建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析

邓侣伟

江西同济建筑设计咨询有限公司

摘要：在进行建筑设计时，建筑结构设计是非常关键的环节，设计人员在进行建筑结构设计时，要充分考虑建筑结构承受的外界抗力和载荷，保证建筑结构的经济成本和建筑结构安全始终呈现平衡状态。另外，在进行建筑结构设计时，设计人员还要能够对建筑结构稳定性造成影响的因素进行分析，以保障建筑结构的质量能达到相关规定的标准。

关键词：建筑结构设计; 可靠度; 影响因素

一、建筑结构设计可靠度与结构可靠度分析方法

（一） 结构可靠度的基本概念

在进行建筑结构设计时，设计人员要在规定的环境和时间内完成建筑设计，并且在进行建筑设计时，还要保障建筑结构的可靠度能达到规定的要求。在进行间建筑结构设计之前，设计人员要明确建筑的结构可靠度，一般主要指建筑结构是否符合设计功能，在建筑使用寿命期限内，功能性得到发挥的概率。结构可靠度的概率符号一般为P1，如果建筑机构没有达到预期的概率，那么就称这个概率为失败概率，符号为P2，并且结构可靠概率和失败概率相加为1，即P1+P2=1。但是在进行参数统计时，经常会出现随机变量获取困难的情况，导致建筑结构可靠度概率模型无法得到精确的计算。在进行是小概率计算时，即使是采用积分法对失效概率进行计算，也会出现失效概率精准度不达标的情况，如果建筑结构设计量非常大的话，设计人员就不能采用这种方法进行建筑结构可靠度计算。

（二） 结构可靠度分析方法

在对建筑结构的可靠度进行分析时，采用的方法一般主要分为四种：以笛卡尔随机空间理论为基础的一次二阶矩阵算法、广义随身空间的一次二阶矩阵法、二次二阶矩阵法、响应面方法。以笛卡尔随机空间理论为基础的一次二阶矩阵算法，是一种简单的近似计算方法，在进行建筑结构可靠度计算时，需要采集建筑结构样本，并对其的方差和平均值进行计算，对计算数值的概率分布特征进行描述，这种计算方法需要采集大量的样本，才能保障结构可靠性计算的精准度。设计人员在进行建筑结构可靠度计算时，如果采用二次二阶矩阵法，那么在进行结构性可靠度研究时，就要采用拉普拉斯渐进法，作为数学逼近模型中的重要组成部分，其的结构可靠度计算结构更符合建筑的实际可靠度。

二、 结构可靠度的影响因素分析

（一） 抗力随时间变化对结构可靠度的影响

随着建筑使用时间的延长，建筑结构抗力也会出现变化，其中对建筑结构抗力造成影响的因素主要分为三种：建筑结构设计环境、建筑载荷、建筑材料老化的作用。建筑结构设计环境因素对建筑结构可靠度造成的影响非常大，自然环境中存在很多腐蚀介质，这些介质会侵蚀到建筑结构内部，导致建筑结构出现碳化等情况，在这个过程中地下水、空气登封物质会进入到混凝土的内部，使得混凝土内部出现沉淀物，这些沉淀物主要是由氢氧化钙组成，进入混凝土内部之后，钢筋就会出现钝化膜破裂的情况，混凝土的碱性也会大幅度的降低。作为建筑结构抗力下降的主要因素，载荷作用对建筑结构安全造成的影响非常大，设计人员在进行建筑结构设计时，如果载荷大于建筑结构的安全载荷，那么建筑结构就会出现失效的情况。建筑运行过程中始终处于载荷过低状态的话，建筑结构就会出现累计损伤。一般这种累计损伤主要分为两种，一种为动态累计损伤，一种为静态累计损伤。

建筑结构材料出现老化问题，也是建筑抗力下降的主要原因，随着建筑结构材料使用时间的逐渐延长，材料的力学性能会逐渐下降，材料的强度也会逐渐降低。很多建筑工程在进行施工时，采用的施工材料为活性材料，这些活性材料随着实践的推移化学成分反应会出现一定的变化，骨料和外加剂会出现内部作用。

