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摘 要:主要分析了结构体系抗力调整法,对建筑框架可靠性设计问题进行研究,结构体系抗力调整法主要是分析可靠性和可靠度,所以,在进行可靠性设计时,需要分析建筑结构体系可靠性,并掌握可靠度调整的情况。
关键词:系统可靠度指标;建筑框架;结构设计
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)12-0061-01
1 建筑框架结构设计的原则
1.1 注重重要结构
在建筑框架中,构件具有不同的作用,结构体系主要是由构件构成,根据构件的重要性,分析设计的重点。结构构件对外力具有抵抗的作用,当遇到较大的外力破坏时,需要确保重要的构件不会受到损害,因此,在设计环节就需要区分构件的重要性,分析主要构件以及次要构件,在设计的过程中,结构构件的受力必须具有差异性,否则会损失严重。
1.2 注意使得结构体系实现平衡
建筑框架在进行结构设计时,需要注意的一点是刚柔并济,若结构过于刚,变形能力比较差,若过于柔,结构会比较脆。建筑框架受到外来破坏力时,会容易受损。因此,在设计时,需要注意结构的刚度,刚柔相宜。
1.3 减少结构风险
建筑结构设计需要注意设置防线,减小结构风险,在出现突然情况时,抵抗力结构联合发挥抵抗的作用,并互相的支撑,简单的类比就是物体由高处下落,在下落的过程中如果具有多层阻碍物,对下落的速度起到缓冲的作用,物体下落以后,就会减少损伤。当在结构中设置防线时,就会起到缓冲的作用,建筑结构受损情况要降低很多。在设计过程中,结构重心需要分散,不能集中在某一个构件上,需要设置多道防线。
1.4 结构成为整体
建筑结构框架体系需要是整体,在结构体系中不会存在关节,外力能够得到有效的消除。前三项原则的实现需要以整体性为基础。设计者在进行设计时,需要注意整体性原则。
2 建筑框架结构可靠性设计分析
结构体系抗力调整法主要指的是近似估算结构体系可靠性,抗力调整法主要是结合结构体系、失效模式、结构构件三者的失效概率关系,分为两步:第一,可靠性分析;第二,调整可靠度。
结构体系抗力调整法在设计工程和建筑结构中,实际操作的过程相对简单,具有很高的实用性,计算的精度和实际要求具有很大的契合度,体现出使用价值。但是,我们需要注意的是,和发达国家相比,我国的科学技术发展相对较晚,国家在研究可靠度方面还存在不足,不能完全的应用到实际的设计工作中,所以,在未来的科学发展中,设计人员需要加强研究结构体系抗力调整法。
在多数情况下,在描述建筑框架结构可靠性设计时,通常是分析可靠性、调整可靠度。近几年来,国外以及国内在分析结构体系可靠性方面,采用的方法比较多。然而,对于可靠性分析结果,现在还没有有效的方法直接应用到施工中。现在的情况是,调整结构构件可靠度,并不断的进行计算,直至符合设计的要求。但是,应用这种方法,操作的过程比较繁复使得调整可靠度、进行工作分配具有一定的难度。
在当前情况下,对于上述问题的解决主要是依靠结构体系抗力调整法,这种方法比较实用,在进行可靠度计算时,应用的是近似计算的方法,把可靠性分析、设计过程相互联系。进行实际的操作,结构体系抗力调整法主要的研究对象是建筑框架结构,计算原理在可靠性设计中适用的情况比较多。对于建筑框架结构进行可靠性设计而言,结构体系抗力调整法使用价值比较高。当规定建筑框架结构目标性可靠指标以后,结构体系抗力调整法可以在建筑框架结构设计中直接的运用。
要想提高建筑框架结构设计的效率,在开展设计工作之前,设计人员需要结合自身的实际经验,合理的运用系统效应,然后判断建筑框架结构需不需要进行可靠性计算。在一般情况下,进行建筑框架结构设计时,若要使得可靠性设计的方法和工程设计要求相符合,就必须让建筑结构体系可靠性分析和可靠度调整分开进行,保持两个过程的独立性以及有效性。
3 建筑框架结构设计可靠性分析
可靠性分析的方法主要是分为两种:第一,主失效模式计算方法;第二,失效概率计算方法。
3.1 主失效模式计算方法
主要是应用一次二阶矩法,計算失效模式失效概率,分析失效模式相关系数,结合失效模式失效概率限值,根据相关性判别系数,将不重要的失效模式删除,经过上述操作,最后的计算公式是:
