建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究

王 丽

(北京炎黄联合国际工程设计有限公司 南京 210000)

1 建筑结构设计可靠度的定义以及意义

可靠度在建筑结构设计中的定义是指在一定的时间内建筑结构能够应对不同环境的影响，实现获得设计预期功能的能力，使其承受住不同环境压力，获得一定的使用功能和建筑寿命。总体而言，建筑结构设计的可靠度可以量化，其数值越高就意味着该建筑的使用寿命就越长，同时，也意味着建筑结构在使用的过程中具备良好的使用性能和安全性。

2 建筑结构设计可靠度的基本理论

2.1 具备一定规范性的结构设计

在现实社会的生产应用和建设中，建筑结构设计可靠度的理论将会被转化应用成一些能够表示随机变量的公式，将校准经验量化[1]，从而更好地控制设计。作为辅助性理论工具，可以实现对于失效概率在结构设计可靠性中的影响的度量进行。随着我国建筑行业对于结构设计可靠度的重视提高，研究不断得到深入，相关的理论已经获得了较为喜人的成果，但是理论应用于实践仍然需要一些规范操作，在基本理论点的原则上加以完善。

2.2 保持一定可靠性的结构体系

结构设计的规范性是要求在结构设计的过程中，相关的设计内容要符合法规制度，具备一定的强制性。对于设计工程者而言，所设计出的建筑产品必须负担得起相关的法律责任，结构设计和建造中，整个过程中都需要遵守我国法规政策的要求，在此基础上，到结构设计成果出现问题时，就相关的工作人员和施工单位承担失职后的法律后果。建筑结构设计者们，在法律规范的要求之下，可以根据不同的施工要求和标准，进行灵活的设计，通过科学而规范的操作从而提高建筑物的质量和施工水平。

3 建筑结构设计可靠度的影响因素

3.1 荷载变化参数分布影响

根据不同的建筑结构会有不同的荷载设定要求。针对不同的建筑我们可以看到，荷载的变化能力和水平是会影响到建筑结构的可靠度的。干扰主要表现在两个层次上，分别是：建筑楼面的荷载水平和自然环境下结构荷载水平[2]。其中建筑楼面结构荷载是指在设计周期内荷载概率会分散在不同的分位值上，需要按照标准来进行结构设计；自然条件下的结构荷载水平是指结构设计的可靠度会受到建筑区域的自然环境影响。另外，不同类型的建筑在使用寿命上会有所不同。建筑结构设计可以通过改变设计方案，削弱环境影响，以及改变用途来延长或缩短建筑物的使用年限，对建筑物的安全可靠性也会带来改变。

3.2 建筑结构的抗力衰减影响

通过对建筑结构可靠度的理论研究过程中，我们发现建筑结构的抗力衰减也将会对结构设计带来一定的可靠度影响，这其中主要是受到了建筑环境的荷载作用的干扰。比如，在施工环境的影响下，建筑材料会在不同程度上出现侵蚀和损坏，从而对可靠度带来了负面的影响，造成建筑结构抵抗力衰减，并且在建筑的元件应用过程中，也会受到周边环境变化和时间推移的影响，使得这些部件的性能下降。因此，在进行建筑结构设计的过程中，相关的设计工作者需要充分考虑到抗力衰减的分布情况，形成一系列的具有参考价值的函数，发现客观变化的规律，根据规律的变化，调整设计方案，进行提前的方案预算，以便寻找出最有效的措施来提高建筑物的稳定性和使用寿命。

3.3 不利荷载效应影响

按照相关的法律规定结合不同的建筑设计需求，选择出最合理的荷载效应组合，一般情况下可以采用基本组合方式来进行施工图设计。但是对于特殊的建筑案例，就需要建筑结构设计者积极地开辟出新型的、具有创新性和针对性的设计组合，从承载能力的极限状态和角度出发进行组合设计。我国已经出台了一系列的规定，明确了在不同荷载效应组合的设计之下应该采取怎样的设计，从而有效地保证了多种可能下的荷载组合，也可以维持在良好的可靠度之内。我们需要关注的是，国家出台的规定所给出来的组合表达方式，是建立在荷载及荷载效应能够满足一定客观规律的线性关系之下的，而对于非线性的建筑设计，就需要建筑结构设计者们进一步的加强实践能力，结合不同的问题类型，积极采用其他的科学方法进行组合设计。比如，当建筑的使用寿命和功能要求不一致的时候，我们可以通过调整载荷系数，对变荷载标准值进行一定的调整，从而也能够获得建筑设计的可靠度。

4 建筑结构设计可靠度的比较研究

4.1 建筑结构设计规范性的比较

为了保证结构设计的可靠度，需要以建筑结构自身功能保持正常运行的基础之上，使用建筑的内部人员他们的生命和财产都不会受到影响，即保持建筑强度和使用功能相协调的要求。同时，结构设计可靠度还要求，结构设计不仅能够完成建筑结构的展现，还要具有较强的可备维修和修复的空间。随着可靠度理论的研究深入以及我国建筑市场行业的国际化进程，我国的专家学者们开始对我国的建筑设计可靠度与国际市场和国际相关理论进行对比。通过对比研究，专家们发现，我国设计规范的可靠度要低于欧美发达国家，而且，许多建筑物的楼层自身的可靠度储备设施与欧美发达国家也有相当大的距离。但是，我国建筑受压钢筋的使用比例，最小的配筋量，剪力墙结构钢筋使用率基本与国际标准保持一致。所以相关的设计者们在工作设计中，可以根据不足来进行加强，而对于较好的方面需要保持一贯的设计标准。

4.2 建筑结构设计合理性的比较

我国建筑结构设计规范中一系列相关的规章制度以及标准制定都是建立在可靠度原则之上的，所以，一般情况下建筑结构设计规范都能够满足我国当前的社会发展需求。并且，我国建筑结构设计的规范标准其合理性不仅会反映在建筑设计技术层面，对于我国经济发展方针政策上也有较强的适用价值。比如，对于建筑材料的使用总量的规范标准，就是根据我国经济发展的现有状况进行规定的，虽然现行的标准与欧美发达国家还存在着一定的距离，但是却最适合我国发展的方针政策，具有因地制宜的合理性特点。

5 结语

综上所述，我国改革开放30年以来，建筑行业取得了卓越的发展进步，所取得的成绩有目共睹，这其中是离不开建筑结构可靠度设计的辅助的。为了使建筑结构能够更加符合我国未来的发展、社会的进步，保持良好的安全性、稳定性和较长的使用寿命，建筑结构设计者们仍然要坚定目标，对于可靠度指标、可变荷载、结构抗力和施工质量等营养因素要提高重视，通过采取更积极有效的办法，运用科技手段进行结构设计，从而使我国建筑结构获得更好的使用性能。