浅谈建筑结构可靠性

1、 浅谈建筑结构可靠性 摘要：如果说给排水系统是流淌在建筑体内的血液，那么结构就是建筑体内的骨架。结构本身不追求华丽的外表，仅在各种结构体系之间为建筑提供其愿景的体态或形状。结构承载着使用者的生命财产安全，所以其可靠性必须得到保证。本文始于介绍影响建筑结构可靠性的各种因素，进一步采用案例分析的方式，为读者阐述各种因素对建筑结构可靠性造成的影响，后续介绍提高可靠性的各种措施。希望与建筑结构相关的各方都重视结构的可靠性，共建我们的美好家园。关键词：可靠性，建筑结构引言：建筑结构的可靠性所包括的内容很广，既关联于岩土的性状，勘察，设计，又受到环境，施工，使用，维护甚至加固等因素的影响。可以说建筑结构的

2、可靠性，贯穿于建筑生命周期的全部，每个因素都直接或者间接地影响着建筑结构的可靠性，而其中的建筑结构设计对结构可靠性的影响，虽只是建设中的一个环节，但其使用的材料，荷载取值，计算模拟，耐久性设计均与建筑的可靠性紧密相连。2018年更新的建筑结构可靠性设计统一标准可见，更新内容包括，分项系数的调整，地震设计状况的增加，结构稳固性设计的要求和耐久性极限状态设计要求的补充。不仅提高了结构的计算内力（加大系数，增加工况介绍），还对可能的人为的危险源进行判别（施工错失，人为破坏，或引起连续倒塌的诱因，等），更补充了结构耐久性极限状态设计的相关规定，体现了我国建筑结构设计对可靠度要求的整体提高。建筑结构的可

3、靠性，不是结构设计单方面的事情，更多的是一个系统的管理问题，各因素其实对结构可靠度都是重要的，都不能忽视。一、影响建筑结构可靠性的因素影响建筑结构可靠性的因素很多，如下列表：因素确认方法原因分析勘察调查了解对不良地基情况不能完全揭露，对地质情况判断错误，或地勘造假设计调查分析考虑的荷载有误，模拟方式未能与现实相匹配，忽视结构的倾覆，稳定，沉降等影响结构安全或正常使用的情况施工案例分析采用不符合标准的建筑材料，缺乏对建筑结构安全的危险源判别，如建设时的降水，地面开挖与堆载造成的土体失稳，等使用调查了解使用方私自对建筑物修改其使用功能，对结构承重构件擅自拆除，破坏，改造等。环境（腐蚀）调查分析环境

4、对建筑物的腐蚀情况，如氯离子，硫酸根离子对建筑构件的腐蚀，屋面积灰对建筑物的影响等自然（物理）学习了解风，地震，海啸，风化，冻融作用等人为破坏调查了解火灾，爆炸，撞击，等维护学习了解钢结构防腐防火漆的维护，对结构构件的补强加固，对损害部位的复原及加固，定期进行除锈维护，消防知识的普及，消防设备的定期检修。二、影响建筑结构可靠性的案例分析（一） 上海莲花河畔景苑的整楼坍塌事故该事故发生于2009年6月，上海闵行区莲花南路莲花河畔景苑小区，一栋13层的住宅整体坍塌。究其原因是因为施工方在没有审批，不具备开挖资质的情况下，在建筑前开挖基坑，而在建筑后方集中堆放开挖的土方，导致地基产生滑移失稳，最终因

5、桩基未能平衡土体所产生的不平衡弯矩，导致整栋楼的坍塌，笔者在网上的照片上可见，坍塌的大楼除了趟卧面的结构构件有部分压毁外，大楼骨架目测基本完好，连窗户玻璃都没有破碎。可推测，其结构设计，与上部施工质量过关，但是因施工环节不当，直接造成整栋建筑的失效，并致使1人死亡的严重后果。施工单位的过失，监管的疏漏都可直接影响建筑的可靠性，（二） 四川汶川地震虽然事情已发生超过10年，但是相信大家还能记得这场造成超过6万人死亡，37万人受伤的汶川地震。地震乃天灾，汶川陈家坝乡的一处村旁山体发生大面积滑坡，坡上建筑及植被全部消失，而山下的村庄也大部分被铺天盖地地掩埋。大自然的破坏力是固然厉害，但震害也包含着人