对计算公式进行分析,主失效模式和失效率具有一定的关系,在公式中,Pf(S,F,M)i表示的是建筑结构失效模式失效概率,Pf.l(F,M)表示的是失效概率限值。
3.2 建筑结构失效模式失效概率计算方式
要想实现主失效模式的计算,首先需要了解建筑结构失效概率,在一般情况下,串联主失效模式,使之成为系统,然后把系统看作是失效概率计算模型。
4 调整可靠度
4.1 计算失效模式容许失效概率值
对结构体系容许失效概率进行深入的分析,就会计算出和失效模式相对应的失效概率,计算公式为:
在这个公式中,n的意义是和建筑结构失效模式失效概率限值相对应的主失效模式相比,失效概率比前者高的数量。
4.2 计算抗力调整系数
失效模式都有目标可靠指标,主失效模式也会有对应的可靠指标数值,通过相关的计算,就会知道主失效模式对应结构体系抗力调整系数,当对抗力进行一系列调整以后,主失效模式失效概率的关系表现为:Pf(S,F,M)i小于等于Pfx(F,M);,在这个公式中,Pfx(F,M)表示的意义是失效模式容许失效概率值,指的是失效模式对应目标可靠指标。
4.3 验算结构体系失效概率
在对结构体系失效概率进行调整以后,当调整以后的数值符合相关的规定时,各个失效模式会对应结构抗力调整系数,我们需要依据这个系数,调整结构构件抗力,并且调整结构构件几何参数,对材料特性做出一定的修改,整个的体系就已经完成设计。
5 结语
在关于建筑框架结构可靠性设计方面,结构体系抗力调整方法比较有效,实用性比较强,对可靠度实行近似计算。据我们的了解,国内外的相关专家在可靠度理论以及方法方面做出研究,研究成果比较理想。根据我国的现实情况,可靠度理论应用比较多,并且能够在建筑框架结构设计中起到很大的作用。但是,我们需要注意的是,和发达国家相比,我国的科学技术发展相对较晚,国家在研究可靠度方面还存在不足,不能完全的应用到实际的设计工作中,在未来,还需要投入大量的人力以及物力,加强研究,争取取得理想的成果。
参考文献
[1] 杨月圆.建筑框架结构设计技术分析[J].科技风,2013(03).
[2] 郭明瑞.建筑框架结构设计[J].商品与质量:学术观察,2013(05).
关键词:系统可靠度指标;建筑框架;结构设计
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)12-0061-01
1 建筑框架结构设计的原则
1.1 注重重要结构
在建筑框架中,构件具有不同的作用,结构体系主要是由构件构成,根据构件的重要性,分析设计的重点。结构构件对外力具有抵抗的作用,当遇到较大的外力破坏时,需要确保重要的构件不会受到损害,因此,在设计环节就需要区分构件的重要性,分析主要构件以及次要构件,在设计的过程中,结构构件的受力必须具有差异性,否则会损失严重。
1.2 注意使得结构体系实现平衡
建筑框架在进行结构设计时,需要注意的一点是刚柔并济,若结构过于刚,变形能力比较差,若过于柔,结构会比较脆。建筑框架受到外来破坏力时,会容易受损。因此,在设计时,需要注意结构的刚度,刚柔相宜。
1.3 减少结构风险
建筑结构设计需要注意设置防线,减小结构风险,在出现突然情况时,抵抗力结构联合发挥抵抗的作用,并互相的支撑,简单的类比就是物体由高处下落,在下落的过程中如果具有多层阻碍物,对下落的速度起到缓冲的作用,物体下落以后,就会减少损伤。当在结构中设置防线时,就会起到缓冲的作用,建筑结构受损情况要降低很多。在设计过程中,结构重心需要分散,不能集中在某一个构件上,需要设置多道防线。
1.4 结构成为整体
建筑结构框架体系需要是整体,在结构体系中不会存在关节,外力能够得到有效的消除。前三项原则的实现需要以整体性为基础。设计者在进行设计时,需要注意整体性原则。
2 建筑框架结构可靠性设计分析
结构体系抗力调整法主要指的是近似估算结构体系可靠性,抗力调整法主要是结合结构体系、失效模式、结构构件三者的失效概率关系,分为两步:第一,可靠性分析;第二,调整可靠度。
