建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素分析

時間:2022-11-17 03:01:18

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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素分析

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的理論研究

1.1認(rèn)為可靠度應(yīng)大幅度提高的看法

當(dāng)前我國的大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境一直處于飛速的發(fā)展階段,人民生活質(zhì)量的提高使得人們對建筑結(jié)構(gòu)功能和安全程度愈加的重視。并且,經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的另一個影響就是一旦發(fā)生建筑工程事故,造成的損失也越來越大。我國的關(guān)于安全可靠性的標(biāo)準(zhǔn)一直停留在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的時代,低安全的水準(zhǔn)只能適應(yīng)當(dāng)時物資緊缺的實(shí)際情況。但是,我國現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)已經(jīng)從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的時代走向了市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的道路。規(guī)范也應(yīng)該適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的新情況,不能僅僅滿足于“三正常”的標(biāo)準(zhǔn)。在建的工程應(yīng)該向國際化的標(biāo)準(zhǔn)靠攏,提高結(jié)構(gòu)的安全性。

1.2認(rèn)為我國現(xiàn)行的規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)是合適的

持這種觀點(diǎn)的學(xué)者認(rèn)為,我國現(xiàn)行的規(guī)范的制定是采用了先進(jìn)的可靠度的理論,運(yùn)用實(shí)效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠性。這一理論的先進(jìn)性在于將隨機(jī)過程化轉(zhuǎn)為隨機(jī)變量并且以經(jīng)驗(yàn)為校準(zhǔn)點(diǎn)。這樣的一種設(shè)計(jì)使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加規(guī)范化。該理論的特點(diǎn)就是重視經(jīng)驗(yàn)的作用。長期的實(shí)踐也證明了,這種重視經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法確實(shí)有用,不能盲目的為了靠近英美的高可靠度標(biāo)準(zhǔn)而放棄我國在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上已經(jīng)取得的成果。他們認(rèn)為,過高的安全標(biāo)準(zhǔn)是一種浪費(fèi),我國的現(xiàn)下的規(guī)范除了需要做局部的調(diào)整外,總體上是不用進(jìn)行變動的。

1.3認(rèn)為我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范水準(zhǔn)需要進(jìn)行小幅度的提高

雖然我國建筑領(lǐng)域正在遵守的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與發(fā)達(dá)國家比不高,但是,如果在施工過程中嚴(yán)格遵守“正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用”的標(biāo)準(zhǔn)。建成的建筑是能夠進(jìn)行使用的。這就表明,這個標(biāo)準(zhǔn)放在社會發(fā)展的今天,仍然適用。但是,“三正?!钡臉?biāo)準(zhǔn)是一種理想化的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際中不容易做到。另外,考慮到我國與先進(jìn)的國際化標(biāo)準(zhǔn)的差距、可持續(xù)發(fā)展的要求和提高耐久性的需要,結(jié)構(gòu)安全的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該有一定的提高。但是這種提高不是大幅度,因?yàn)槲覈慕?jīng)濟(jì)水平仍與發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距,我國仍處于發(fā)展中國家的行列。

2.現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的不足

我國最早制定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全性方面存在著很多的缺陷,雖然在后來出臺了新的標(biāo)準(zhǔn)來修改前標(biāo)準(zhǔn)中的不足和缺陷,但是,現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法仍然存在著很多的問題。主要表現(xiàn)在以下的幾個方面:

2.1設(shè)計(jì)年限的考慮情況的不充分

標(biāo)準(zhǔn)所提到的建筑的使用年限僅僅提到了50年、100年等有限的幾種情況。但是不同建筑物的設(shè)計(jì)對使用年限的要求是不一樣的。新的標(biāo)準(zhǔn)不能反映這種復(fù)雜的情況。另外在使用年限的變化上,是通過結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)來考慮的。但是,這是不全面的,使用年限增大不僅僅是結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)有所增加,恒載也應(yīng)該發(fā)生相應(yīng)的變化,因?yàn)橹匾韵禂?shù)的增加增大了恒載效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)的制定沒有考慮到這種情況就會使理論上的使用年限與實(shí)際情況存在較大的差異。

2.2結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的取值簡單

在規(guī)范的制定中,結(jié)構(gòu)重要性的系數(shù)只取0.9、1.0、1.1這幾個簡單固定的值,完全不考慮不同情況下的受力結(jié)構(gòu)構(gòu)件、荷載作用、重要性系數(shù)的不同情況。這樣簡單的計(jì)算會使計(jì)算結(jié)果背離實(shí)際情況。這樣的數(shù)據(jù)的結(jié)果顯示必然是保守的。所以結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)的顯得建筑的安全性不足,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的取值還應(yīng)該有待商榷。

