建筑结构可靠度设计的影响因素及比较分析

何炳贵

[摘要]基于社会市场经济高速发展，近年来我国现代化城市建设步伐不断加快，为我国建筑行业提供一定的发展机遇。而伴随着人们生活质量不断加强，为确保城市居民建筑住房人身以及财产的安全性，人们对于建筑工程的设计质量有了更加严格的要求。建筑结构可靠度设计作为影响建筑结构可靠性的核心因素，加强对建筑结构可靠度设计影响因素的研究，对于保证建筑工程施工质量具有重要意义。本论文通过对建筑结构可靠度设计进行概述，分析了建筑结构可靠度设计的主要影响因素，并且进行了建筑结构可靠度设计比较研究，旨在为建筑结构可靠度设计相关研究人员提供一定的参考。

[关键词]建筑结构；可靠度；影响因素；比较研究

文章编号：2095 -4085（2018）03 -0052 -03

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

建筑结构可靠度设计主要是指基于某一特定时间段内，建筑结构能够在不同环境中完成预期设计的功能。换句话说，建筑物自身结构设计可靠度数值越大，则建筑物自身生命使用周期则越长。一般而言，建筑结构可靠度主要包括建筑結构安全性、适用性以及耐久性。国际建筑行业对于建筑结构可靠度设计理解比较相似，但是在实际建筑工程结构设计阶段，就结构设计内容以及设计方式之间存在较大差异。

我国首次引入建筑结构可靠度设计相关规范是在1980年左右，伴随着我国建筑行业不断发展，可靠度设计规范内容逐渐适应我国发展建设特点。但是，建筑结构可靠度设计存在诸多影响因素，一定程度上制约着我国建筑结构可靠度设计的实际应用。为不断完善建筑结构可靠度设计相关内容，需要政府部门强化对建筑结构设计各项要求。对于建筑结构设计工作人员而言，为确保建筑工程施工完成之后质量能够达到预期标准，需要其在结构设计阶段，不断深入分析建筑物可变载荷分布特点，同时注重建筑结构自身性能变化特征，最大程度降低建筑结构实际运用中出现问题的情况。另外，需要不断学习国外先进建筑结构设计规范内容，加强结构设计可靠度随机影响因素管理力度，进而确保我国建筑行业能够稳定、快速发展。

1.2 建筑结构可靠度设计的设计规范

建筑结构设计内容需要适应当前社会经济发展，符合科学应用规律，确保人身财务安全以及为人们提供一定的舒适性。因此，设计工作人员为了完成以上目标，需要加强建筑结构可靠度研究力度，全面掌握建筑结构所涉及各种类型材料的可靠性。对于我国的建筑结构可靠度设计的设计规范内容而言，其在初始阶段对于建筑结构安全方面存在着较为明显的问题，通过对当时设计规范内容研究发现，对于不同结构之间或者统一结构之间，所涉及到的安全度水平存在着非常大的差异，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 建筑结构可靠度设计影响因素分析

2.1 目标可靠指标

目标可靠指标主要是对建筑设计可靠度起到规定作用。即通过对建筑结构所使用的各种施工原材料的性能以及建筑结构施工、使用过程当中各种影响因素进行分析研究，最终得出相应的标准数值，进而在建筑结构设计工作中起到一定参考作用。因此，可以将目标可靠指标作为影响结构设计可靠度的因素之一。

由于目标可靠指标是建筑结构可靠度设计必须参考的指标，因此，在具体的设计阶段，不仅需要考虑建筑结构对于社会发展的适用性，同时也需要注重建筑工程施工阶段的经济性。假设建筑结构可靠指标相对较高，尽管能够保证建筑工程的施工建设质量，但是必然会增加工程的施工成本，建筑企业自身的经济利益不能得到保障。假设建筑结构可靠性指标比较低，则不能确保建筑结构的有效性，同时存在一定的风险影响居民生命以及财产安全。所以，建筑结构实际设计阶段，工作人员需要注重结构性能以及经济成本，确保二者之间能够相互兼顾。

2.2 可变载荷

通常情况下，建筑结构可靠度设计也会受到载荷因素的影响，即建筑物自身所承担的载荷越强，则建筑物的生命周期就会越短。通过大量的实践证明，可变载荷是影响建筑结构可靠度设计的主要因素。可变载荷是指建筑结构在规定使用时间内，建筑结构的荷载数值产生了较大程度的变化。

