叶小兰
(厦门邝沛幕墙有限公司)
建筑装饰装修及其对结构可靠度的影响研究
叶小兰
(厦门邝沛幕墙有限公司)
在我国社会经济不断发展的条件下,人们对建筑外观装饰装修也有了更高的要求,不仅要保证其使用功能,还应具有一定的观赏性。在建筑装饰装修过程中,会对其中的结构产生一定的影响,尤其是影响到结构所具有的可靠度。本文主要对建筑装饰装修及其对结构可靠度的影响进行研究,严格按照我国所发布的相关设计规范和进行计算的具体数学模型来进行具体分析,达到优化装饰设计的目的。
建筑装饰装修;结构可靠度;影响
在建筑工程施工中,需要对建筑进行装饰装修,这样就会使建筑的外形具有一定的观赏性。可是在装饰装修过程中,会对其结构产生一定的影响。而我们一般所说的结构可靠性就是在规定时间以及条件下,结构可以发挥预定功能的实际能力[1]。而结构所具有的可靠度是针对其可靠性所设置的一个定量指标,在规定时间以及条件下,结构可以发挥其预定功能的具体概率,就是结构所具有的可靠度。对建筑装饰中的结构来说,最基本的量变包括:各种作用、抗力。如果用字母R代表结构的抗力,用字母S代表荷载,那么具体的功能函数就能够这样表达:Z=g(R,S)= R-S[2]。对结构具有的可靠度进行分析实际上是基于分析结构的荷载以及抗力。
对建筑工程进行装饰装修主要是为了让人们对视觉的相应要求得到满足,同时使其功能与具体要求相符,从而对建筑工程进行相应的艺术加工,除了建筑中的主要结构,还要对建筑中的门窗以及楼梯和隔断等进行装饰,同时对建筑墙面、楼面、梁柱面以及顶棚和地面等建筑表面进行修饰。
所谓结构构件所具有的抗力就是指结构构件实际承受作用效应的全部能力。其中这种抗力包含有结构承受外加作用的所有能力,对相应作用产生的效应,结构也会具有相对应的抗力。在对结构强度进行验算的时候,这种抗力就以结构承载能力的形式表现出来,对结构变形进行验算的时候,这种抗力就以结构对变形进行抵抗的能力表现出来。这种抗力之所以具有的不定性,是因为构成这种抗力的各种因素具有变异性,主要表现在以下三个方面:
(1)结构构件所具有的抗力本身就具有一定的变异性[3]。比如,结构构件所采用的材料所具有的性能、几何参数都具有变异性。
(2)由于缺乏充足的理论知识而导致计算模式具有不定性。比如,对结构具有的抗力进行计算时,所采用的计算模式具有不定性。
(3)统计所具有的不定性。就是估计结构抗力具体概率分布和相应参数的统计时出现偏差。
通常情况下,材料所具有的性能以及构建所具有的几何特性都会在时间的流逝下发生相应的改变,可是这种改变非常缓慢,一般将影响抗力的所有因素当作和时间没有关系的随机变量来进行考虑,一般的做法就是先找出对结构抗力产生影响的因素的具体统计参数,利用抗力和因素间所具有的函数关系,也就是所说的对误差进行传递的公式,来计算出结构抗力的具体统计参数[4]。
(1)材料所具有的性能实际上就是物理力学的性能,其中包括有:所具有的强度、膨胀和收缩性能、泊松比以及所具有的弹性模量等。
(2)在对建筑进行装饰装修的过程中,由于制作或者安装构件时,其尺寸产生一定的误差,就会使构件所具有的几何参数发生变异,这种变异性就是结构几何特征所具有的不定性。
(3)在确定结构抗力的时候,所采用的假定方法和计算公式中所具有的近似性,会使结构抗力产生变异,这种变异性就是结构计算模式所具有的不定性。
在建筑工程投入使用之后,会受到很多外界因素的影响。而我们所说的作用就是指让建筑结构产生相应应力以及变形的各种外界因素。作用可以分为直接作用与间接作用。所谓直接作用就是给机构施加的相应集中力或者是分布力,也被成为荷载,比如,机构自身的重力;建筑面上的人或者物;风、雪荷载、土和水产生的压力等,这些就叫做荷载。所谓间接作用就是导致结构产生变形以及约束变形的各种因素,比如,温度发生改变、基础发生不均匀沉降现象、焊接产生变形、建筑材料发生收缩或是徐变现象以及地震等。这些就叫做结构外加变形或者是约束变形。对于直接作用,可以依据其随着时间的改变而产生的变异、随着空间的改变而产生的变异以及不同反应性质来分类:①随着时间的改变而发生变异,可以将荷载分为偶然荷载以及永久荷载和可变荷载。②依据空间改变而发生变异,可以将荷载分为自由荷载以及固定荷载。③依据结构反应的不同特性,可以将荷载分为动态荷载以及静态荷载。
