建筑結構設計可靠度的影響因素與對策研究

安昕

武漢理工大設計研究院有限公司 湖北 武漢 430070

引言

目前，建筑結構設計的可靠度是設計師必須面對的重要問題之一。在建筑工程中，設計人員往往不重視建筑設計工作，從而導致建筑物的安全性和耐久性受到嚴重影響。因此，建筑結構設計的可靠度不僅會直接影響建筑工程的順利進行，還會影響到建筑的整個壽命周期。

1 研究背景

隨著社會經濟的發展，人們對建筑質量的要求越來越高。建筑的使用壽命縮短，不僅會增加工程造價，還會降低社會效益和經濟效益。因此，設計人員需要提高建筑結構設計的可靠度。在施工過程中，建筑結構設計缺乏可靠度，會導致安全事故的發生，從而給人民的生命財產造成極大的危害。因此，想要保證建筑物的穩定性與耐久性，設計人員就必須做好設計方案審核工作，使設計方案能夠充分發揮作用，保證建筑結構設計的可靠度，進而減少麻煩和風險。目前，許多國家都已經開始發展高層住宅，并且建立了相應的標準體系。

2 國內外研究現狀

我國對建筑結構設計方面的研究起步較晚，雖然近些年取得了一定的成就，但受到許多因素的影響與制約，其設計水平和實際使用效果還存在著一些問題。因此，計算與分析建筑結構的可靠度是十分重要的一項工作。國外主要從以下幾個方面來考慮建筑結構設計的可靠度：①建筑物對抗震性能的要求較高，這也是建筑設計最大的特點；②在設計時，設計人員需要充分了解建筑工程的具體情況，并且根據這些條件來確定合理的設計方案；③在選擇結構的剛度和強度時，設計人員不僅需要結合當地的氣候環境，還需要注意不同地區的差異性，從而保證建筑的安全性與穩定性。目前，國內關于高層建筑抗震性的相關研究較少，對大型民用建筑的抗震性研究更是少之又少，這使得人們的安全意識淡薄。隨著人口數量的不斷增加，城市建設的規模越來越大，導致安全事故頻繁發生，這嚴重威脅了人們的生命財產安全[1]。

3 建筑結構設計可靠度基本理論

建筑結構設計可靠度的基本理論是：首先，設計人員需要在建筑物滿足使用功能和安全要求的前提下，綜合評價建筑結構的安全性、穩定性以及耐久性；然后，設計人員需要以保證建筑結構的整體性為目的，合理評估與預測建筑各個部分的可靠度和經濟性，從而使建筑設計的過程符合國家相關標準要求；最后，設計人員需要準確判斷建筑質量、成本和工期等。

3.1 建筑結構設計可靠度

建筑結構在實際使用過程中，會受到各種因素的影響和制約。因此，評價建筑結構的可靠度是非常重要的一項工作。設計人員需要從設計的安全性、可靠度以及經濟性等方面來考慮建筑物的整體性。從建筑設計的角度來看，評估建筑結構設計的可靠度具有重要意義。因此，設計人員需要根據具體情況來選擇最合適的設計方案和施工方法，以保證建筑的安全性。我國的建筑工程設計起步較晚，隨著社會的發展和人們需求的不斷提高，設計人員需要積極學習國外先進的技術，并且結合我國國情來制定完善的標準體系，從而提高建筑結構設計的可靠度[2]。在建筑結構設計中，設計人員首先需要保證所選擇的材料符合國家的相關規定，其次需要采取相應的抗震措施，最后需要充分利用現有資源[3]。

3.2 建筑結構設計可靠度的依據

建筑結構設計可靠度的依據包括以下幾個方面。①建筑結構設計是建筑設計的重要環節。在開展建筑結構設計工作時，設計人員需要考慮多方面的因素。②設計人員必須根據構件的尺寸等參數來計算建筑結構的剛度和強度，同時應根據相關的規范要求來選擇正確的計算方法。③建筑總平面布局和平面布置需要保證建筑與周邊環境相協調。合理布置建筑空間，有利于提高建筑工程的安全性、可靠度。④橋梁、水利樞紐等大型工程項目的建設都會影響到人們的生命財產安全。因此，設計人員應重視這些工程的結構設計工作。⑤建筑結構設計的可靠度不達標，會導致一系列的問題發生，比如房屋倒塌、人員傷亡等安全事故。因此，為了保證施工的順利完成，設計人員必須加強建筑結構設計可靠度分析與研究。

