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建筑结构设计可靠度影响因素与比较分析

时间:2025-08-03 01:39:03 浏览次数:

摘要:随着我国经济的快速发展,建筑行业已经成为我国经济发展的支柱型产业。无论在什么时候,住房问题一直都是人们关注的热点问题,随着人民生活水平的提高,对住宅的安全性、可靠性提出了更高的要求。本文就建筑结构相关问题展开讨论,主要阐述建筑设计的概念与分析方法、可靠度受哪几方面因素影响以及提高可靠度的办法。随着我国人口的增加,住房问题越来越紧张。因此对于高层建筑的设计以及其结构强度的校核是十分必要的。

关键词:建筑结构;可靠度;影响因素;比较分析

我国传统的房屋建筑中,木材和石头是主要建造原料,仅仅能起到遮风挡雨的作用。假如发生地震或其它突发性自然灾害,人们连逃跑的时间都没有。因此近年来我国引进了国外先进的建造技术,建筑原材料也变为钢筋混凝土材料,同时也加强建筑设计人才的培养。我国房屋建筑的稳定性正在稳步提升,但其中还存在着很多问题,急需我们改进和完善。

一、可靠度定义和分析方法大致介绍

(一)定义概述

可靠度即建筑稳定性,是一种承受外部结构集中应力的一种能力。设计者在对建筑进行设计时,需要根据施工现场的实际情况进行设计。设计出来的房屋必须通过国家结构性检测,合格以后人们才可以入住。在科学技术飞速发展的现代社会,设计人员将建筑图纸设计好之后,需要经过三维模拟仿真。通过各种应力的测试,根据计算机计算出来的结果判断图纸是否符合施工需求,若符合施工要求方可进行施工。三维建模技术的出现,避免原材料的浪费,为施工单位带来方便的同时也增加了经济效益。

(二)分析结构是否稳定的方法

现阶段我国分析结构稳定性的方法主要有以下几类

1.笛卡尔坐标系法

这种方法主要是依靠迪卡尔坐标系作为依据,通过坐标系我们可以列出相关的矩阵。通过矩阵我们可以求得方差和平均值,为确保计算结果的精确性需要选取多组数据进行重复计算,最终选取分布概率较大的值作为计算结果。

2.一次矩阵法

一次矩阵所对应的坐标是广义的,其计算结果具有广泛性。但这恰恰符合施工过程中的随机性和突发性。计算的各类数据之间都有一定的联系,一次矩阵的优势在于,可以依据计算结果推算出相应的建筑迭代公式。

3.二次矩阵法

这类计算方法主要是根据拉普拉斯定理得来的,是从广义空间到狭义空间的逼近。当我们的计算结果分布图逐渐逼近为一条直线时,就可以得到我们的计算结果。

4.响应分析法

在实际的工程建筑当中,施工者无法直接判断建筑结构的内部情况,这就要通过建筑的外部结构来对内部结构的稳定情况进行推算[1]。这就是响应分析法,在大大降低计算难度的同时使得建筑的稳定性分析得到提高[1]。

二、影响结构可靠性的主要因素概述

(一)荷载对可靠性的影响

荷载是建筑可靠性的主要影响因素之一,建筑时时刻刻都承受著不同的荷载。可能是自然环境造成的,也可能是人为导致的。荷载大小不是固定不变的,它会随着环境的变化而不断改变。活荷载与自然荷载对建筑的影响程度不同,因此对荷载的要求也不同。自然荷载是受到暴雪、大风影响产生的,活荷载是建筑本身集中应力作用下产生的荷载。虽然分类不同,但都对建筑的稳定程度起着非常重要的作用,在进行设计时必须将这两者同时考虑进去。

(二)施工质量对可靠性的影响

工程建筑中,图纸设计没有问题是最基础的,落实工作则是施工单位完成的。在设计没有差错的前提下,施工质量的好坏直接影响到建筑的可靠程度。因此,施工的每个环节我们都不能忽略[2]。包括原材料的选用、施工过程的监管等,这些都影响着后续建筑的使用寿命。需要建立起一套完善的监管体系,将整个施工进度监测起来,这样能够及时发现工程建造中出现的问题并第一时间解决。

(三)抗腐蚀能力对可靠性的影响

现代的建筑人们对其要求很高,不仅要美观大方还要经久耐用。因此,对建筑材料的抗氧化、腐蚀能力有了更高的要求。房屋建筑在建造完成后就要经过长时间的风吹雨淋,其建造材料质量若不过关,将会大大减少其使用寿命同时住户的人身安全得不到保证。

(四)不同荷载组合对可靠性的影响

不同的建筑风格其荷载搭配标准也不同。在设计建筑结构之前,设计人员要根据国家标准,选出最合理的荷载搭配方式。最不利荷载效应的组合在控制整个建筑结构稳定性方面起着至关重要的作用,最不利荷载的大小决定着建筑可靠性程度的高低。

三、对比可靠度的指标及提升可靠性措施

(一)设计规范程度的对比

可靠性良好的建筑能够增加建筑寿命,且为人们的安全提供一定保障[3]。在结构方面,自我修复是对可靠性的新要求。对比可靠性的第一指标是看设计图纸的规范程度,规范化的设计将国家标准作为参考,并能够考虑到施工地点的实际情况。

(二)荷载均值大小的对比

好的建筑设计,其能够承受的外界荷载远比低劣的建筑好的多。建筑结构各异,每部分所能承受得荷载也不尽相同,因此我们去荷载平均值来评价建筑的好坏。荷载也分名义值和实际值,名义值是工作人员通过理论模型推导计算出来的,具有一定的参考价值。

(三)如何提高结构稳定程度

一座建筑是靠这整体结构的支撑才能居住,结构越合理其使用时间就越长。提高结构稳定性才能从根本上提高建筑的可靠性,对此可通过以下几方面入手。首先,选用材料方面根据国家标准,在经济允许的范围内选择抗氧化能力较强的材料;其次对混凝土的质量严格把关,保证搅拌充分,在施工时减少墙内空隙;最后根据不同的建筑风格设计思路也要转变,因地制宜,因时制宜[4]。

四、结束语

经过几千年的不断发展,建筑已经成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。对建筑可靠性的提升一直是相关工作人员不懈奋斗的目标。本文针对可靠性问题主要介绍建筑设计的概念与分析方法、可靠度的影响因素以及提高可靠度的办法,为设计人员提供一定的参考。

参考文献:

[1]覃启团.建筑结构设计可靠度的影响因素探讨[J].科技致富向导,2014,(14):213-213,243.

[2]解耀魁.工程结构通用可靠度设计与评定方法[J].技术与市场,2011,28(10):118-119.

[3]赵爽奇.建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究[J].知识经济,2014,03(02):90.

[4]段佳琦.浅谈对建筑结构设计的认识[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2010(11).

(作者单位:辽宁冶金设计研究院有限公司结构部)

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