（二）外加载荷的变化对结构可靠度的影响

在进行建筑结构设计过程中，建筑外加载荷会对建筑结构稳定性造成的影响非常大。设计人员在进行建筑结构设计时，要保障载荷和给定抗力的概率分布符合安全系数的要求，可靠度能达到建筑结构设计标准。设计人员要明确即使建筑结构可靠性标准相同，建筑结构的外加载荷也不尽相同。在建筑结构的外加载荷中，可变载荷占据着非常大比例，可变载荷主要分为自然环境载荷、楼面活载荷两种，基准期的长短与自然载荷的大小有着非常直接的关系，基准期越长，自然载荷的水平就越高。建筑结构设计基准期内在和平均值的大小就是楼面活载荷。

（三）工程质量

在建筑结构设计中，其工程的设计和施工的质量的好坏主要会导致建筑结构的实际的抗力和设计的抗力之间的偏差。因此，在抗力统计的分析中，我们应该尽量的对于可以预先考虑的有关影响工程质量的各种因素进行相关的分析和研究。另外，我们还应该加强工程施工的各个环节的质量控制。

三、 提出几点意见

（一）提高设计人员的可靠意识

建筑结构设计的可靠性与设计人员的可靠性意识有着非常直接的关系。因此，在进行建筑结构设计时，设计人员要提升自身的可靠性意识，提高建筑结构设计的精确性和复杂性，严格要求设计人员，保障设计人员的专业素质和工作态度都能达到规定的标准。设计人员在进行建筑结构设计时，要有意识的增强字自己的可靠意识，认真学习建筑结构设计的各种规范和知识，以减少建筑结构设计中出现的问题。

（二）遵守国家建筑规范

设计人员在进行建筑结构设计时，要严格按照建筑结构设计规范进行设计，根据我国建筑行业发展的实际情况进行设计，保障建筑结构能够满足人们的需求。我国建筑的相关法律法规是根据我国经济发展的实际情况制定的，相关的法律条文有着一定的法律效力，并且具有强制性，如果建筑工程结构设计不符合国家规定的标准，就要及时将具体情况反映给国家，并根据建筑结构施工的具体情况，制定符合国家规定的解决措施。另外，在进行建筑结构设计时，如果存在钻规则空子的设计人员，相关部门要依据相关规定对设计人员进行处理。

（三） 注重创新

设计人员在进行建筑结构设计时，要根据社会发展的实际情况，创新建筑结构。计算机在建筑设计中被广泛应用，设计人员利用计算机制造出高仿真的建筑模型，为设计出造型新颖、外形独特的建筑物提供了技术支持。要提高建筑结构设计可靠度需要结构设计人员进行开发创新，推陈出新，开发出更好的软件用于建筑设计。

（四）可变载荷

从上文可知，可变载荷是影响建筑结构设计可靠性的重要因素。据悉，我国和美国楼面的活载荷标准值相比，美国楼面的活载荷采用的标准值要比我国的标准值要大很多，其平均值大概大一倍左右。我国的自然环境载荷的标准和美国的自然环境载荷的标准相比，我国和美国的自然环境载荷水平大致相当。但是风荷的标准值我国是每30年左右遇到一次。而美国的风荷标准值是每50年左右遇到一次。但是，风载荷均值和标准值相比，我国与美国相比要高。我国和美国的风载荷均值是大致相当的。

四、结语：

综上所述，在进行建筑结构设计时，设计人员要加大对建筑结构设计可靠度的重视，减少建筑结构设计中的安全隐患。另外，在进行建筑结构设计时，设计人员还要对其的可行性和可比性进行分析，保障建筑结构设计能符合规定的机构规划设计标准，并根据建筑施工区域的实际情况，对建筑结构进行调整，以提升建筑結构设计的合理性和规范性。

参考文献：

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