3.3 結構設計可靠度的計算方法

在結構設計各個階段中分析建筑結構的可靠度時，設計人員需要考慮工程的實際情況和各種參數，以保證建筑質量，從而為后續施工提供一定的參考依據。因此，在建筑結構設計中，設計人員必須根據具體的要求來確定最合理的設計方案和組合方式，從而保證建筑物的安全性。在評估建筑設計的可靠度時，設計人員常用的方法有極限狀態法、概率論法、綜合評價法等，其中最常用的是極限狀態方法。對于某一個建筑方案而言，如果該建筑的抗震設防等級較低，那么它就不能夠滿足該建筑的抗震設防標準要求；如果該建筑的抗震設防等級較高且存在其他問題，那么它就不能達到預期的抗震效果。

3.4 結構可靠度的影響因素

當結構可靠度的評價指標體系具有一定的規律性時，設計人員可以通過分析結構的可靠度來確定一個合理的結構可靠度函數關系。在實際工程建設中，不同建筑的受力情況是不一樣的。在地震作用下，建筑物會發生豎向變形或水平位移，并且豎向剛度也會隨著地震的次數增加而降低。因此，設計人員需要根據具體的地質條件和周邊環境，來選擇合適的結構可靠度系數。同時，設計人員還需要注意這些影響因素對結構的影響程度，并且結合建筑的使用壽命，采取相應的措施來提高建筑的可靠度與安全性。因此，為了保證建筑設計的安全性，設計人員必須嚴格按照相關規范要求，并且根據施工進度、材料特性以及現場狀況等，來準確判斷和計算各種影響因素的約束值，進而制訂合理的設計方案。另外，設計人員還需要考慮一些其他的影響因素，如溫度、濕度等。

4 提高建筑結構設計可靠度的策略

建筑結構設計是建筑工程的基礎環節，建筑設計可靠度是保證建筑的質量和安全的前提條件。在建筑設計中，設計人員需要根據實際情況來選擇合理的設計方案、施工工藝，并且嚴格把控各個環節，以保證建筑結構設計的可靠度，從而提高建筑工程的安全性與穩定性。建筑結構的可靠度主要表現在以下幾個方面：①結構抗震性能要求；②結構剛度要求；③地震作用下的承載力計算分析要求；④使用年限內的抗震能力需求；⑤材料的選型要求與加工要求等。因此，設計人員可以從這些方面出發，確定一個最理想的方案，然后按照一定的原則將它應用于具體的設計中。

4.1 確定影響因素

建筑結構設計可靠度的影響因素主要包括以下幾點。①建筑物的使用功能。建筑結構設計需要滿足人們的日常生活需要。保證建筑結構設計的安全性和可靠度，有利于充分發揮建筑結構的優勢。②建筑物的平面布置。在建筑設計中，設計人員應綜合考慮各個房間的朝向、間距以及采光通風等問題，使建筑的整體布局更加合理，從而減少出現裂縫的可能性。③建筑物的抗震性能。在分析建筑結構的抗震性能時，設計人員必須綜合考慮地震的發生概率和破壞程度等因素。另外，設計人員還應考慮建筑材料的耐久性、耐火等級等因素。④建筑物的體型系數。不同類型的建筑物有不同的體形系數。因此，在選擇建筑物的尺寸時，設計人員應將這些指標作為參考依據。當建筑物的面積較大時，設計人員可通過適當降低房屋高度來減小占地面積，但不能超過一定的范圍。

