建筑结构设计可靠度的影响因素与比较.pdf

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1、经验交流建筑结构设计可靠度的影响因素与比较史亚娜(北京中元建文建筑设计有限公司，北京100000)摘要：随着我国经济和信息技术的不断发展。建筑结构设计的可靠度理论和水平将面临着新的挑战。本文将要介绍的是建筑结构设计可靠度的基础以及其影响因素，对比了我国建筑结构设计可靠度与国外建筑设计的可靠度。关键词：建筑结构；可靠度；影响因素；对比中图分类号：TU311．2文献标识码：A文章编号：1674--3024(2016)21—186__02刖舌建筑结构设计可靠度的高低，能够反映一个国家经济发展水平与社会财富积累，资源的利用状况，以及设计施工技术水平与材料质量水准。同时结构设计可靠度在工程建设中有

2、着不可替代的作用，所以要加强对建筑结构设计可靠度的研究。将结构失效模式的失效构件合成一个并联子系统，就可以计算出结构体系飞失效概率了：p{：文A羁ji={那么符合结构构件和整体可靠度要求的设计就可以表达1建筑结构设计的可靠度的基础为1．1建筑结构的构建可靠度设计基于荷载和抗力随机性的统计分析和模型化，构建的功能函数也是随机变量的函数，表示为：Z=g(Xt，Xz，X3．．⋯·X。)上述式子中X。，X2，X3．．⋯·X。是荷载、抗力或者它们的影响因素等随机变量。功能函数能够简单明确的表示出构建的安全准则、极限状态以及失效准则。与安全准则对应的是Z>0的时候，与极限准则对应的是Z=0的时候，与

3、失效准则对应的是Z<0的时候。符合Z>0与Z<0的概率就是构件函数Z描述的功能的可靠度和失效的概率。构件可靠度可靠度可以表示为：Ps=Pk(X-，X2，X3．．⋯·X。)>0}结构的可靠度设计是要按照相关的规定，科学准确的确定结构形式、结构材料和结构尺寸，然后使所有的结构构件可靠度能够符合期望的可靠度水平：Psi一>瞰】(i=1，2，3，⋯⋯，m)当功能函数z是线性，各随机变量Xi(i=1，2，3，⋯⋯，m)是正态随机变量，那么功能函数z的结构构件可靠度Ps与下面可靠指标B有一一对应的关系。B可以表示成：对于非线性功能函数、非正态随机变量的情况，可以通过验算点法将其与IS对应起来于是结构

4、的可靠度设计就转化成为用可靠指标表示的设计，表达式是：B。≥[13】(i=1，2，3，⋯⋯m)上述表达式中IS。指的是构件的实际可靠指标，【13】指的是目标可靠指标。1．2结构体系可靠度设计结构设计需要符合构件的可靠度的需求，还要符合结构整体的可靠度需求，这是结构设计发展的必然趋势。结构整体的可靠度分析将结构的失效模式当作根本，结构的失效模式由若干失效构件组合而成，表达式为：鼽蕊：，^辩{々{上述式子中薅={Zi<0}，说的是第j个构件的失效事件。186建筑建材装饰Pt>，pJfi=1．王p*>{p≈‘～j上述式子中的P==I-Pa，是结构体系可靠度，Ⅱ匕】是与之相对的目标可靠度。对结构

5、体系可靠度的分析要遇到两个问题：一个是结构的失效模式不少，很难查询，另一个就是每个失效模式都有一定的联系，增加可靠度计算的难度。这就需要有关人员对其进行仔细研究，找出解决这两个问题的对策。2建筑结构体系可靠度的影响因素基于仅仅两个基本变量：抗力R和荷载效应s构建的功能函数可以表示成：Z=R-S上述式子中S和R是相互不影响的正态随机变量，那么机构可靠度的指标就可以表示成以下的表达式：。‰一氓≯=—≮兰；尝0a矗+o；上述式子中斗和盯是相应下标量的均值和标准差，那么随机变量s与R的概率密度函数关系图可以表示成：荷载PB和抗力PR概率密度及关系2．1目标可靠指标在既定的抗力R和荷载效应S下，综

6、合上述荷载P。和抗力PR概率密度及关系图中可以明确的得出，目标可靠指标[B]是规定荷载效应和抗力的概率密度PR和P；搭接的面积。【p】是影响结构设计可靠度水平和结构安全水平的指标。GBJ68—84规定的结构设计标准，同世界上大多数国家一样【13]都是在既定荷载和抗力的概率分布情况下，通过核准原来规范安全系数来确定。2．2可变荷载水平与分布参数在同样的目标可靠指标下，对于荷载设定大小设定不一样的化，结构设计可靠度水平也会不一样。通过荷载水平的影响，可变荷载占据主要地位。可变荷载能够分成两种：一种是露面活荷载。楼面活荷载主要是通过规划基准期内荷载均值的大小。另一种是自然环境荷载。自然环境荷载

7、和基准期的长短成正比，荷载水平随着基准期的增长而越高。可变荷载概率分布参数能否准确确定，也会影响结构设计的可靠度。如果假设上述荷载P。和抗力Pn概率密度及关系图中的虚线是实际的荷载效应，而实现是根据【8】的规划而期望的荷载效应，那么得出的结构就不会具备设定的可靠指标【B】。2．3抗力衰减环境荷载疲劳也与环境腐蚀、累计损伤和材料老化有关系，构件的抗力会随着时间的递进而变弱，可以表示成：对建筑结构设计可靠度的影响因素除了上述的外还有工程