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摘要:随着我国科技经济的进一步发展,人们对于建筑行业的关注度越来越高了,其中对于建筑结构设计的可靠度提出了更多的要求。本文将对建筑结构设计可靠度的基本理论、影响因素以及比较研究进行思考分析,旨在进一步提高建筑结构的质量。
关键词:建筑结构设计;可靠度;影响因素;比较研究
随着经济的进步,建筑行业也在不断的发展,它对于我国的经济发展等各方面都有着较大的影响。如何进一步提高建筑结构设计的可靠度已经成为现代社会亟待解决的问题之一。建筑结构设计的可靠度对于人们的生命安全和财产安全都有着很大的保障。本篇文章将对建筑结构设计可靠度的基本理论、影响因素以及比较研究进行思考分析,旨在进一步提高建筑结构的质量。
1 建筑结构设计可靠度的基本理论
要想促进我国建筑行业的进一步发展,首先需要对建筑结构设计可靠度的基本理论有清楚的了解才可以更好的开展后续工作。建筑结构设计可靠度的基本理论可以帮助我们更好的理解建筑结构设计可靠度,它是提升结构设计可靠度的理论基础,需要相关工作者充分理解。接下来就对建筑结构设计可靠度的基本理论进行思考介绍,主要有以下几个方面:
1.1 结构体系的可靠度
在运用结构设计可靠度的基本理论时,工作人员需要将理论转化成效应方程式,他们可以用经验来校准,其次还可以使用失效概率来进一步确保结构的可靠性。我国建筑结构设计的基本理论还在不断的发展中,目前将这些理论运用到实际施工中会出现不同程度的问题,故相关的工作人员一定要对建筑结构设计可靠度的理论进一步完善。因为正常的建筑结构和不正常的建筑结构之间没有很明确的界限,这就使得建筑结构设计可靠度的理论推行有一定的阻碍。但是,相关的工作人员如果对于建筑结构体系的可靠度有比较深入的研究了解可以帮助他们在工作中减少不少失误。
1.2 建筑结构设计的规范性
结构设计的一个特点是是强制性。在建筑设计的过程之中,设计者要按照相关的法律法规来进行设计,设计者的作品同时也是需要承担相应的法律责任。设计者需要对相关的法律法规有清楚的了解才可以保障其设计的产品在结构设计成果中出现问题的时候不需要承担相应的法律责任。在我国,钢的含量是评价结构设计可靠度的一大指标,设计者要想将结构设计成果的可靠性进一步提高就需要降低结构设计中的含钢量。但是在实际的设计中,我国的一些设计者为了达到建筑施工的标准会将建筑中的含钢量提高,这一现象要求设计者要更好地应用设计规范来达到设计的目标。
2 建筑结构设计可靠度的影响因素
从上面的文章中可以看出建筑结构设计可靠度的基本理论主要有结构体系的可靠度和建筑结构设计的规范性这几个方面。将基本理论作为基础来对建筑结构设计可靠度的影响因素进行思考研究可以更好的提高建筑的质量。接下来就对建筑结构设计可靠度的影响因素进行思考分析,主要有以下几个方面:
2.1 目标可靠指标
在构建功能函数之中有两个基本的变量,一个是荷载效应S,还有一个是抗力R。在给定的抗力R和荷载效应S下,可以根据相关实验数据和图得出目标可靠指标是荷载效应S和抗力R两者的接触面,目标可靠指标对于结构设计可靠度水平的影响是非常大的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从我国的相关建筑结构设计可靠度的规定中可以很明显的发现目标可靠指标都是在给定抗力R和荷载S的概率分布下校准规范安全系数来进行确定的。
2.2 可变荷载水平与分布参数
如果在目标可靠指标相同的情况下,荷载设定的大小是不一致的话,那么结构设计可靠度的水平也是截然不同的。也就是说对于荷载水平来说,可变荷载是其主要的影响因素。可变荷载主要有两种类型,一种是楼面活荷载,一种是自然环境荷载,比如说雪载、地震等因为自然因素而发生的荷载。第一种楼面活荷载的水平是与设计基准期内荷载均值的大小相关;第二种是自然环境荷载的水平是和基准期的时间长短相关。一般来说,在自然环境之中,很多的自然荷载都是按年最大值来进行记录确定的。如果基准期的时间越长,那么荷载的水平也越高。除此之外,可变荷载的概率分布参数确定的准确程度对于建筑结构设计的可靠度也有一定的影响。在实际的生活中,可以通过数据以及图片发现目标可靠指标的设计荷载效应与实际的荷载效应之间还存在一定的差距,这也就说明设计出来的结构与设想中的目标可靠指标不符合。
2.3 工程质量
整个工程中包含很多内容,其中的每一个环节都可能会使得实际抗力与设计的抗力存在偏差。如果实际抗力和设计的抗力之间存在偏差,也就是反应出实际的结构可靠度并没有达到预期的目标。所以,在抗力的相关数据统计分析之中需要将对建筑结构设计可靠度的影响因素都进行提前的考虑设想。尤其对于施工中的各个环节的质量监管力度要进一步加强来保障结构设计的可靠度。