4.2 結構有限元建模

本文通過分析結構模型，得出以下結論。①在一般情況下，建筑結構的整體剛度變化較小。然而，在特殊情況下，受到外界環境因素的影響和各種材料的限制，建筑結構各個部分的變形較大（如鋼筋混凝土的剛度與強度都會隨著使用時間的增加而減小，但其撓曲幅度卻較大）。②如果將梁柱的受力特點作為主要考慮對象，那么其計算結果也就較為理想，并且也能夠滿足工程要求；若將梁柱的受力特征當作一個簡單的問題來處理，則會增加運算量。③在建筑設計中，工作人員需要保證房屋的承載能力滿足使用要求。因此，想要保證建筑結構設計的可靠度，設計人員就必須嚴格控制構件的尺寸以及質量，同時盡量避免出現誤差。

4.3 建筑結構設計可靠度試驗

建筑結構設計可靠度試驗是指在建筑結構設計中，檢測建筑結構的可靠度，并且根據測試結果來評價建筑結構的可靠度。

在施工時，建筑結構設計可靠度試驗是一項非常重要的工作內容，它能夠準確反映建筑的質量，同時也能為后期的設計工作提供參考依據。建筑結構設計可靠度試驗主要包括兩個方面：測量建筑結構設計的可靠度、評估和分析建筑結構設計的可靠度。在分析建筑結構設計可靠度時，設計人員可以利用可靠度計算方法來綜合評價建筑工程的整體質量和安全性能，從而為建筑結構設計提供可靠的參考依據。在實際工作中，在評估建筑的安全性和穩定性時，設計人員需要考慮各種因素，例如地震、水文、地質條件等因素（這些因素都會影響建筑物的使用年限）。因此，在設計過程中，設計人員需要充分利用相關理論知識，并且根據具體的情況確定最合適的方案以及措施，從而實現建筑工程效益的最大化。針對不同的設計方案，設計人員需要采取相應的保護措施，以防止發生安全事故，從而保證人們的生命財產安全。除此之外，一旦發生突發事件，設計人員需要及時解決，以免造成不必要的經濟損失。另外，設計人員必須嚴格按照規范要求來開展設計工作，避免因為人為因素而埋下安全隱患。因此，建筑結構設計可靠度試驗是做好建筑設計工作的重要保障。

4.4 建筑結構防腐設計

建筑結構防腐設計既是提高建筑結構抗腐蝕能力的重要途徑，也是保證建筑結構安全的一項關鍵措施。

在施工過程中，工作人員需要嚴重控制建筑材料的質量。在使用材料時，工作人員需要做好材料的保護工作，避免材料因運輸不合理、儲存不當而損壞。同時，工作人員需要做好房屋的防潮、防水工作，防止因滲漏問題而影響建筑的安全性和耐久性。針對有特殊要求的建筑，工作人員需要采取有效措施來減少或者消除這些危害，比如：可以采用非承重墻體加固的方式來保護墻體結構；可以利用抗裂砂漿來增加保溫層的抗裂能力和提高保溫層表面強度。

5 建筑結構設計可靠度的比較研究

為了保證結構設計的可靠性，必須保持建筑結構的正常運行，不會影響使用建筑的內部人員的生命和財產安全，即保持建筑強度和使用功能之間的協調性的要求。同時，結構設計的可靠性也要求結構設計不僅能完成建筑結構的展示，而且具有強大的維護和維修空間。隨著可靠性理論研究的深入和中國建筑市場行業的國際化進程，中國專家學者開始將中國建筑設計可靠性與國際市場及相關國際理論進行比較。然而，我國建筑受壓鋼筋的使用比例、剪力墻結構鋼筋的最小配筋量和使用率基本符合國際標準。因此，相關設計師可以根據自己的不足加強自己的工作設計，在更好的方面需要保持一致的設計標準。

6 結束語

綜上所述，為了提高建筑的可靠度和安全性，本文分析了建筑結構設計可靠度的影響因素，并且結合相關理論，提出了相應的策略。影響建筑結構可靠度的因素與對策研究，可以為相關工作人員提供參考，進而為制訂合適的設計方案打下良好的基礎。