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【摘 要】 本文介绍了建筑结构设计可靠度和理论，分析了现阶段的建筑结构设计可靠度的状况及实用方法。
【关键词】 建筑；结构；设计；可靠度
前言：
目前，许多建筑都具有结构复杂、形态各异和施工规模大等特点，在一定程度上增加了建筑结构设计的难度。而结构可靠度作为建筑工程结构的重要指标，指的是在规定的时间及条件下，工程结构完成预定功能的概率，其目的在于确保结构在规定的设计年限内满足各种预期功能发挥的要求
一、结构可靠度的定义
结构或着构建在允许的时间范围内，在条件范围内完成预先指定目标的成功率。而结构可靠度属于从数学角度出发，对这一成功率在不同条件影响下完成结果的定量表达。虽然是定量表达，但是与其它定量表达理论不同的是，结构可靠度定量表达的只是概率，并非固定的数量值，因此依旧存在波动性和不确定性。基于结构可靠度值的不确定性，当代概率论被引进到结构可靠度理论基础之中，并发挥了关键性的作用。
我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模，其应用领域涉及服役设备的检验、耐久度分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等，几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。随着我国基础建设的加快，建筑行业蓬勃发展，由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象，需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量，因此，对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。
二、关于可靠度设计理论
我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计，见《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2001）及《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153—92）。建筑结构的设计目的是在满足经济的条件下，给予结构一定的可靠度，确保结构在规定的设计年限内满足各种预期功能发挥的要求。一般来说，建筑结构必须满足的功能要求是：
在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用，并且在设计规定的偶发事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性；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；在正常维护下具有足够的耐久性能。
上述安全性、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）。结构可靠度可采用以概率为基础的极限状态设计方法分析确定。国际标准ISO2394《结构可靠性总原则》（1996）也明确以结构概率极限状态设计法为基准。
三、对于可靠度的思考
对于一个结构体系，究竟多大的可靠度才算够？这是一个探讨已久的国际性课题。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，即所谓的“强度”和“功能”二原则，结构可靠度还应保证结构有修复的可能，加上“可修复”则为三原则。
结构设计可靠度的高低，是国家经济和资源状况，社会财富积累以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定结构的安全储备或可靠度水平，应考虑到国家和社会的经济、技术水平，结构的生命周期，结构的功能需求，以及增加可靠度与增加费用之间的关系。
具体来说，选择结构设计可靠度要处理好与工程直接造价、维修费用以及投资风险（包括生命及财产损失）之间的关系。显然，提高结构设计可靠度时，结构的直接造价将有所提高，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（包括维修费用在内）与结构风险之间权衡得失，寻求较优的选择。那种单纯以建造时的材料消耗用量和经济指标来评价结构可靠度的观点，将导致片面的结论。实际上，结构设计可靠度的选择，不仅涉及生命财产的损失，有时还会产生严重的社会影响。对某些结构来说，甚至还将可能产生严重的政治后果，而且还涉及到国家的经济基础和技术经济政策。
规范要根据国家政策而定。一个国家的规范，不仅仅是技术性的，还有很强的政策性等许多方面，是一个国家经济条件的直接反映。因此，我国规范的材料用量，当然应该比发达国家低，也即可靠度应该低一些。我国的设计规范始终是建立在“计算+经验”的基础上的。“计算”方面已经有了一套完整的计算体系，随着科技的发展、理论的更新、新技术的出现，计算体系会更加科学完善。“经验”方面主要体现在构造措施上，特别是在抗震构造措施上更加明显。这方面我们完全可以理直气壮地说，我们过去的设计标准，是符合我国国情的，是安全的。当然某些局部有不足，要不断修改。国外的规范也不是十全十美，也在不断的修改。我们过去的结构成功地经受了几十年的考验，那就是说，我们的规范基本是正确的，可靠度基本是能满足要求的。我国幅员辽阔，各地经济发展水平很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好的在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能会变得愈差。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。我国不同地区的经济发展水平悬殊，在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。
