浅谈建筑结构设计的可靠度

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1、浅谈建筑结构设计的可靠度    摘要：我国现行结构设计标准的低可靠度原则已不能适应当前国情，提高我国建筑结构设计的可靠度水平将有利于生产、生活水准的改善，有利于国民经济发展，也符合建筑物业主的利益和要求。本文阐述了建筑结构设计可靠度的概念，分析了我国结构设计可靠度的现状，探讨了现行结构可靠度设计的改进措施和实用方法。 关键词：建筑结构设计可靠度现状改进措施实用方法 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 结构设计可靠度的高低, 是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构设计可靠度时, 结构的直接

2、造价将有所提高,而维修费用将减少,投资风险亦将减少;如果降低工程造价, 则维修费用和投资风险都将提高。所以,确定建筑的结构设计可靠度,实际上是在结构造价与结构风险之间权衡得失,寻求最优的选择。 一、建筑结构设计可靠度的概念 从事建筑结构设计的基本目的, 是在一定的经济条件下, 赋予结构以适当的可靠度, 使结构在预定的使用期限内, 能满足所预期的各种功能要求, 一般来说, 建筑结构必须满足的功能要求是: 1、能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用, 且在偶发事件中, 仍能保持必须的整体稳定性, 即建筑结构需具有的可靠性。 2、在正常使用时具有良好的工作性能, 即建筑结构需具有的适用性。 3、

3、在正常维护下具有足够的耐久性。上述可靠性、适用性和耐久性, 是建筑结构可靠(或安全)与否的标志, 总称为结构的可靠性, 对这些性能的度量, 即结构在规定的时间内, 在规定的条件下, 完成预定功能的概率, 称为结构的可靠度(或称安全度)。 二、我国结构设计可靠度的现状 自2 0 世纪50 年代以来, 我国建筑结构的设计方法, 经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化. 但在结构设计可靠度上一直没有大的变化, 与国际通用设计标准相比始终处于低水平的可靠度。在结构设计标准中, 可靠度主要表现为可靠系数(容许应力法、破损阶段法)、分项系数(极限状态法)和可靠指

4、标(概率极限状态法)同时还与其它许多因素有关, 如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。 以混凝土结构为例, 比较一下我国混凝土结构设计规范(G BJ Io 一8 9) 与国外规范在设计可靠度上的差别, 就可看出其可靠度偏低。例如: 在构造规定上, 我国规范规定柱子压筋的最小配筋率为0. 4 % , 比前苏联194 9 年的规范0. 5 % 还要少, 从总体上看, 我国规范中梁的拉筋和柱压筋的最小配筋率比国外约低50 % 以上。国外对梁的压筋大都有最小配筋率要求, 而我国无此规定。其它诸如箍筋最小配筋率、箍筋间距、配筋最小直径、混凝土保护层

5、厚度等构造要求也普遍比国外标准所要求的低。在荷载取值上, 与国外相比, 恒载的标准值相差不大, 而荷载就有很大差异。从总体来看, 美国的楼层荷载标准值平均比我国大50 % 综上所述, 我国建筑结构可靠度的现状是: 设计规范取用的荷载值比国外低, 材料强度的取值比国外高, 所用结构承载力计算公式的可靠裕度比国外低, 甚至在个别情况下偏于不可靠, 对结构的构造规定又远比国外要求低. 也就是说, 在设计结构可靠度的各个环节中. 几乎没有一个环节比国外更偏于可靠的。 三、现行结构可靠度设计的改进措施 针对现行设计方法存在的缺陷，本文提出了对现行设计方法的改进方法。首先研究用可变荷载分项系数的变化来考虑