研究人员基于可变载荷的性质将其分为基本可变载荷类型以及其他可变载荷类型。其中，基本可变载荷类型主要是指建筑物内部存在的人群或者物件等。设计人员在进行基本可变荷载的确定时，需要预先对建筑物在社会中所起到的功能进行了解、研究，而后根据实际使用的需要确定建筑物基本可变荷载的平均值。对于其他可变荷载而言，主要是指自然环境当中的风力、积雪、地震等因素对建筑结构所施加的不确定荷载。为了能够更加全面的注意自然荷载对于建筑结构的影响，需要设计人员对建筑周边的自然地理环境有着全面的了解，同时需要每年对自然荷载所产生的最大值进行记录以及分析，最大程度降低可变荷载对于建筑结构稳定性的影响。

2.3 施工质量

建筑工程的施工质量也会对建筑结构可靠度设计造成一定影响。由于建筑工程实际施工阶段，所涉及到的施工环境多种多样，同时施工单位所运用的施工技术水平也存在较大差异。对于建筑物自身而言，工程施工原材料也会因为生产技术以及生产区域的不同而出现不同程度的性能差异。因此，对于建筑结构可靠度设计而言，设计目标质量与施工实际质量之间存在着一定的差异。

因此，设计人员在进行建筑结构设计过程中，需要全面、系统的对建筑工程施工过程中影响最终施工质量的各种因素进行分析、总结。将工程实际施工质量出现的偏差能够控制在一定范围当中，确保建筑工程在施工完成之后，建筑结构的可靠性能够符合施工质量的标准。另外，建筑工程施工阶段，需要加强对施工现场的管理力度，严格按照工程施工图纸进行施工，严禁出现随意施工的现象。建筑工程施工原材料采购时，需要预先确定原材料的质量以及性能，避免施工现场中存在不合格的施工材料。不断完善施工单位各个部门的管理制度，加强部门之间的合作交流，进而保证建筑工程的施工质量。

2.4 结构抗力

建筑结构在较长时间处于承受荷载的状态，则极易造成建筑結构内部构件出现一定程度的损伤。比较常见的问题有结构部件的腐蚀问题以及机械出现损伤问题。一旦建筑构件出现损伤，则建筑构件自身的性能会产生一定程度的变化。直接体现为随着建筑物使用时间的不断延长，建筑物自身的结构抗力便会不断的减弱，与此同时，建筑物施工所使用的各种原材料的性能也会不断降低，甚至出现老化的问题。而建筑结构抗力的不断降低，则会对建筑结构自身的稳定性以及可靠性产生严重的影响。

因此，设计人员进行建筑结构设计阶段，需要明确建筑物结构构件的性能与可靠性之间的联系。为了能够确保建筑物的稳定性，设计人员可以根据工程经验、预先进行相关的实验，充分了解现有结构构件施工材料所能够提供的各项性能指标，而后判断在不同条件下构件性能变化的幅度，进而确定构件性能变化的特点，实现在建筑结构可靠度设计的计算阶段，将构件性能影响因素考虑到最终的设计内容当中，延长建筑物的使用周期，确保建筑物能够在社会中为市场经济的发展做出一定的贡献。

3 建筑结构可靠度设计比较

3.1 目标可靠指标比较

通过将我国的钢筋混凝土结构目标可靠度与美国以及墨西哥之间进行比较（如图1所示），发现我国与美国的钢筋混凝土结构承载能力的目标可靠性数值比较相似，在抗弯、抗剪方面的数值要高于美国，但是在抗压、大偏心受压方面要低于美国。与墨西哥国家进行比较，我国在各个方面之间仍然存在比较大的差距。因此，对于我国而言，需要不断完善设计规范内容，提高钢筋混凝土的各项性能指标。

3.2 可变荷载比较

对于建筑结构可靠度设计荷载因素的影响，主要来自于可变荷载方面。通过对我国与美国自然环境载荷进行比较（如表1），发现自然荷载的影响程度主要受到基准期的影响。基准期的时间越长，则建筑结构自身载荷的能力也就越强，二者之间呈瑚正比例关系。

4 结语

综上所述，建筑结构可靠度设计对于确保建筑自身稳定性，促使其能够在规定时间内完成预期的各项建筑功能具有重要作用。为了能够更加科学化的实现对建筑结构可靠度设计一系列研究，需要注重对目标可靠指标、可变载荷、施工质量以及结构抗力等影响因素的充分考虑。通过与美国与墨西哥进行比较，发现我国的目标可靠性指标需要不断的规范以及完善。基于社会经济的不断发展，建筑行业的稳定提升，为保证建筑结构自身的性能以及质量，需要相关部门加强对建筑结构可靠度设计设计规范的完善程度。

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