2.4 最不利荷载效应组合
在我国,构件目标可靠指标是根据相关的标准来进行荷载效应的组合,每一种荷载效应组合的目标可靠度指标和这个水平是相关的。对于结构设计来说,它并不利于荷载效应组合发挥它们的作用,他们实际可发挥作用的程度不同也就导致了结构的实际可靠度有所不同。可变荷载水平的影响因素和这个也相类似,在对构件目标的可靠指标进行校准的时候,不同的荷载效用组合下有着相同的目标指标。比如说“恒载+活载+风载”和“恒载+活载+风载+雪载”这两种,它的荷载效应组合是不一样的,但是他们的目标可靠指标是相同的,需要注意的是这两个不同的荷载效应组合的可靠度水平是不一样的。
2.5 抗力衰减
因为环境荷载疲劳所造成的累积损伤、环境腐蚀和材料老化等因素的影响,会使得构件的抗力也慢慢衰弱,它可以通过抗力的均值和标准差是时间的函数来体现出来。如果可以掌握抗力分布参数随着时间变化的规律,就可以采用期望结构使用的年限的构件剩余的抗力分布参数。但是该种规律在我国还在不断的研究过程中,随着科技的不断发展,构件的抗力衰弱以后会在结构设计或者设计规范中得到重视。
3 建筑结构设计可靠度的比较研究
从上文中了解到建筑结构设计可靠度的影响因素主要有目标可靠指标、可变荷载水平与分布参数、工程质量、最不利荷载效应组合以及抗力衰减这几个方面。根据这些信息并联系现实生活中的情况来对建筑结构设计的可靠度进行比较研究,主要有以下几个方面:
3.1 结构设计规范的比较
建筑结构设计的可靠度是可以在保障建筑结构自身功能正常运转的技术上,人们的生命安全和财产安全不会受到其他因素的影响,也就是建筑的功能和强度都得到了很好的保障。结构的可靠度设计同时也需要保障设计完成后的建筑结构有后期被修复的功能。随着建筑结构可靠度理论的不断发展,我国很多建筑企业对于可靠度理论更加重视,一部分专家会将我国的可靠度理论与其他国家的理论来进行对比,对比的结论是我国的可靠度比欧美的一些国家会低20%至40%左右,还有一部分建筑可靠度的差距更大。在建筑梁受压钢筋的配比率方面,我国与美国的水平相当,这需要设计者在设计的时候可以根据建筑物不同位置的功能和重要性来将用钢量进行合理的调整。我国虽然在某些方面差于欧美国家,但是在墙上暗柱的配筋率等部分方面超过了很多其他国家。国际上对于建筑结构可靠性是根据结构的承载力来决定的,建筑的承载极限会按照不同的指标来进行判别。比如说,在我国对于建筑结构的延伸性和脆性结构的指标有2.7、3.2、3.7和3.2、3.7、4.2。我国的可靠性指标已经慢慢与国际的可靠指标相接近,随着社会的不断发展,我国建筑结构的可靠指标也会慢慢提升。
3.2 政策方针合理性的对比
在我国,关于结构设计规范中的标准的制定都是以可靠应原则为基础的,它与我国建筑业的实际情况相结合。我国结构设计规范标准的合理性在技术层面和政治经济层面都有很多的体现,比如说,建筑结构材料的使用总量的相关标准是根据我国经济发展的水平来制定的,它与我国的经济发展水平相匹配。我国一些标准在实施的过程中存在着问题,但是随着我国经济科技的不断发展,它们会不断发展完善。
3.3 可变荷载
荷载是一个可变的量,其中荷载的水平是由均值的大小来决定的。像美国,它的活荷载准值比我国要大很多,差不多是我国的两倍;美国的自然荷载和我国相比并没有特别大的差距。从整体上而言,我国的风荷载均值比美国要高的很多。可变荷载的数据在实际工作中更多的是作为一个参考来开展工作的,建筑结构荷载的水平主要是看整个建筑的总均值。
4 总结
总的来说,本文对建筑结构可靠度进行思考分析,也对建筑结构设计可靠度的比较研究进行思考研究,主要有结构设计规范的比较、政策方针合理性的对比以及可变荷载这几个方面。建筑行业在发展的过程中需要不断比较研究来提高其结构设计的可靠度。
参考文献
[1] 郑 伟. 工业结构的优化设计探讨[J]. 建筑知识. 2017(07)
[2] 李波. 探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J]. 建筑知识. 2017(11)
论文作者:邱伟亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/8
标签:荷载论文; 可靠论文; 结构设计论文; 建筑论文; 抗力论文; 建筑结构论文; 指标论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;