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建筑結(jié)構(gòu)安全水平的合理設(shè)置初探
建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物(包括構(gòu)筑物)中，由建筑材料做成用來(lái)承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。建筑結(jié)構(gòu)因所用的建筑材料不同，可分為混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、輕型鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)等。
摘要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑技術(shù)也得到了空前的發(fā)展和進(jìn)步，因此提高建筑結(jié)構(gòu)安全水平已經(jīng)成為建設(shè)現(xiàn)代建筑的一種必然趨勢(shì)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全水平進(jìn)行合理設(shè)置不僅是在關(guān)心人民居住環(huán)境的安全，更是體現(xiàn)了現(xiàn)代化建筑的進(jìn)程。本文先是從建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)決策理論和準(zhǔn)則方面入手，后又從目標(biāo)可靠度方面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全水平進(jìn)行了詳談。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);合理設(shè)置;安全水平
一、前言
建筑結(jié)構(gòu)的安全水平是衡量一個(gè)結(jié)構(gòu)的重要質(zhì)量指標(biāo)，是國(guó)際結(jié)構(gòu)可靠性討論的熱門(mén)話題，更是一個(gè)至今沒(méi)有取得一致見(jiàn)解的問(wèn)題。實(shí)際上，一個(gè)國(guó)家的建筑結(jié)構(gòu)安全水平的設(shè)置于本國(guó)的工程實(shí)踐和現(xiàn)有的規(guī)范水平息息相關(guān)。眾所周知，由于一些歷史性的原因，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)安全水平仍處于較低水平，新中國(guó)建立以來(lái)功能是出現(xiàn)了下滑的趨勢(shì)，與我國(guó)飛速上升的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平形成了巨大的反差。面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全水平上存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，我國(guó)往往把研究的重點(diǎn)放在正常使用階段，而忽略了出現(xiàn)較高風(fēng)險(xiǎn)率的老化階段和建造階段。如果想要降低建造的成本，就需要降低用鋼量，這樣做的結(jié)果不僅會(huì)給施工帶來(lái)很大的難度，還會(huì)使結(jié)構(gòu)的耐久性變差，無(wú)形之中增加了維修加固的費(fèi)用。
二、建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)決策理論及準(zhǔn)則
目前，建筑工程結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)決策原則主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，建筑的經(jīng)濟(jì)消耗降到最低;第二，建筑的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。為了使建筑工程的經(jīng)濟(jì)消耗情況降到最低，應(yīng)該做到從正常使用、平均風(fēng)險(xiǎn)率建造、老化這三個(gè)階段來(lái)減少結(jié)構(gòu)消耗。近年來(lái)，大多把消耗最低的經(jīng)濟(jì)成本作為確定建筑結(jié)構(gòu)安全水平的原則。最高級(jí)的建筑結(jié)構(gòu)安全水平的決策模型是按照建設(shè)時(shí)間軸的設(shè)定來(lái)展開(kāi)的，必須要考慮到一下幾個(gè)方面的問(wèn)題：首先，要考慮的是建筑結(jié)構(gòu)的性能會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間的推移，使得在建筑維修方面帶來(lái)不可避免的問(wèn)題。在此階段如果不進(jìn)行維修或者維修工作沒(méi)有做到全面，很有可能是建筑結(jié)構(gòu)在有效使用年限內(nèi)因維修不當(dāng)而造成巨大損失，進(jìn)而增大建筑設(shè)計(jì)的總費(fèi)用;此外，如果進(jìn)行過(guò)度維修就有可能造成建筑結(jié)構(gòu)維修費(fèi)用過(guò)大，也會(huì)增加建筑結(jié)構(gòu)的總費(fèi)用，從而導(dǎo)致建筑維修過(guò)程中出現(xiàn)不科學(xué)、不經(jīng)濟(jì)的情況。所以，建筑結(jié)構(gòu)安全水平的風(fēng)險(xiǎn)決策理論必須要合理，以最優(yōu)的維修策略作為基礎(chǔ)，確定建筑結(jié)構(gòu)最合理的安全水平。
自從改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平得到了飛速的發(fā)展，然而我國(guó)建筑安全水平卻出現(xiàn)了明顯的下降趨勢(shì)，與我國(guó)高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)形成了鮮明的反差。歸根結(jié)底在于，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)安全水平的設(shè)置存在不合理的地方，以往那種只考慮建筑結(jié)構(gòu)正常使用時(shí)的安全水平已經(jīng)滿(mǎn)足不了現(xiàn)在的需要，更不能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體安全水平作出全面的評(píng)估。
三、建議的目標(biāo)可靠度
3.1目標(biāo)可靠度的確定原則
