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建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究陈文智

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈文智

[导读] 摘要：目前，中国建筑业发展迅速。虽然在许多领域已经取得了很大的进步，但在结构设计方面还存在许多问题。

        中国二十二冶集团有限公司设计院河北唐山 063000
        摘要：目前，中国建筑业发展迅速。虽然在许多领域已经取得了很大的进步，但在结构设计方面还存在许多问题。建筑结构设计的可靠性直接关系到建筑结构的质量、安全和稳定。因此，提高建筑结构设计的可靠性已成为建筑结构设计的重要组成部分。为了提高建筑结构设计的安全性和可靠性，文章研究了影响建筑结构设计可靠性的因素。
        关键词：建筑结构设计；可靠度；影响因素；比较研究
        1 建筑结构可靠度设计概述
        1.1 建筑结构可靠度设计内涵
        建筑结构的可靠度设计主要是指建筑结构在一定的时间内，在不同的环境中能够完成预期的设计功能。也就是说，建筑物的结构设计可靠性越高，建筑物的寿命周期就越长。一般来说，建筑结构的可靠性主要包括建筑结构的安全性、适用性和耐久性。国际建筑界对建筑结构的可靠性设计有着相似的认识，但在建筑工程的实际结构设计阶段，结构设计的内容和设计方法存在很大的差异。
        随着我国建筑业的不断发展，可靠性设计规范的内容逐渐适应我国发展建设的特点。然而，影响建筑结构可靠性设计的因素很多，在一定程度上制约了建筑结构可靠性设计在我国的实际应用。为了提高建筑结构可靠性设计的相关内容，政府部门需要加强对建筑结构设计的要求。对于建筑结构设计人员来说，为了保证建筑工程的质量能够达到预期的标准，必须在结构设计阶段不断分析建筑的变荷载分布特性，并注意建筑结构的性能变化特点，从而尽量减少建筑结构在实际使用中出现的问题。此外，还要不断学习国外先进建筑结构设计规范的内容，加强结构设计可靠性随机因素的管理，以保证我国建筑业的平稳快速发展。
        1.2建筑结构可靠度设计规范
        建筑结构设计的内容要适应当前社会经济发展的需要，符合科学应用的规律，保证人身和财务安全，为人们提供一定的舒适感。因此，为了实现上述目标，设计人员需要加强对建筑结构可靠性的研究，全面掌握建筑结构所涉及的各类材料的可靠性。对于我国建筑结构可靠度设计规范内容而言，在建筑结构安全的初始阶段存在着明显的问题。通过对当时设计规范内容的研究，发现不同结构或统一结构之间的安全等级差异很大，不利于保证建筑工程的稳定性。因此，为了解决安全度水平问题，我国先后制定了《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84、《统一标准》GB50068-2001，促使安全度水平的适用范围更加广泛，同时针对不同设计结构的使用时间做出了明确的指示。但是，随着设计规范的不断使用，发现设计规范内容当中仍然存在着一定的问题，其中比较突出的则是尽管对建筑结构重要性取值进行了一定的规定，但是由于取值结果过于简化，造成设计人员最终的计算结果与实际出现较大偏差，不能确保建筑结构分析结果的准确性。另外，对于规范内容当中所提供的相关计算表达式也存在一定问题，不利于保证整体的计算效率，甚至在一定条件下会出现错误问题。所以，对于我国建筑结构可靠度设计的设计规范而言，需要在实际的应用当中不断发现问题，解决问题，进而促使建筑结构可靠度设计水平不断提高。
        2 建筑结构设计可靠度的主要影响因素
        设计人员总是要通过各种途径提升计算概率的精准性，但这是一项极为复杂的任务，材料的选择、框架的搭建、抗力的作用等都需要科学专业的计算，并且有许多实际建筑工程缺少必要的理论标准规定，对于多要素变量难以有效地把控。为此，以下介绍了几点与可靠度直接相关的主要因素，希望能为建筑设计起到积极作用：
        2.1 荷载分析
        可靠度结合了工学、数学、力学等专业领域，有许多不同的参数、系数和计算公式，通过常年的实践经验和科学的计算总结，在分析内部应力、极限状态等问题时常常可以套用既有的系数和公式，然后再针对不同的变量进行研究和分析。其中较为常见的变量是附加在建筑结构上的荷载，在按照专业流程完成统计分析的基础上，设计人员还需注意到荷载的来源、作用位置、力的大小变化等问题。现阶段可将荷载大致分为自然外力荷载以及结构自身荷载，外力荷载主要与自然物理因素有关，包括雨雪等恶劣天气、风的强大作用等，而自身荷载除受整体自重影响外，还包括楼板之间的相互作用，荷载的计算和设计必须依照标准参数以减少发生问题的概率。此外，可靠度还与建筑使用过程中发生的变化有关，包括外界环境的周期性变化和活动人员的直接作用等。
        2.2 荷载组合的影响
        建筑结构承受的荷载往往较为复杂，在一处固定点位上，除承受恒定荷载外，还可能存在许多的活荷载，可靠度计算即是将这些荷载进行有效的组合，以明确结构各部分在处于极限状态时发生的变化情况。

