与不确定因素性使得建筑结构性能的难以确定。除此之外,对材料力学性能研究的不充分或是施工管理的不善导致结构施工期风险较高。结构老化期的可靠度分析可以根据抗力衰减方法进行评估。因此,研究钢筋混凝土结构的施工期与老化期的可靠度,建立相应的结构施工规范管理制度,不仅能够提高结构施工期的安全性,而且还能够对结构使用期和老化期的安全性起着重要作用。

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二.结构设计可靠度的影响因素与比较分析

可靠度是设计师在进行建筑结构设计中必须要考虑的问题,这直接影响着建筑结构的最终性能,所以有必要对建筑结构设计可靠度的影响因素进行比较分析。及时了解和掌握影响其结构可靠度的因素就成为了关键,只有将这些因素都考虑到,才能避免发生问题,对于工程中的缺陷之处也有了一定的分析,进而在设计时就会对此加以注意,从而使得建筑的稳定性和安全性都有所增加。而建筑结构设计的可靠度影响因素主要分为两个方面。在作用效应以及结构抗力上都对可靠度有所影响,作用效应指的是外部施加的力量使其结构改变;结构抗力是指自身结构性能的优劣决定其结构的改变。前者主要是由于施工技术不当等原因,外力施加的因素造成的;而后者是由于自身功能结构的原因,承载力或者可抗力上有所欠缺造成的。所以作用效应与结构抗力的变化都能够对于结构产生影响,只是产生的原因不一样,但是殊途同归,而这些都是设计中应该综合考量的关键点。

在结构设计可靠度的影响因素具体来分,又有以下几点。首先,目标可靠性指标是关键因素之一。这是衡量建筑结构可靠度的指标。其次,可变荷载水平与分布参数。它也能够影响可靠度。还有,工程设计、施工、维护等工作也是影响建筑结构可靠度的主要因素,在这个环节中,加强质量控制和管理是关键。最后,抗力衰减也是影响因素之一。随着时间的变化,各个构件的抗力也会有所衰减,这就对结构设计的可靠度有所影响。

三. 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。

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。

四.结语

建筑行业的迅猛发展为我国的经济增长带来了强劲的助力。但是在建筑行业的发展过程中,人们对建筑质量的要求也有了明显的提高。这是由于随着技术的发展和人们生活质量水平的提高,高层、大型、复合型等建筑逐渐为人们所需,施工难度也就有所加大,质量的要求也就有了相应的提高。因此,有关单位和工作人员就应该对此问题加以重视,改进一些技术和加强管理,尤其在建筑结构的设计上要合理科学,具有稳定性,因为建筑架构的质量直接影响后续的施工进展以及施工人员的安全,对于性能以及使用寿命上也有影响。而可靠度就成为了建筑结构设计中必须考虑的关键因素,对于可靠度的影响因素也应该进行详细的比较分析,这样才能有助于保障建筑结构的稳定,进而保证整体建筑的质量,有助于建筑行业又好又快的发展。

参考文献:

[1]刘玲.建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析[J].低碳世界,2016(10):163-164.

[2]马鸣远.建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析[J].建材发展导向:上,2017,15(11):158-159.

[3]郑博家.浅谈建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析[J].装饰装修天地,2016(15).

论文作者:姜晓宇

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/23

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