依据具体的荷载规范,可以将主要的几种不同荷载进行分属:①对于恒载,其是一种固定和处于静态的具有永久性的作用;②对于居民楼面上的活动荷载、桥上行走的人群,其是一种具有可动性的可以改变的荷载;③对于风荷载来说,其是一种具有可动性的可以改变的荷载,当风压稳定的时候是静态,当出现脉动风压的时候就是动态;④对于雪荷载来说,其是一种具有固定性的课余改变的荷载;⑤对于吊车荷载和相应的车辆荷载,其是一种具有可动性的可以改变的荷载。
对结构荷载进行研究的时候,永久荷载(恒载),不会在时间的流逝下发生较大的改变,基本上一直处于一个定值,通常情况下选择随机变量来当作概率模型。可变荷载(活荷载以及风、雪荷载),通常情况下选择随机过程以及相应的时间序列来当作概率模型[5]。对于可变荷载,是将随机过程当作最基本的一种概念模型,依据《建筑结构可靠度设计统一标准》中的相关规定,将具有平稳性的二项随机过程当作居民楼、商店以及办公大楼等的楼面活载和风、雪荷载的相应概率模型。而与具有平稳性的二项随机过程相对应的样本函数就是相同时间段里面的具体矩形波。
(1)对装饰荷载的概述:针对一些民用性质的建筑结构,其中的楼面活荷载包含有:行走的人群、建筑内部的家具以及相应的书籍资料、所有陈列样品以及存储的物品等。有统计显示,平均每过6~10年,就会对住宅的结构重新装饰一次,对于商用建筑,其结构重新进行装饰的周期则更加短。随着建筑结构装饰发生改变,在建筑结构使用期内,装饰荷载也会产生相应的改变。对居民住宅建筑的结构来说,其装饰荷载所具有的可变性以及随机性非常大,每家住户有可能在不同时间对自己所住的公寓进行重新装饰,因此,对装饰荷载具体的作用时间而言,其间隔是不一样的。从空间上来说,因为每家住户的选择不一样,比如建筑面板材料的选择,有的选用大理石材质的地面,有的选用木质地面,有的选用地毯地面,主体结构受承受的荷载都不一样。
(2)对装饰荷载进行分析。如果选用的是荷载随着时间的改变而发生变化的概率模型,对结构可靠性进行分析的时候,主要是为了预测出建筑结构在所规定的具体使用时间之内,有可能产生的具体最大荷载数值,同时受到很多不同性质荷载的作用,有可能产生的数值做大的具体荷载组合数值[6]。在不同种类的所有荷载中,建筑结构所具有的自身重量不会随着时间的改变而发生变化,而对于其他种类的大部分荷载来说,均会随着时间的改变而发生改变,比如,风产生的脉动作用、积雪的堆积和溶化过程、建筑面上任何物体的走动、出现以及消失,这些都和时间的流逝相关。对于建筑装饰过程中不可以随机变动的建筑地面、家居以及墙面和顶棚等,这些都只是在一定时间之内不会发生改变,可是在建筑结构投入使用的整个期限之内,会产生很多次的改变。在建筑装饰过程中出现的所有荷载主要包含有具有持久性的活荷载以及具有临时性的活荷载。因为具有临时性的活荷载其产生的作用持续时间不长,很难进行统计,所以就可以忽略具有临时性的活荷载产生的作用,只将具有持久性的活荷载考虑在内。
随着人们生活水平的不断提高,对视觉的要求也在不断增加,所以在建筑工程建设中以及投入实际使用之后,不能只考虑其所具有的使用功能,还需要将其外观所具有的观赏性考虑在内。可是在建筑装饰装修过程中,会对其结构可靠性产生一定的影响。本文针对这一问题进行了深入的研究,希望在装饰设计阶段可以有效提升建筑结构所具有的可靠度,避免建筑装饰装修产生的装饰荷载给整个建筑的安全使用带来影响。
[1]高春萍,温玉甫.建筑装饰工程对结构构件可靠度的影响[J].科技创新导报,2007(28):151.
[2]罗盛.房屋装修对结构造成的危害及相应对策[J].技术与市场,2012,19(8):184~185.
[3]梁俊.基于建筑结构设计可靠度的研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(20):48~49.
[4]牛少儒,丁锐.浅析建筑装饰对结构的影响[J].科学时代,2012(17):187~188.
[5]谢召亮.加强建筑装饰装修工程的结构安全控制[J].城市建设理论研究(电子版),2014(2):79~80.
[6]向学敏,罗恒勇.浅析建筑装饰对建筑结构的影响[J].科技展望,2015(6):20.
TU767
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1673-0038(2015)36-0188-02
2015-8-19