2.3設(shè)計(jì)的表達(dá)式存在缺陷,可能會造成不合理的結(jié)果

當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的表達(dá)式仍然停留在較落后的技術(shù)上,不能適應(yīng)新型建筑的構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn),這樣的表達(dá)式的缺陷對建筑負(fù)面影響是重大的。

3.建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用方法

針對現(xiàn)行制度的不合理,并結(jié)合我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)原理,本文提出了幾種建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用的方法來彌補(bǔ)制度上規(guī)定的缺陷:

3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)期可靠度的設(shè)計(jì)

我們在明確建筑設(shè)計(jì)的使用期限的基礎(chǔ)之上,又結(jié)合了結(jié)構(gòu)的功能、重要性和業(yè)主的需求提出了這一概念。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)期可靠度的設(shè)計(jì)是把耐久性退化對結(jié)構(gòu)可靠度的影響考慮在內(nèi)的,因?yàn)椴煌h(huán)境可能會引起不同狀況的耐久性退化,不同的耐久退化的程度對不同的預(yù)期使用期的荷載水平的不同的。所以在考慮建筑的可靠度的時候要將這些因素統(tǒng)統(tǒng)考慮在內(nèi),制定定量的科學(xué)的指標(biāo)。

3.2給定環(huán)境下不同預(yù)期使用結(jié)構(gòu)可靠度的使用原則

根據(jù)不同的環(huán)境下的預(yù)期的使用結(jié)構(gòu)的可靠度,來制定不同的鋼筋混凝土的預(yù)期使用期也是一種方法。這種方法要求預(yù)期使用期內(nèi)的結(jié)構(gòu)可靠度的指標(biāo)不能低于現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)。在具體的執(zhí)行上,主要是通過將預(yù)計(jì)使用期內(nèi)的抗力衰減的指標(biāo)做定量分析,然后再提高初始的可靠度的指標(biāo)。在根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范設(shè)計(jì)方法,將分析好的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為含耐久性的折減系數(shù)的荷載的表達(dá)式。這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)在于形式簡單,易于人工的實(shí)際操作。

3.3確定不同預(yù)期使用耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)的方法

當(dāng)前的鋼筋混凝土的構(gòu)建主要有五種代表性的構(gòu)建,這種五種構(gòu)建應(yīng)該給定不同的預(yù)期耐久性的使用的參數(shù),這些參數(shù)既包括構(gòu)建的可靠性指標(biāo)隨試用期的辯護(hù)和耐久性的可靠性指標(biāo),還包括使用設(shè)計(jì)的表達(dá)式和那就這件性系數(shù)。

3.4建筑環(huán)境潮濕下的鋼筋水泥的銹蝕度的研究

有很多建筑的初期的建設(shè)可能會受潮濕環(huán)境的影響。潮濕的環(huán)境對鋼筋銹蝕的受剪的構(gòu)建的可靠度的影響十分明顯。耐久化的退化程度必須將這一因素考慮在內(nèi)。在我國50年的使用期限的建筑中,因?yàn)槠谙掭^短,可靠度的變化指標(biāo)較小,可以不考慮這一因素的影響。但是,預(yù)期使用壽命的提高,使得這一因素對建筑結(jié)構(gòu)的耐久性的性能越來越重要。在設(shè)計(jì)時,應(yīng)該盡量考慮這一因素。提高結(jié)構(gòu)的耐久性的措施除了上述提到的方法之外,還有提高混凝土保護(hù)層的厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級的措施。此外,減小水灰比也可以提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。不管采用哪種方式,可靠度的實(shí)際都應(yīng)該減值經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的原則。如果要對鋼筋混凝土的耐久進(jìn)行進(jìn)一步的研究還應(yīng)該加入對鋼筋銹蝕的隨機(jī)性的研究以及粘結(jié)強(qiáng)度退化的影響。

4.小結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的高低,在一定程度上反映了一個國家建筑水平的高低、國家的經(jīng)濟(jì)資源的配置以及社會的發(fā)展情況。提高建筑的可靠性雖然會提高建筑的直接造價,但是會減少后期使用過程中的維修的費(fèi)用,減少對社會財富的二次浪費(fèi)。與此同時,也會減少社會的投資風(fēng)險,創(chuàng)建良好的投資環(huán)境。所以充分考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度的影響因素,探尋科學(xué)有效的、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的提高建筑可靠性的方法,在當(dāng)前建筑的發(fā)展有著重要的意義。我們應(yīng)該向國際化的標(biāo)準(zhǔn)看起,結(jié)合自己的實(shí)際情況,尋找結(jié)構(gòu)造價和結(jié)構(gòu)風(fēng)險之間最優(yōu)的組合。

作者:覃啟團(tuán)單位:廣西來賓