结构设计中的可靠性应用分析

周强茂 刘飞飞

摘    要：建筑结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。分析了我国建筑结构可靠性业内现状以及学科前沿学术中的不同观点，进而在建筑结构设计可靠性问题的实际应用的研究中，力求探讨建筑结构设计可靠性问题的更深层次，为我国建筑结构设计可靠性行业起到一定的建议作用。

关键词：建筑结构设计;学术前沿;可靠性

1  引言

人们生活水平的不断提高，建筑功能的多样化发展，这些都使得人们对建筑结构的设计要求进一步提高。对于结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。针对这些步骤，如何做好建筑设计就成为工程师在结构设计中首要考虑的问题。建筑结构设计一般是指建筑结构设计人员对所要施工的建筑的表达，通过对建筑结构的设计从而使建筑物拥有经济、安全、耐久等功能。

2  建筑结构设计可靠性综述

通过我国颁布的关于建筑结构可靠度设计额统一标准文书，我们可以知道，在一般情况下，建筑结构设计的最基础的出发点便是，设计需要在已有的经济基础下，尽可能最大限度地提神建筑结构的可靠度，以求达到是建筑在一定的设计应用的时间里，更能达到建筑预期的各种客户需要，客户这种关于建筑的各种需要体现在以下几个方面：

安全的建筑结构：这要求建筑能够在工人标准施工和居民日常使用时，能够应对现实可能出现的不同情况。如若是这种情况也在设计最初预期的问题中以纳入考虑，那就要求建筑在碰到这种情况时建筑的整体能够仍然维持自身必要的稳定程度。

试用的建筑结构：这方面要求建筑结构在被居民日常使用时保持良好的工作运转。

耐久的建筑结构：此方面要求建筑结构在被正常维护时能够有足够久的工作性能。

上述三个方面是否安全和可靠，也决定着建筑结构能否安全和可靠，因此建筑结构可靠性即为这三个方面的总称。对建筑结构进行这三方面性能的考量，及建筑结构在一定的时间内和一定的条件下，达到这三个方面要求的概率，即为建筑结构的可靠度（也可称为安全度）。

3  我国建筑结构设计可靠性领域现状分析

如同其他的不同行业一样，我国的建筑结构可靠性领域的发展，自然也是经过了不同的阶段，这些阶段中，主要的设计结构安全的方法的应用也是各不相同。自从20世纪40、50年代之后，安全结构设计的方法主要的一共有容许应力设计法等四种。但是关于结构设计的可靠性程度，这么长一段时间以来，相关研究在国际上仍然处于低水准，并且没有太大进步。

另一方面，在我国现代的建筑结构设计可靠性领域，处于研究前沿的建筑结构设计可靠性领域的学术界仍然有很多激烈的争辩，主要有以下一些不同方面的论述：

我国关于建筑结构设计的可靠性水准的规范设置是科学的。这种论述认为我国的先行可靠性设置规范是一种采用了先进理论的规范，反映了我国在建筑结构设计可靠性方面的先进性。而可靠性理论的重视经验的方面和用校准法确定可靠度数值的方法，都是我国在实际应用中得到的成功经验，因此这种观点认为我国在可靠度方面上不必学习其他国家，总体上不需要有任何变动。

我国关于建筑结构设计的可靠性设置规范应当适度提高。这种观点认为我国的建筑很难做到建筑应用中理想的“三标准”问题，因此需要适度学习其他国家的可靠度设计标准，从而缩小我国与先进的国际标准的差距，进而提高我国建筑结构的安全水准。

我国关于可靠度的设计水准应该大幅度提高。这种观点认为既然我国现在的经济实力和人民的生活需求都持续提高，所以对于建筑结构设计的可靠性需求也大大增强，所以我国应大幅度提高建筑结构设计安全标准，以求现代建筑更好地为现代社会服务，从未弥补“按标准”概念的不足之处，实现建筑结构安全性要求的高标准。

4  混凝土结构设计中常见问题及处理措施

4.1  结构布置不合理，形状不规则

在设计过程中，很多建筑结构设计过分地追求建筑本身的特点，忽视了结构本身的竖向布置，使得结构布置不尽合理，形状也很不规则，这些设计都具有」定的片面性，甚至有的不符合相关抗震设计标准。由于结构布置问题，后期的模型也无法按满足既定参数标准进行调整，楼拆的固定程度也不够。对于这个问题，主要要完菩设计方案，寂要符合建筑本身的相关特点，还要注重建筑的结构设计，合理布置柱网，并根据不同需求进行适当调整。结构设计过程要严格按照相关的混凝土结构设计原理和抗震设计标准进行，保证结构设计的水平和质量。

4.2   计算构件实际受力所采用的模型和程序不合理

目前，最常用的计算构件实际受力模型有三种，它们分别是薄壁柱模型，板梁墙元模型和壳元、板梁墙元模型;它們拥有各自不同的特点，因此适用范围也不尽相同。在某些设计过程中，即使设计人员选用了适合的结构计算软件对工程模型进行电算，但是由于计算软件在建模过程中所做的各种假设条件很可能会与结构中某些构件的实际情况不相符（例如边界条件、受力状态等），这样就直接导致了构件的实际受力状况与模型计算结果不一致，此时就需要设计人员根据偏差原因进行分析、对实际情况进行合理调整。因此在用软件进行模型电算时，既要采取与实际情况相吻合的模型和程序，还要根据计算结果进行必要的甄别和判断，并进行适当地调整。

5  建筑结构设计可靠性实际应用问题

5.1  具体例子分析――混凝土结构

考察我国在混凝土标准上的规范与国外关于混凝土结构可靠性规范的差别，我们便可以发现我国在混凝土结构的可靠度规范上标准偏低，但是在对混凝土的材料强度要求上，我们规定的数值却要比国外的高，所以这就导致了我国的结构承载力可靠程度比国外低，从而导致了我国在建筑结构设计的各个环节，没有一个环节能比国外更可靠。

5.2   对于建筑结构设计可靠度应用的个人建议

综合考量我国现阶段社会需求对建筑结构这一特殊商品的要求变化，根据我国新时期新情况探讨研究可靠性的实际应用。在可靠度把握与应用问题上，科学地总结我国长时间以来的发展阶段和与外国的比较，在规范比较的基础上，广泛而全面地听取各阶层的不同意见，遵循实事求是原则，力求完善可靠性设计方法的应用性和可操作性。科学地完善我国相关可靠度规范的法律法规，并且加强对于建筑结构可靠度检查的安全监测力度，做到定期的规范检查。另外，可以鼓励不同的地方制定和实施适合自己的监管方法及体制。

6  小结

总之，建筑结构设计的可靠度水平高低，不仅是一个建筑物的安全性的反映，更综合反映了整个国家的整体经济状况、社会富裕程度、施工技术水平和资源质量水准。所以，提高建筑结构设计可靠度十分必须，而若要提高建筑结构可靠性，就必须合理选择结构设计可靠度。这个方面的选择跟处理建筑造价、维修需要和投资风险等方面都有十分密切的关系。显而易见的是，如果提高建筑结构设计可靠度，建筑的造价会增多，而相反的，维修和风险费用将会减少;而如果降低工程造价，维修和风险费用都会随之提高。因此，提高建筑结构设计可靠度，就要求我们在建筑造价和建筑风险两者中权衡利弊，以达到最优的计划

参考文献：

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