建筑结构设计可靠性的影响因素与对策研究

建筑结构设计可靠性的影响因素与对策研究

刘爱廉  丁新宇

北方工程设计研究院有限公司    河北省石家庄市   050011

摘要：为了提高建筑的可靠性和安全性，本文分析了建筑结构设计可靠度的影响因素，并且结合相关理论，提出了相应的策略。影响建筑结构可靠度的因素与对策研究，可以为相关工作人员提供参考，进而为制订合适的设计方案打下良好的基础。通过对设计方案的技术优化全面提高建筑结构设计的水平和质量，使建筑工程更加安全、稳定、美观且具有较高的经济性和美观性，从而推动我国建筑行业的现代化发展。

关键词：建筑结构设计；设计可靠度；建筑设计

1建筑结构设计的可靠度影响因素

1.1建筑结构可靠度、可靠性概念

为了确保建筑物的可靠性，建筑结构的可靠性分析和评估是非常重要的。建筑结构的可靠性是指建筑物在设计使用寿命内，能够满足结构稳定性、承载能力、使用功能和安全性的能力。可靠度是指建筑结构在规定的设计使用寿命内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。可靠性分析是指对建筑结构在设计使用寿命内能够保证正常运行的可能性进行定量分析的过程。通过可靠性分析，以评估结构的可靠性水平，并为优化设计和改进结构提供依据。制定对各种材料的建筑结构可靠性设计的基本原则、基本要求和基本方法的统一规定，目的是使设计建造的各种材料的建筑结构能够满足确保人的生命和财产安全，并符合国家的技术经济政策及可持续发展的要求。

1.2建筑结构可靠度的影响因素

建筑结构设计中，可靠度的影响因素主要体现在直接及间接作用的荷载、环境、材料等方面。结构上的大部分荷载作用都是相互独立的，它们各自出现与否以及出现时量值大小在时间和空间上都是相互独立的，这种作用在计算其对结构小勇和进行组合时，均可按单独考虑；还有一部分荷载在结构上的出现密切相关且可能同时以最大值出现，这时需要考虑它们在时间和空间上的相互关系，通过作用组合来处理对结构效应的影响。环境影响可以具有机械的、物理的、化学的或生物的性质，并且有可能使结构的材料性能随时间发生不同程度的退化，向不利方向发展，影响结构的安全性和适用性。材料性能的影响随着时间的变化，有些材料性能、强度的变化相当明显。因此，合理的荷载考虑、加强使用环境的监控、提升材料性能等对提升建筑结构设计的可靠度起着重要的作用。

1.3建筑结构设计可靠度的设计准则

建筑结构设计可靠度的设计准则包括以下几个方面。①总体可靠设计：应满足要求的总体可靠度水平，以确保结构安全可靠运行。②整体强度设计：应满足整体强度及稳定性要求，以保证其安全工作。③尺度效应设计：尺度效应应考虑到，在确定理论计算模型时应考虑到变形时的材料力学行为及振动特性。④构件质量设计：在设计中应避免由于质量原因对主体造成损害，确保构件技术指标合乎质量要求。⑤有效性设计：为保证结构的安全可靠性，应重视结构刚度、变形能力、强度和整体稳定性的有效设计，避免结构构件的损伤和可靠性的下降。⑥⑧风荷载、温度梯度设计：风荷载计算要符合国家规定，构件及支撑系统要考虑温度梯度效应，以适应复杂环境要求。⑦耐久性设计：结构及其系统要考虑对抗老化、腐蚀，并考虑构件及系统本身对环境的耐受性，以确保其使用寿命的可能性。⑧连接节点设计：焊接及螺栓紧固件应符合结构设计要求，以避免低强度铆接结构在使用过程中受损、过载及应力集中造成的破坏。⑨健康监测设计：确保结构运行期间有可靠的健康监测系统，以保证能及时发现和解决结构及系统异常情况，保证结构安全。

2提升建筑结构设计可靠度的对策

2.1建筑结构平面设计技术优化

设计人员在对建筑工程平面结构设计方案进行技术优化时，应根据建筑物荷载、使用状态及抗震要求等因素，采用合理的结构形式和布置方式，以提高建筑工程平面结构设计的合理性和可行性，确保建筑物具有足够的稳定性和可靠度，防止建筑物出现倾斜、裂缝等安全隐患，使整个建筑结构更加合理和稳定。

