基于系统可靠度指标的建筑框架结构设计

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【摘 要】本篇文章通过对结构体系的抗力调整法进行简要的叙述,引起建筑框架结构的可靠性设计问题,结构体系的抗力调整法将建筑物结构体系的可靠性分析以及可靠度调整这两环节分两步独立完成,因此,要想实现对建筑结构的可靠性设计,我们需要对建筑物结构体系的可靠性分析以及可靠度调整进行分别地了解与掌握.

【关 键 词】系统可靠度指标；结构体系的抗力调整法；建筑框架结构设计

建筑框架结构的设计的主要目的在于用较为经济的途径达到建筑的预期功能要求,而可靠度指标作为满足建筑功能要求的控制参数,对建筑框架结构的设计具有重要的影响.随着我们国家科学技术的不断发展,建筑结构在可靠性分析领域的发展也越来越迅速,但是,目前建筑框架结构的设计所依据的规范大多只注重于可靠度计算,并没有考虑到建筑框架结构的系统性,因此,其设计的成果无法较为准确地反映出建筑框架结构的整体可靠性.本文利用结构体系的抗力调整法将建筑物结构体系的可靠性分析以及可靠度调整这两环节分两步独立完成,并且把可靠指标与目标可靠指标两者的比值作为抗力调整的依据,按照依据显示对建筑框架结构的各失效模式进行可靠度方面的分配与调整,从而按照结构体系的可靠度指标这一参数对建筑框架结构进行直接设计.

一、结构体系的抗力调整法

所谓的结构抗力调整方法主要是指一种较为实用的、对结构体系的可靠度进行近似计算的方法.结构体系的抗力调整法主要根据结构体系、结构的失效模式以及结构的构件这三者所具有的失效概率的相互关系,把结构体系的可靠性设计过程科学、独立地分成建筑结构体系的可靠性分析以及建筑结构体系的可靠度调整这两步完成,并且该方法较为合理的解决了对结构体系的可靠度的分配以及调整问题,将结构体系所具有的可靠性分析以及建筑框架结构的设计过程直接联系在一起,实现了建筑结构的可靠性设计目的.

结构体系的抗力调整法对于工程结构的设计以及建筑结构的检验来说,其实行过程较为简便、实用,计算的精度也符合一定的科学要求,具有一定程度的使用价值.然而,由于我们国家科学技术发展起步较晚,国家对于建筑结构的可靠度的探索程度还不能满足实际的需要,因此,利用结构体系的抗力调整法大力发展我们国家的建筑结构可靠性设计是未来建筑工程的设计人员需要重视的主要问题.

二、建筑框架结构的可靠性设计

一般情况下,我们可以分别从建筑结构体系的可靠性分析以及建筑结构体系的可靠度调整这两部分对建筑结构体系的可靠性设计进行描述.这几年,国内外相关领域对于结构体系的可靠性分析使用的方法多种多样,但是,如何直接利用得到的可靠性分析的结果对结构体系的可靠性设计进行施工,都还没有较好的解决办法.现如今,我们还只能对建筑结构构件所具有的可靠度实施调整,然后进行重复性试算,直到满足一定要求为止.然而,这种方法的操作不但繁琐,而且给结构构件的可靠度的调整以及分配工作带来一定程度的盲目性.

为了解决结构体系的可靠度的分配以及调整问题,我们提出了结构体系的抗力调整法,该方法是一种较为实用的、对结构体系的可靠度能够进行近似计算的有效性手段,它将结构体系的可靠性分析以及结构的设计过程直接联系在一起.通过实际操作,该方法将建筑框架结构作为了主要的研究对象,并且其计算的原理也完全适用于具有不同的失效准则的建筑框架结构的可靠性设计中,因此,对建筑框架结构的可靠性设计具有重要的使用价值.若建筑框架结构所具有的目标可靠指标已经做了有关的规定,则该方法就可以直接对建筑框架结构进行设计.

为了提高建筑框架结构在设计过程中的工作效率,设计人员在实行设计之前需要依据自身经验,在理解、运用系统效应的基础上,对建筑框架的结构是否需要实行结构体系的可靠性计算作出初步地判断.对于一般的建筑框架结构的设计来说,要想让该可靠性设计法完全符合设计工程的要求,就需要确保建筑结构体系的可靠性分析以及建筑结构体系的可靠度调整这两个过程独立、有效的进行.

三、结构体系的可靠性分析

(一)主失效模式的计算方法

通过利用一次二阶矩法,分别计算出各失效模式所具有的失效概率以及各失效模式之间的相关系数,并且依据各失效模式所具有的失效概率的限值以及其相关性的判别系数,科学地删去较为次要的失效模式,最终得到主失效模式的计算公式如下：