结构体系抗力调整法在设计工程和建筑结构中,实际操作的过程相对简单,具有很高的实用性,计算的精度和实际要求具有很大的契合度,体现出使用价值。但是,我们需要注意的是,和发达国家相比,我国的科学技术发展相对较晚,国家在研究可靠度方面还存在不足,不能完全的应用到实际的设计工作中,所以,在未来的科学发展中,设计人员需要加强研究结构体系抗力调整法。
在多数情况下,在描述建筑框架结构可靠性设计时,通常是分析可靠性、调整可靠度。近几年来,国外以及国内在分析结构体系可靠性方面,采用的方法比较多。然而,对于可靠性分析结果,现在还没有有效的方法直接应用到施工中。现在的情况是,调整结构构件可靠度,并不断的进行计算,直至符合设计的要求。但是,应用这种方法,操作的过程比较繁复使得调整可靠度、进行工作分配具有一定的难度。
在当前情况下,对于上述问题的解决主要是依靠结构体系抗力调整法,这种方法比较实用,在进行可靠度计算时,应用的是近似计算的方法,把可靠性分析、设计过程相互联系。进行实际的操作,结构体系抗力调整法主要的研究对象是建筑框架结构,计算原理在可靠性设计中适用的情况比较多。对于建筑框架结构进行可靠性设计而言,结构体系抗力调整法使用价值比较高。当规定建筑框架结构目标性可靠指标以后,结构体系抗力调整法可以在建筑框架结构设计中直接的运用。
要想提高建筑框架结构设计的效率,在开展设计工作之前,设计人员需要结合自身的实际经验,合理的运用系统效应,然后判断建筑框架结构需不需要进行可靠性计算。在一般情况下,进行建筑框架结构设计时,若要使得可靠性设计的方法和工程设计要求相符合,就必须让建筑结构体系可靠性分析和可靠度调整分开进行,保持两个过程的独立性以及有效性。
3 建筑框架结构设计可靠性分析
可靠性分析的方法主要是分为两种:第一,主失效模式计算方法;第二,失效概率计算方法。
3.1 主失效模式计算方法
主要是应用一次二阶矩法,計算失效模式失效概率,分析失效模式相关系数,结合失效模式失效概率限值,根据相关性判别系数,将不重要的失效模式删除,经过上述操作,最后的计算公式是:
对计算公式进行分析,主失效模式和失效率具有一定的关系,在公式中,Pf(S,F,M)i表示的是建筑结构失效模式失效概率,Pf.l(F,M)表示的是失效概率限值。
3.2 建筑结构失效模式失效概率计算方式
要想实现主失效模式的计算,首先需要了解建筑结构失效概率,在一般情况下,串联主失效模式,使之成为系统,然后把系统看作是失效概率计算模型。
4 调整可靠度
4.1 计算失效模式容许失效概率值
对结构体系容许失效概率进行深入的分析,就会计算出和失效模式相对应的失效概率,计算公式为:
在这个公式中,n的意义是和建筑结构失效模式失效概率限值相对应的主失效模式相比,失效概率比前者高的数量。
4.2 计算抗力调整系数
失效模式都有目标可靠指标,主失效模式也会有对应的可靠指标数值,通过相关的计算,就会知道主失效模式对应结构体系抗力调整系数,当对抗力进行一系列调整以后,主失效模式失效概率的关系表现为:Pf(S,F,M)i小于等于Pfx(F,M);,在这个公式中,Pfx(F,M)表示的意义是失效模式容许失效概率值,指的是失效模式对应目标可靠指标。
4.3 验算结构体系失效概率
在对结构体系失效概率进行调整以后,当调整以后的数值符合相关的规定时,各个失效模式会对应结构抗力调整系数,我们需要依据这个系数,调整结构构件抗力,并且调整结构构件几何参数,对材料特性做出一定的修改,整个的体系就已经完成设计。
5 结语
在关于建筑框架结构可靠性设计方面,结构体系抗力调整方法比较有效,实用性比较强,对可靠度实行近似计算。据我们的了解,国内外的相关专家在可靠度理论以及方法方面做出研究,研究成果比较理想。根据我国的现实情况,可靠度理论应用比较多,并且能够在建筑框架结构设计中起到很大的作用。但是,我们需要注意的是,和发达国家相比,我国的科学技术发展相对较晚,国家在研究可靠度方面还存在不足,不能完全的应用到实际的设计工作中,在未来,还需要投入大量的人力以及物力,加强研究,争取取得理想的成果。
参考文献
[1] 杨月圆.建筑框架结构设计技术分析[J].科技风,2013(03).
[2] 郭明瑞.建筑框架结构设计[J].商品与质量:学术观察,2013(05).