建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究论文_张晓鹏

深圳市城市建筑与环境设计研究院 深圳 518000

摘要:现阶段我们国家的建筑行业进行发展的速度越发的快,这就在很大程度上促进了我们国家的社会经济建设飞速的发展;但是,随着建筑工程的项目不断的增加,也致使建筑安全的问题经常发生。所以,建筑质量的安全问题以及可靠性也越来越受到人们的关注,建筑结构设计的可靠性已经成为了建筑行业未来要重点进行研究的内容之一。

关键词:建筑结构设计;可靠度;影响因素;比较

引言

建筑结构设计的可靠度的高低直接关系着整个建筑的质量安全。因此,需要对建筑结构设计的可靠度的影响因素进行分析,从而使在进行建筑结构设计中能够根据影响可靠度的因素进行相关的设计,在建筑结构设计阶段把握好建筑的质量安全,促进我国建筑行业的健康的发展。

1.建筑结构设计可靠度的影响因素分析

1.1可变荷载水平和分布参数

当荷载要求不同时,结构设计的可靠性不同。因此,在负荷水平和分布参数的影响下,变负荷水平的影响占主导地位。变量可分为自然环境荷载和地板活荷载两大类。其中,自然荷载包括风荷载、雪荷载等。楼板活荷载的主要要求是设计基期荷载的平均值。自然环境负荷的需求通常与基期的长短有关,基期的长短主要取决于自然环境负荷的年最大值,即基期越长,自然环境负荷水平越高。因此,变负荷概率分布参数的准确性直接影响结构设计的可靠性。

1.2抗力衰减

由于结构设计的可靠性受环境荷载的影响,环境荷载的疲劳往往会导致环境腐蚀、材料老化等因素,导致结构构件的抗力随着时间的推移而逐渐下降。我们可以看到,通过下面的公式,

LR=LR(t)

这主要表现在标准差的阻力上,均值是时间的函数。这意味着,如果能准确掌握结构的阻力分布参数,就可以从时间变化的规律来研究结构设计的可靠性,这对于提高结构设计的可靠性具有重要的现实意义。从发展趋势来看,充分考虑建筑结构的阻力衰减,可以预先计算衰减损失,以减少后期的阻力衰减,提高建筑结构设计的可靠性。

1.3不利的荷载效应组合

建筑结构的可靠度指标通常是根据有关规定和设计条件确定的,并选择了荷载效应的适当组合。在耐久设计和瞬态设计中,应采用基本组合,对于意外设计,应选择偶然组合,从承载力极限状态组合的角度出发,在有关规定中定义了不同荷载效应组合的设计值表达式,通过在各种可能的荷载组合下进行结构设计,有效地保证了结构的可靠度。应当指出的是,有关条例的表述是基于荷载和荷载效应之间的线性关系。对于非线性问题,应结合问题的性质和设计规范,采用其他方法。例如,当设计寿命与设计参考期不一致时,可以通过调整荷载系数来调整可变荷载标准值,使结构设计具有一定的可靠性。

1.4工程质量

在建筑结构的设计中,设计和施工的质量会导致结构的实际阻力与设计阻力之间的偏差。因此,在阻力统计分析中,应尽量对各种可以预先考虑的因素进行分析和研究。此外,还应加强工程建设各个环节的质量控制。通过控制工程的整体质量,可以保证结构设计的可靠性和提高结构设计可靠性的重要途径。

2.建筑结构可靠度设计比较

2.1目标可靠指标比较

图1 钢筋混凝土结构目标可靠度比较图

通过对我国钢筋混凝土结构与美国和墨西哥(如图1所示)钢筋混凝土结构目标可靠度的比较,发现中美两国钢筋混凝土结构的承载能力指标可靠度值相近,且具有抗弯能力。剪切值高于美国,但压缩和偏心受压值低于美国。与墨西哥相比,中墨之间还有很大的差距。因此,对我国来说,有必要改进设计规范的内容,提高钢筋混凝土的性能指标。

2.2可变荷载比较

结构可靠度设计荷载系数的影响主要来自可变荷载。通过对比中美两国的自然荷载(表1),发现自然荷载的影响主要受基期的影响。基期越长,结构的承载能力越强,两者之间的关系是正的。

表1 中国与美国自然环境荷载比较表

2.3模型不确定性

由于计算公式推导的不精确或计算模型的条件简化而产生的不确定性称为模型不确定性,常用一个附加的随机变量来表示。在分析结构可靠度的过程中,通常采用已有的理论、经验公式等,并依据已知随机变量的概率分布及统计参数,来估计出其他变量的值。但即使是精确推导得到的公式,由于假设条件与实际情况存在着或多或少的差别,也会导致其计算值与实际值存在着一定的误差。降低模型不确定性往往是尽可能让假设条件符合实际情况,但这也常受到科学发展水平和经济因素的限制。

3.提高建筑结构设计可靠度的措施

通过上述比较提高建筑质量可采取以下措施:一是提高钢筋混凝土结构的可靠性。为了提高建筑结构设计的可靠性,应尽可能提高混凝土结构的可靠性。由于钢筋混凝土结构设计将在建筑工程中得到广泛应用;因此,根据建筑结构的功能要求和重要性,应充分利用钢筋混凝土结构来提高建筑结构的可靠性和耐久性。此外,不同的环境条件可能会导致建筑物的耐久性缺陷,进而导致荷载变化对建筑物结构使用的影响。因此,在设计楼宇结构时,应充分考虑这些因素。第二,不同环境下建筑结构的可靠性设计原则。建筑结构在不同使用环境下的可靠度不同,可以根据实际情况制定出有效的设计标准,从而提高建筑物的可靠性指标。在建筑结构设计中,必须预先预测建筑物结构的老化和抗力衰减,然后对各项指标进行定量分析,以达到提高建筑物结构可靠性的目的。

4.结论

总之,在建筑工程日益增多的背景下,建筑结构安全已成为影响建筑业发展的重要因素,对人身安全和建筑功能的实现有一定的影响。针对这种情况,应重视建筑结构设计的可靠性,通过对影响建筑物可靠度因素的分析和比较分析,加深对结构可靠性的认识。进一步促进建筑结构设计的良好发展。

参考文献:

[1]周瑜.建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J].江西建材,2015(8):62.

[2]李冰雪,纪凯,论建筑结构设计的可靠度影响原因与比较[J],《中国科技博览》,2013年 第18期.

[3]陈欢,浅议建筑结构设计可靠度的有关问题[J],《城市建设理论研究:电子版》,2014,(6).

论文作者:张晓鹏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/25

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