摘要：建筑结构设计可靠度理论于20世纪20年代产生，在当代取得重大进展，与之相关的各类理论也逐渐成熟，建筑结构设计可靠度理论在引进概率论之后取得了突破性的成果。本文通过分析建筑结构设计可靠度理论的基础、影响因素以及国内外比较研究分析建筑结构设计可靠度理论的现状与前景。
关键词：建筑结构设计可靠度；影响因素；研究
目前在进行建筑结构设计的过程中，经常会在其中结合一定可靠度理论，这是因为这种理论能够从本质上提升建筑结构设计的合理性，减少建筑结构设计中出现的问题。但是由于工程师对可靠度理论的了解还有很大的不足，因此在进行建筑结构设计之前，还需要对可靠度理论有一个全面的了解，保证其在建筑结构设计中发挥自身最大的用处。
1 建筑结构设计的可靠度的定义
结构或构件在允许的时间范围内，在条件范围内完成预先指定目标的成功率。而结构可靠度属于从数学角度出发，对这一成功率在不同条件影响下完成结果的定量表达。虽然是定量表达，但是与其它定量表达理论不同的是，结构可靠度定量表达的只是概率，并非固定的数量值，因此依旧存在波动性和不确定性。基于结构可靠度值的不确定性，当代概率论被引进到结构可靠度理论基础之中，并发挥了关键性的作用。
我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模，其应用领域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。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。
2 结构设计的可靠度基础理论
在国家相关标准规范中已经有了关于结构设计要按照可靠度理论进行设计的规范规定，《建筑结构可靠度设计统一标准》和《工程结构可靠度设计统一标准》较为详细的做出了设计要求。进行建筑结构设计最根本的目的在于在限定的经济条件之下，提供给结构足够的可靠度，以使得结构在规定设计的使用期限以内，可以实现所预期各项功能的要求。通常说来，建筑结构一定要满足三个方面的功能要求。首先，正常的施工和正常的使用的时候要能够承受可能出现各种类型的荷载和作用设计规定出现的偶然因素时间发生的时候以及发生之后仍然要保持必要的整体稳定性能，也就是说建筑结构要始终保持足够的安全性能。其次，正常使用阶段要具有足够优秀的工作性能，也就是建筑结构在正常情况下始终保持良好地安全性能。此外就是要在正常维护情况下仍旧拥有良好地耐久性能。
结构的安全性、适用性以及耐久性也是建筑结构是否可靠最重要的标志，也被称为结构可靠性能，结构的可靠度就是对这些性能度量值，也就是结构在限定时间范围内，在规定条件之下，完成预期功能的概率。结构设计的可靠度主要基于概率的极限状态设计方法这一理论分析方法，国际上采用《结构可靠度总原则》相关内容进行明确表述。我国建筑结构设计的可靠度研究经历了破损阶段设计方法阶段、容许应力设计方法阶段和极限状态设计方法阶段等重大的变化。可靠度的表现集中于安全系数、分项系数及可靠指标上，此外还受到包括结构构造的规定、材料的强度和荷载标准值等方面的精度影响。
3 结构设计可靠度的影响因素
3.1 抗力衰减
由于建筑结构设计可靠度会受到环境荷载的影响，环境荷载的疲劳往往会导致环境腐蚀、材料老化、以及其他因素的发生，导致建筑结构构件的抗力随着时间的推移逐步衰减。
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LR=LR（t）
这主要表现在抗力的标准差和均值是时间的函数。这也就意味着倘若我们能够准确的掌握抗力的分布参数，就能够从时间变化的规律中研究建筑结构设计的可靠性，这对提高建筑结构设计的可靠性有很大的现实意义。而且从发展的趋势上看，充分考虑建筑结构的抗力衰减能够，对在设计环节预先计算衰减损耗，以减少后期的抗力衰减，提高建筑结构设计的可靠性有着直观重要的影响。
3.2 可变荷载水平和分布参数
在设定荷载要求不同的建筑结构，对其建筑结构设计的可靠度要求也是不同的。因此，在有关荷载水平和分布参数的影响下，占主导地位的就是可变荷载水平的影响。可变可在主要分为两类，即自然环境荷载和楼面活荷载。其中，自然环境荷载就包括有风载，雪载等受到自然规律要求或者受自然规律支配的荷载。楼面活荷载的主要要求是对基准期内的荷载均值的大小进行相关设计。而对自然环境荷载的要求通常是和基准期的长短挂钩的，这主要是由自然环境荷载是按照年最大值进行统计决定的，也就是说基准期越长，自然环境的荷载水平越高。因此，可变荷载概率的分布参数的精确程度直接影响建筑结构设计的可靠度。
4 建筑结构可靠度设计的实用方法
4.1 加强建筑结构的刚度设计
刚度设计是建筑结构设计中的关键要素，其对于建筑结构的牢固性以及安全性有重要的影响，所以要加强对建筑的刚度设计。在建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计水平上也存在一定的差异，这就导致建筑结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。建筑结构的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。
4.2 多角度提升建筑结构设计的安全度
首先，我们应采用较为经济合理的结构方案，同时做好结构分析与构建和连接的设计工作，为充分保证结构的安全性，那么就应按照规范选择合理的可靠指标或是安全系数。而安全度实际上就是指我们所选择的可靠指标或是安全系数，其主要是用来衡量结构截面的强度的，有很多因素都会影响到结构的安全性，而安全度则是其中的最重要的一个方面，在实际的设计工作中，设计人员应满足相应规范对结构强度计算上的安全度需要，同时更要考虑到结构材料、结构耐久性、结构体系、结构维护以及设计、施工到最后竣工使用每一个环节中可能出现的问题和错误，从而最大限度的保证结构的安全性。高层民用建筑结构的安全性会受到很多因素的影响，如防倒塌能力差、结构整体承载能力差、保护层厚度过小、混凝土强度等级偏低、受力路线不准确、结构的延性不足、构件截面过薄以及钢筋直径过小等等。在实际的生活中，我们经常会见到有些建筑项目在远未达到使用寿命时，其耐久性和安全性就出现了问题，因此，要想充分的保证高层民用建筑结构设计的安全度，我们就必须从材料、构造等多方面采取科学并且具有针对性的设计措施，同时对施工单位应提出较高的要求。
5 结 语
建筑结构设计可靠度直接影响国家建筑水平，尤其是经济发展的过程中，人们对建筑可靠度提出了更多的要求。本文根据建筑结构可靠度的概念进行分析，提出了常用的结构可靠度分析方法，并且对现有的可靠度设计问题进行了阐述。由于建筑所处的环境不同，所以可靠度也会出现较大变化，需要根据实际施工环境进行分析，以荷载作用、材料老化、服役环境进行分析，设计出针对性的可靠度计算方案，为提高建筑工程质量提供保障。
参考文献：
[1]黄挺.建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J].科技传播，2013，16（23）15-16.
[2]吕心雨.对建筑结构设计可靠的的分析[J].黑龙江科技信息.2009.
论文作者:余晓红
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/3
标签：可靠论文; 结构设计论文; 荷载论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 《防护工程》2019年第6期论文;