四、建筑结构可靠度设计的实用方法
考虑到钢筋锈蚀对混凝土结构的抗力影响，根据我国现行结构可靠度设计规范设计原理，钢筋混凝土建筑结构预期使用期可靠度设计可采用如下的实用方法：
首先，针对结构的功能、重要性以及业主需求，在明确设计使用期的基础上，考虑耐久性退化对结构可靠度的影响，提出了钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计的概念。结构预期使用期可靠度设计应考虑不同环境可能引起的耐久性退化、不同预期使用期的荷载水平差异以及预期使用期内结构构件抗力退化的定量指标。
其次，根据我同规范的可靠度设计原理，提出了在给定环境下不同预期使用期结构可靠度确定原则，给出了钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计的实用方法。该方法归结为在预期使用期内结构构件可靠度指标不能低于现行规范的标准，这一要求具体通过定量考虑构件在使用期内抗力衰减、提高初始可靠度指标来实现，然后按现行设计方法转化为含耐久性折减系数（或称抗力折减系数）的荷载一抗力分项系数设计表达式。该方法形式简单，易于设计人员掌握和实施。
第三，针对五种代表性的钢筋混凝土构件给出了不同预期使用期耐久性设计参数，包括各代表性构件可靠指标衰减随使用期的变化、考虑耐久性的不同预期使用期设汁可靠指标和实用设计表达式的耐久性折减系数。
第四，对于建筑所在环境潮湿的条件下，钢筋锈蚀对受剪构件的可靠度影响显著，必须考虑耐久性退化因素影响；对于轴心受拉、轴心受压、大偏心受压和受弯构件，50年使用期时可靠度指标变化较小，设计时可以不考虑耐久性退化影响；但随着预期使用期的增加，应该考虑耐久性的影响，并建议按本文方法在设计时予以考虑。
五、结论
建筑结构设计可靠度理论逐渐发展成熟，应用范围也越来越广。但是随着各种复杂建筑的增多，其应用方法依然需要更深入的进行研究和探索。同时，我么也应该看到，當前实际应用过程中，理论与实际情况的差距依然存在，所计算的各种数据与现实的相似度还不能够完全满足各类工程需要。要想利用建筑结构设计可靠度理论提高建筑工程质量，探索之路任重而道远。
参考文献：
[1]黄学明.李国芬.结构可靠性研究综述[J].山西建筑.2007，3（2）：78-79.
[2]贡金鑫，赵国藩.国外结构可靠性理论的应用与发展[J].土木工程学报，2005，第38期，72-73页.
【关键词】 建筑；结构；设计；可靠度
前言：
目前，许多建筑都具有结构复杂、形态各异和施工规模大等特点，在一定程度上增加了建筑结构设计的难度。而结构可靠度作为建筑工程结构的重要指标，指的是在规定的时间及条件下，工程结构完成预定功能的概率，其目的在于确保结构在规定的设计年限内满足各种预期功能发挥的要求
一、结构可靠度的定义
结构或着构建在允许的时间范围内，在条件范围内完成预先指定目标的成功率。而结构可靠度属于从数学角度出发，对这一成功率在不同条件影响下完成结果的定量表达。虽然是定量表达，但是与其它定量表达理论不同的是，结构可靠度定量表达的只是概率，并非固定的数量值，因此依旧存在波动性和不确定性。基于结构可靠度值的不确定性，当代概率论被引进到结构可靠度理论基础之中，并发挥了关键性的作用。
我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模，其应用领域涉及服役设备的检验、耐久度分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等，几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。随着我国基础建设的加快，建筑行业蓬勃发展，由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象，需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量，因此，对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。
二、关于可靠度设计理论
我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计，见《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2001）及《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153—92）。建筑结构的设计目的是在满足经济的条件下，给予结构一定的可靠度，确保结构在规定的设计年限内满足各种预期功能发挥的要求。一般来说，建筑结构必须满足的功能要求是：
在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用，并且在设计规定的偶发事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性；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；在正常维护下具有足够的耐久性能。