2.2建筑基础结构设计技术优化

对于不同的地域、场地条件、地下水情况及建筑物形式荷载等的情况，设计前应进行当地情况的了解并进行详细的勘察工作，综合考虑现状进行基础方案设计，保证基础方案的安全、合理、经济。还用特别考虑基础周围的环境因素，采用适当的防护措施，保证基础不受周围环境的影响，不会影响到结构的安全性和适用性。

2.3建筑结构荷载合理设计技术优化

结构上的各种作用，就作用形态的不同分为了间接作用和直接作用，直接作用主要是施加在结构上的集中力或分布力，包括重力荷载、风荷载、雪荷载等；间接作用通长不以力的形式出现，如地面运动、基础沉降、材料收缩、温度变化等，它们都是引起结构外加变形和约束变形的主要原因。这些作用都会使得结构产生内力、变形、裂缝等作用。在设计时要对建筑物各个组成部分进行详细的荷载计算和分析，合理布置荷载，综合考虑建筑物不同场合功能下的荷载，尽量采用轻质隔墙，规则布置，避免凸凹不规则建筑、大悬挑等结构的出现，从而减小附加地震作用，使得建筑结构布局更安全、合理、经济。

2.4建筑结构细部结构设计技术优化

建筑结构的设计还应注意细部的处理，如在处理异形板时可采用多个矩形板拼接的方式以提高结构受力的平衡性，并减少拐角缝的存在。同时，在建筑框架抗震墙的结构设计中，如需使用冷轧带肋钢筋材料时，应对钢筋用量进行合理控制，以便于后续的施工操作，并达到降低工程造价的目的[2]。设计人员还可以积极应用三维仿真模拟等先进的信息技术对建筑细部结构设计进行优化，通过计算机软件构建三维模型能够对建筑细部结构设计效果进行直观准确的呈现，从而使建筑细部结构设计优化更加便捷。

2.5建筑结构设计美观性技术优化

在保证建筑结构安全稳定的基础上，还应兼顾建筑外观的美观性，以满足现代社会对建筑结构设计的实际需求[3]。因此，在建筑结构设计实践中，设计人员应充分考虑建筑外观的视觉效果要素，将现代审美元素融入建筑结构设计方案中，对结构设计方案进行技术优化，通过应用先进的设计手段妥善协调建筑结构与外观美观性之间的关系，以取得二者的平衡性，实现建筑结构设计技术优化目标，创作出富有现代建筑风格的结构设计作品。

2.6设备专业在建筑结构设计中的优化

设备专业主要包括暖通、给排水、电气等专业，它们的合理设计对于建筑结构有很大的影响，如给排水系统往往需要使用较多的机械设备以及管网设施，这些设备客观上加大了建筑结构的荷载，其在施工时经常会对建筑梁柱结构造成破坏。为了保证建筑结构的安全性和稳定性，并确保给排水系统能够正常运行[4]。故在建筑结构设计中应优化设备专业的设施布设位置，并科学布设预留孔洞以及预留空间，尽量避免在后期施工时设备管线贯穿对建筑梁柱结构的影响，另外对预留孔洞以及贯穿墙体应采取必要的加固处理，以确保建筑结构的稳定性。

结束语：

随着社会经济的发展，人们对建筑质量的要求越来越高。在保证荷载、地基、材料和结构布置等的基础上，加强对建设过程中的管理和监督，重视建筑的维护和保养，不断推进相关标准和技术的完善，确保建筑结构的稳定性和耐久性，从而提高建筑结构的可靠度，以保证人民生命财产的安全和利益。

参考文献：

[1]王丽. 建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J]. 陶瓷,2020(11):109-110.

[2]靳曰森,杨蕾. 建筑结构设计可靠度的影响因素与比较分析[J]. 智能城市,2021,7(16):19-20.

[3]魏孟秋. 建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J]. 居舍,2019(24):109.

[4]何郎平. 建筑结构设计可靠度的影响因素分析[J]. 住宅与房地产,2019(24):80.