6、为的因素。在此次地震的震害调查中发现，部分多层砌体砖混结构住宅，由于构造柱，圈梁设置得当，在地震作用下发生开裂，震而不倒，但是在相邻区域的钢筋混凝土框架学校，在大震作用下，发生坍塌。抗震设计概念中的强柱弱梁，在当地部分震害建筑中却体现为强梁弱柱，在地震作用下，形成柱顶塑性铰，而梁与板的连接却完好无损，建筑物倒塌，倾侧，就是情理之中的后果。柱铰机制的产生由于框架柱截面过小，且并未考虑楼板作为梁的翼缘对梁刚度的提高，直接导致了柱铰的形成。因此结构设计的质量，能够直接决定结构体承受外力的能力。（三） 虎门大桥的波浪式晃动虽说桥梁并不归到建筑一类，但是殊途同归，仅借本事件对建筑可靠性进行类比。该事件发

7、生在今年5月，虎门大桥在风載作用下产生异动，造成大桥一度停运。后经专家研讨，推测异动产生于桥侧的水马改变了桥钢梁的风作用效应形式，发生“桥梁涡振现象”，虽后续官方澄清，该异动不会影响运营了23年的虎门大桥，但此事件可见使用方在使用不当下，可直接影响到结构的正常使用状态，使驾驶员在桥上有了晕船的感觉。（四） 业主私自拆除承重墙案例在建筑中类似的事情时有发生，新闻不时报道因业主为自己的使用需求，私自拆除单元内的承重墙，造成楼房局部构件出现裂缝，危及建筑结构安全。此类事情较多，也反映了业主在使用过程中对建筑的不当改造，会对建筑结构的可靠性造成严重的影响。三、提高建筑结构安全性的措施（一）结构计算用参

8、数的改变结构设计中，所采用的系数，等级随着规范的更新而加大，近期的改变有：最新的建筑结构可靠性设计统一标准，结构设计用分项系数由原来的g=1.2, q = 1.4,调整至g=1.3, q = 1.5,其代表结构承载能力极限状态下，荷载基本组合作用加大，体现到计算上是构件强度增大。2016版的建筑抗震设计规范根据中国地震动参数区划图gb18306-2015和中华人民共和国行政区划简册2015等文件，修订了其附录a：我国主要城镇抗震设防烈度，基本地震加速度和设计地震分组。此次修订，很多地区的抗震设防烈度被提高。例如天津，原2010抗震规范中抗震设防烈度为7度,设计基本加速度为0.1g，在新版的规范

9、中，天津大部分地区已提高为抗震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.2g。抗震设防烈度及基本加速度的提高，不仅提高了计算模拟中的地震效应，更提高了各结构的抗震等级，及其抗震措施，提高了地震作用工况下的可靠性，更提高了该地区涉及地震作用的所引起的效应与作用，如液化判别，软土震限判别，此外，还涉及到竖向地震计算的增加。可见国家对构件的强度计算及结构的抗震性能上，提高了标准，所设计的结构可靠度更高。（二）加强对勘察，设计，施工方的教育与监管。虽现工程推行建筑工程质量终身责任制，以确定工程建设、项目法人及设计、施工、监理、质量监督、竣工验收等各方责任主体，明确谁建设，谁负责的原则，建立确保建设质量的安全

10、保障体系。但是工程质量事故却从未消失。其原因可能有：1.勘察，设计，施工，监理人员的业务能力未能称职。2.人为过失。3.施工方，未能按照设计要求。擅自增加施工荷载，如对结构增加车行，建筑材料堆载。4.施工组织，施工方案不合理。5.监理的监管不到位，等。因此，主管部门应加强对各责任主体的教育和监督，如图纸审查，质监检测，对危险性较大的部分进行专家评审，尽量做到防患于未然。（三）对结构体本身进行监测，维护。结构体建成后，应定期进行监测: 如设置沉降观测点，定期监测建筑体的沉降，倾斜等情况。设置消防喷淋，烟雾检测，摄像机监控，门禁系统，减少火灾，人为破坏等因素的影响。结构体建成后，应定期进行维护:

11、如超过涂层使用年限后，对钢结构构件进行重新刷保护涂层。对电梯进行定期的检修。对被锈蚀，或遭破坏构件进行替换或修复。（四）采用新技术近年来较多工程采用bim进行施工组织及设计，bim的应用为建筑结构提供三维可视化平台，并且可以伴随着建筑结构在运营期间的变化而更新。该平台可以很好地记录建筑在其运营期间所经历的变化，减少未来建筑的改造，加固因没有找到设计资料，错误设计与施工的风险。结束语综上所述，虽然对于建筑结构而言，更高的可靠度或多或少意味着更多的桩基数量，更多的钢筋，混凝土，更多构造措施，更高昂的维护费用，更长的工期。责任主体的各方都应该首先从保证建筑结构可靠性为前提，切勿为经济利益而损害建筑结构的可靠性，对建筑负责，对建设与使用各