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由于此类荷载组合的数值并不确定，分析计算时需要采用不同的数值表现形式，包括标准值、频遇值和准永久值，选取的依据与荷载效应作用时间和作用力大小等因素有关。在进行可靠度的极限状态计算时，通常需要依据实际情况选用相应的荷载计算表达式以及荷载代表值，并尽量使计算过程能够满足标准规定，以提升荷载效应组合计算的准确程度。
        2.3施工质量的影响
        建筑工程的施工质量必然会对建筑结构设计可靠度产生相应的影响。事实上，建筑工程的施工过程中涉及到多个方面、多个层次的影响因素，其施工环境、施工技术、施工材料等均会对建筑工程的施工质量造成相应的影响，也由此会对建筑结构设计可靠度产生相应的影响。即使是相同的施工材料，其在不同的施工工艺作用下、在不同的环境因素作用下，其最终呈现在同等的建筑结构中所发挥的各项性能也是有差别的。
        因此在建筑结构的设计过程中，其所设计的目标质量与实际的施工质量经常会存在一定的差异之处。对此，建筑结构设计人员在设计过程中需要全面的考虑建筑工程施工过程中的相关影响因素，对上述影响因素进行分析总结并尽可能的控制实际施工过程中所产生的质量偏差，确保建筑工程施工结束以后其施工质量依然能够符合相应的建筑结构设计标准。
        同时相关人员也应该全力加强对施工阶段工程质量的控制，严格依照相应的建筑结构设计图纸进行施工，确保施工材料、施工技术、施工工艺始终处在可控范围中，确保建筑工程的施工质量，以此尽可能的削减施工质量对建筑结构设计可靠度的影响。
        3提高建筑结构设计可靠度的措施
        3.1遵守相关政策规范要求
        首先设计人员需要在了解相关规定的基础上，针对工程项目基本情况，来对建筑结构进行数据统计与设计。其次，我们还需要遵循强制性法律，以及规范和标准，严格审查和统计建筑结构指标。因此，在不同的施工环境下，我们需要有效地加强结构的可靠性和耐久性设计。其中，钢筋混凝土是建筑结构的主要构件。根据国家指标，钢筋混凝土掺量方案也是提高设计可靠性的方法之一。因此，要提高建筑结构设计的可靠性，需要从多方面入手，但基本前提是要符合国家有关政策和规范。
        3.2提高建筑结构设计人员的可靠意识
        建筑结构设计从根本上来讲具有一定的复杂性和精准性，这就要求设计人员具备专业的技能与知识，同时还要树立可靠意识。因为建筑结构设计涵盖了工程项目的各个实施环节，所以设计人员必须了解每一个程序，还要针对具体层面进行数据的精准分析与计算，最终完成结构设计。因此设计人员需要具备较高可靠意识，来从根本上提高建筑结构设计的可靠度。
        3.3加大建筑物参数的取值范围
        在建筑设计中，钢筋混凝土结构的耐久性和安全性参数有很大的不同。在施工安全参数中，可以根据不同的具体情况确定参数方案。不可能简单地取几个定值参数的值，而是增加参数的取值范围。在建设和使用过程中，由于环境和人为因素的影响，建筑物的耐久性和可靠性无法得到保证。在建筑结构设计中，需要考虑环境和时间的变化来优化设计。
        4结束语
        建筑工程是我国基础设施建设中最重要的建设项目。我们必须在结构设计中提高整个建筑的安全性。它的使用和建设意义重大。因此，在结构设计中，必须严格控制后期的影响。建筑结构设计中的安全改进就是采用不同的手段来改进不同的情况。安全性的提高对有效保证建筑结构设计质量具有重要意义。
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