上述安全性、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）。结构可靠度可采用以概率为基础的极限状态设计方法分析确定。国际标准ISO2394《结构可靠性总原则》（1996）也明确以结构概率极限状态设计法为基准。
三、对于可靠度的思考
对于一个结构体系，究竟多大的可靠度才算够？这是一个探讨已久的国际性课题。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，即所谓的“强度”和“功能”二原则，结构可靠度还应保证结构有修复的可能，加上“可修复”则为三原则。
结构设计可靠度的高低，是国家经济和资源状况，社会财富积累以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定结构的安全储备或可靠度水平，应考虑到国家和社会的经济、技术水平，结构的生命周期，结构的功能需求，以及增加可靠度与增加费用之间的关系。
具体来说，选择结构设计可靠度要处理好与工程直接造价、维修费用以及投资风险（包括生命及财产损失）之间的关系。显然，提高结构设计可靠度时，结构的直接造价将有所提高，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（包括维修费用在内）与结构风险之间权衡得失，寻求较优的选择。那种单纯以建造时的材料消耗用量和经济指标来评价结构可靠度的观点，将导致片面的结论。实际上，结构设计可靠度的选择，不仅涉及生命财产的损失，有时还会产生严重的社会影响。对某些结构来说，甚至还将可能产生严重的政治后果，而且还涉及到国家的经济基础和技术经济政策。
规范要根据国家政策而定。一个国家的规范，不仅仅是技术性的，还有很强的政策性等许多方面，是一个国家经济条件的直接反映。因此，我国规范的材料用量，当然应该比发达国家低，也即可靠度应该低一些。我国的设计规范始终是建立在“计算+经验”的基础上的。“计算”方面已经有了一套完整的计算体系，随着科技的发展、理论的更新、新技术的出现，计算体系会更加科学完善。“经验”方面主要体现在构造措施上，特别是在抗震构造措施上更加明显。这方面我们完全可以理直气壮地说，我们过去的设计标准，是符合我国国情的，是安全的。当然某些局部有不足，要不断修改。国外的规范也不是十全十美，也在不断的修改。我们过去的结构成功地经受了几十年的考验，那就是说，我们的规范基本是正确的，可靠度基本是能满足要求的。我国幅员辽阔，各地经济发展水平很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好的在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能会变得愈差。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。我国不同地区的经济发展水平悬殊，在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。
四、建筑结构可靠度设计的实用方法
考虑到钢筋锈蚀对混凝土结构的抗力影响，根据我国现行结构可靠度设计规范设计原理，钢筋混凝土建筑结构预期使用期可靠度设计可采用如下的实用方法：
首先，针对结构的功能、重要性以及业主需求，在明确设计使用期的基础上，考虑耐久性退化对结构可靠度的影响，提出了钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计的概念。结构预期使用期可靠度设计应考虑不同环境可能引起的耐久性退化、不同预期使用期的荷载水平差异以及预期使用期内结构构件抗力退化的定量指标。
其次，根据我同规范的可靠度设计原理，提出了在给定环境下不同预期使用期结构可靠度确定原则，给出了钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计的实用方法。该方法归结为在预期使用期内结构构件可靠度指标不能低于现行规范的标准，这一要求具体通过定量考虑构件在使用期内抗力衰减、提高初始可靠度指标来实现，然后按现行设计方法转化为含耐久性折减系数（或称抗力折减系数）的荷载一抗力分项系数设计表达式。该方法形式简单，易于设计人员掌握和实施。
第三，针对五种代表性的钢筋混凝土构件给出了不同预期使用期耐久性设计参数，包括各代表性构件可靠指标衰减随使用期的变化、考虑耐久性的不同预期使用期设汁可靠指标和实用设计表达式的耐久性折减系数。
第四，对于建筑所在环境潮湿的条件下，钢筋锈蚀对受剪构件的可靠度影响显著，必须考虑耐久性退化因素影响；对于轴心受拉、轴心受压、大偏心受压和受弯构件，50年使用期时可靠度指标变化较小，设计时可以不考虑耐久性退化影响；但随着预期使用期的增加，应该考虑耐久性的影响，并建议按本文方法在设计时予以考虑。
五、结论
建筑结构设计可靠度理论逐渐发展成熟，应用范围也越来越广。但是随着各种复杂建筑的增多，其应用方法依然需要更深入的进行研究和探索。同时，我么也应该看到，當前实际应用过程中，理论与实际情况的差距依然存在，所计算的各种数据与现实的相似度还不能够完全满足各类工程需要。要想利用建筑结构设计可靠度理论提高建筑工程质量，探索之路任重而道远。
参考文献：
[1]黄学明.李国芬.结构可靠性研究综述[J].山西建筑.2007，3（2）：78-79.
[2]贡金鑫，赵国藩.国外结构可靠性理论的应用与发展[J].土木工程学报，2005，第38期，72-73页.