建筑结构设计可靠度的影响因素探讨

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  【摘 要】 近年来,针对复杂的建筑结构进行精细化的结构分析与设计已经成为结构工程未来发展的一个重要走向,而目前,建筑结构的安全有着至关重要的地位。建筑结构的安全因素来源于多个角度,可以说建筑的安全度考虑,是确保建筑工程建设工程质量管理的关键,本文就强化建筑结构设计安全性的意义、建筑结构设计可靠度的影响因素分析、影响建筑结构设计的一些因素及设计建筑抗震结构的具体策略进行分析。
  【关键词】 建筑结构设计;可靠度;影响因素;探讨
  引言:
  建造结构设计阶段是建筑工程项目规划与实际实施的关键阶段,其内容涵盖了结构细部、屋盖系统、维护结构以及基础结构等方面,是项目工程经济与技术处理的关键性环节。项目工程人员在设计阶段要充分考虑到上述基础内容的造价、受力以及布置等多方面的因素,在满足建筑设计功能的同时,实现经济效益的最大化。为了满足经济效益与目标功能的实现,结构造价就在建筑项目工程造价中发挥了关键性作用。既要保证建造的功能的实现,又要考虑建筑的受力要求,在经过优化设计及布局后,合理地进行工程造价分析,保证建筑的安全与效益的结合,为此,工程造价具有重要的现实作用。
  一、强化建筑结构设计安全性的意义
  1.适当的安全设备在在建筑工程的整体造价中与其他相比比例相当小,甚至可以说不会影响建筑工程的总造价,然而安全设备的购置和安全度的考虑,却能够有效提高建筑工程整体的质量。所以说提高建筑结构设计的安全度,是满足现代建筑需求的重要举措,也是现代建筑发展的必经方向。
  2.目前大多数建筑工程在提高建筑结构耐久性的投入并不是非常多,保证建筑结构设计的安全性,加大安全性设计的投入,却能够有效延长建筑整体的使用寿命,降低工程工作量。
  3.提高其结构设计的安全度考虑,对我国建筑产业的发展来说是一个良好的发展平台。通过提高优化现代建筑的结构设计,强化建筑材料、施工工艺的高水准控制,都将有效会提高结构安全度。
  4.结构设计的安全度,对于建筑风险控制,以及施工安全的控制有着影响,并且这些都会造成工程的额外成本输出。因此,建筑结构的设计安全度程度,直接影响着工程造价的控制,以及工程质量的控制。
  二、建筑结构设计可靠度的影响因素分析
  (一)可变荷载水平和分布参数
  在建筑结构设计中,对于设定的荷载大小的不同,其建筑结构设计的可靠度也是不同的。在有关的荷载水平影响下,占主导地位的就是可变荷载。可变荷载一般可以分为两大类。一类是楼面的活荷载。另一类是自然环境的荷载。自然环境荷载主要包括以下几个方面:雪载、风载等相关的受到自然规律的所支配的荷载。对于楼面活荷载的要求,主要是对基准期内的荷载均值的大小进行相关的设计[1]。对于自然环境荷载的要求。一般是与基准期的长短有关。由于自然环境的荷载一般是按照年的最大值进行统计的,其基准期越长,荷载的水平就越高。可变荷载概率的分布参数其确定的准确的程度,也会影响到结构设计可靠度。
  (二)结构设计的可靠度基础
  建筑结构必须满足正常施工、正常使用和正常维护下的安全性、适用性和耐久性等各项功能要求。这些功能要求就是结构的设计准则,通常用极限状态来表示。极限状态是结构功能是否满足要求的”分界线”。构件的极限状态可以用荷载与抗力的临界平衡来描述;结构整体的极限状态通常用构件极限状态的组合或结构失效模式的临界状态来描述。结构的可靠度分析与设计理论,主要是基于人们对结构的荷载(或作用)和构件的抗力(或影响抗力的因素)的随机性认识而产生和发展的。可靠度理论更加真实、客观地反映了结构的功能特性,因而使结构设计扎根于坚实的理论基础,更加科学,更加符合客观实际。
  三、影响建筑结构设计的一些因素
  (一)建筑结构设计的基本因素
  建筑结构设计是一项负责的设计工程,因为高度等众多条件的限值,需要综合考虑建筑施工场地的地质条件、楼层上部结构的类型、房屋的高度、施工技术和施工条件等因素。除此之外,还要分析建筑物周期建筑和底下结构的类型,保证建筑物不能发生塌陷和偏移等情况。经过科学分析设计得出最佳的结构设计方案,并且保证建筑物不能对周围建筑造成任何影响。而且,建筑的地基埋入地层的深度要经过严密核算,保证上部结构的稳定性,避免出现倾斜等现象,要保证建筑物的主体结构和地面作用力保持垂直的状态。
  (二)短肢剪力墙的设计
  在目前的建筑设计中,国家对于建筑结构设计中的短肢剪力墙设计非常重视,在目前新的国家建筑规定中,也对短肢剪力墙的设计做出了明确的规定,并且对于短肢剪力墙也给出了明确的定义。短肢剪力墙的设计要求也有明确的设计原则,一般主要要求厚度和高度的设计在5墙和墙之间,如果涉及到建筑结构设计的具体应用,尽量可以使用短肢剪力墙的设计原则。
  (三)嵌固端的设计
  建筑结构设计的嵌固端一般出现在2层或者2层以上的地下室顶板之上,也可以设计到2层或者2层以上的人防顶板的上面。如果在具体的设计中,设计师因为忽视其中任何一个因素都可能会导致后期建筑的安全性,带来一定的安全隐患。因此,嵌固端作为建筑结构设计中的稳定部分,需要重点研究和设计,相对于建筑结构设计来说,位于底层的嵌固端起到了非常重要的作用,对于稳定地基非常有利。
  (四)结构规则性的设计
  在现代的新型结构设计中,建筑结构的规则性设计中有了一些明确的规定,比如建筑结构刚度方面的对比性和一些平面设计规则性的要求。我国的建筑法规中虽然做出了一些要求,但是在实际的建筑设计中仍然有一些违章行为的发生,进而造成目前建筑质量出现严重问题。因此,对于建筑结构规则设计的案例中,为了避免出现一些建筑单位出现后期修改图纸的现象,对于一些已经设计完成的施工图纸和施工方案都需要严格按照建筑结构设计的具体规定来执行,严谨出现私自改图或者擅自改变施工方法的现象出现。在具体的结构设计中,要严格依靠计算工具来分析,促进建筑的质量提高。
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