近年來(lái)，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)安全水平要不要提高已經(jīng)不再是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，而建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)置提高的幅度已經(jīng)變成了現(xiàn)在所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。幾乎是所有的國(guó)家在保證其正常發(fā)展的基礎(chǔ)上，在建筑結(jié)構(gòu)安全水平設(shè)置上都是根據(jù)本國(guó)的建筑工程實(shí)施情況來(lái)進(jìn)行逐漸提高的。自從新中國(guó)成立以來(lái)，已經(jīng)有了半個(gè)多世紀(jì)的建筑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，雖然整體安全水平還是讓處于較低的水平，但是從整體看來(lái)，建筑結(jié)構(gòu)安全水平的發(fā)展情況還是比較令人滿(mǎn)意的。由于在一定范圍內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)在最佳狀態(tài)下的安全水平?jīng)]有經(jīng)濟(jì)總消耗反應(yīng)敏感，因此就需要相關(guān)工作人員對(duì)如何合理提高安全水平這一問(wèn)題進(jìn)行研究和探索。
從風(fēng)險(xiǎn)這一角度看來(lái)，相對(duì)經(jīng)濟(jì)消耗來(lái)講結(jié)構(gòu)的安全水平反應(yīng)不敏感，并且不同的安全設(shè)置水平對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)大小也不是一樣的。如果出現(xiàn)同樣的經(jīng)濟(jì)損失的情況下，結(jié)構(gòu)失效的概率越大，所帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的概率就越高。同理，如果建筑結(jié)構(gòu)失效的概率保持不變，那么經(jīng)濟(jì)損失的概率增加，相應(yīng)額風(fēng)險(xiǎn)的概率也會(huì)增加。隨著人民的需要和國(guó)家的發(fā)展，必須降低人民所要承受的風(fēng)險(xiǎn)，至少要保證現(xiàn)在國(guó)家和人民所承受的風(fēng)險(xiǎn)一定不要比建國(guó)初期人們所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)要高。這是最低的底線，也是確定目標(biāo)可靠度的最低取值和最低原則。
3.2目標(biāo)可靠度的經(jīng)濟(jì)原理
如果要使不一樣的技術(shù)方案在相同的基礎(chǔ)之上進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較，就需要存在相同的可比原理。在評(píng)價(jià)某一具體方案時(shí)，可按照相同的可比原理對(duì)各種技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整，使各方案之間出現(xiàn)可比性，然后再進(jìn)行技術(shù)方案的選擇和評(píng)價(jià)。本文為了使不同時(shí)期的建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)水平可以進(jìn)行相互比較，因此考慮使用可比原理，建筑結(jié)構(gòu)損失取為其保護(hù)的財(cái)產(chǎn)價(jià)值和建筑結(jié)構(gòu)本身的價(jià)值，即對(duì)不同時(shí)期的國(guó)民生產(chǎn)總值分別進(jìn)行宏觀分析，從而反映出服務(wù)生產(chǎn)和貨物生產(chǎn)的規(guī)模和變化。
3.3目標(biāo)的可靠度
現(xiàn)在，國(guó)家規(guī)定相關(guān)人員的思路應(yīng)該是將安全水平在原有的基礎(chǔ)之上做了進(jìn)一步提高，這樣做不僅可行度較高，還是一個(gè)尊重工程實(shí)踐、符合國(guó)際慣例的合理思路。但是我們應(yīng)該看到要想大幅度提高建筑結(jié)構(gòu)的安全水平就應(yīng)該在現(xiàn)有基礎(chǔ)之上進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)置。雖然現(xiàn)在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的安全水平已經(jīng)有所提高，但是提高的幅度還是不夠，也就是說(shuō)，按照現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)安全水平設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋混凝土的抗彎結(jié)構(gòu)比建國(guó)初期抗彎破壞所存在的風(fēng)險(xiǎn)還要高，因此需要把建筑結(jié)構(gòu)抗彎失效的概率在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上再降低一個(gè)層次。對(duì)于現(xiàn)有的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來(lái)說(shuō)，套用校準(zhǔn)方法得來(lái)的指標(biāo)數(shù)據(jù)還沒(méi)有能很好的適應(yīng)現(xiàn)行的規(guī)范，仍然處于取值偏低的狀態(tài)，還有待于提高。二級(jí)決策模型、風(fēng)險(xiǎn)決策準(zhǔn)則、目標(biāo)可靠度的最低準(zhǔn)則以及計(jì)算原則，可以進(jìn)行擴(kuò)大，比如：擴(kuò)大到鋼筋混凝土構(gòu)件以外的其他構(gòu)件，按照這種辦法對(duì)現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)安全水平的合理設(shè)置提出成套的完整的修改意見(jiàn)。
四、總結(jié)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度不斷提高，人類(lèi)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全水平的要求也變得越來(lái)越高。眾所周知，建筑結(jié)構(gòu)的安全水平應(yīng)該盡快追上經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，任何一個(gè)國(guó)家的建筑結(jié)構(gòu)安全水平設(shè)置都要充分考慮到工程實(shí)踐的影響，不斷的根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改善和提高。雖然在長(zhǎng)期的探索實(shí)踐中，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)安全水平在合理設(shè)置方面取得了顯著的成效，但是與國(guó)外那些發(fā)達(dá)的國(guó)家相比較，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)安全水平設(shè)置在質(zhì)量、技術(shù)、監(jiān)管等方面仍然存在著許許多多的不足之處。因此，我國(guó)仍需要加大對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全水平合理設(shè)置的力度，提高建筑結(jié)構(gòu)和建筑工程的建設(shè)質(zhì)量不僅是城市化發(fā)展所面臨的重要問(wèn)題，還是發(fā)展城市化建設(shè)的方向。
參考文獻(xiàn)：
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