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建筑结构可靠度性问题分析

摘要：针对现行的建筑结构设计可靠性问题进行分析探讨，倡议把设计使用年限与结构

平安等级一一对应，明确不同设计使用年限建筑结构的可靠度；倡议现行建筑结构可靠度计

算办法采用新的变量考虑设计和施工质量的影响；倡议采用中震设计办法，荷载效应采用规

范值，采用材料规范值计算构件承载力，让设计人员更加直观准确把握抗震结构的可靠度。

关键词：建筑结构可靠度；结构设计使用年限；中震设计；重要性系数；结构平安等级

引言

我国现行?建筑结构可靠性设计统一规范：GB50068-2008》［1］采用可靠度来度量结构

的可靠性，结构在规定的使用年限内应具有足够的可靠度，结构可靠度采用以概率理论为根

底的极限状态设计办法分析确定。但文献［1］仍存在一些争议，比方设计使用年限与可靠

度之间的相关性、结构抗震可靠度等等问题仍需解决。近几年建筑事故频发，比方多起无梁

楼盖坍塌事故，是可靠度本身问题，还是设计重大失误或施工质量不合格造成［2］，如设计

荷载考虑缺乏、构造措施不当、施工材料强度没有到达要求，不按设计图纸施工，偷工减料，

横蛮操作等；又或是不合理使用造成，如超载使用，不合理改造等。项目结构可靠度是指结

构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。“规定的时间〞和“规定的条件〞

分别指设计基准期和不考虑人为差错的影响；项目结构可靠度是否可以考虑不同的设计基准

期和考虑人为差错的影响，有待进一步研究［3］。

1现行建筑结构可靠度问题探讨

文献［1］采用可靠度来度量结构的可靠性，各类材料结构设计标准的结构可靠度和极

限状态设计原那么，均采用了以概率理论为根底的极限状态设计办法，以分项系数设计叙述

式进行设计计算。当仅有作用效应和结构抗力两个根本变量且均按正态分布时，结构可靠指

标由ms、ss、mR、sR四个参数确定，前两个参数跟结构上各种作用等变量相关，后两个参

数跟材料性能、几何参数等变量相关；结构上各种作用、材料性能、几何参数等变量的取值，

是在选取一个时间参数以概率理论为根底的原那么下综合确定的，选取的时间参数我们称之

为设计基准期，文献［1］选取的设计基准期为50年；结构构件承载能力极限状态设计时采

用的可靠指标，是以建筑结构平安等级为二级、设计基准期为50年，延性破坏的b值取3.2

作为基准。可靠指标b与失效概率运算值Pf的关系如表1所示；平安等级为一级或者三级

时，通过结构重要性系数1.1或0.9调整，可靠指标相应有±0.5的调整，如表2所示；建筑

平安等级与建筑物类型相应关系如表3所示。综上分析可知，文献［1］可靠度的计算办法，

仅与设计基准期〔取50年〕和平安等级相关，与设计使用年限没有必然相关性，同时也未

考虑设计和施工质量等变量的影响。想要了解不同设计使用年限的可靠度，我们需要分析设

计使用年限和设计基准期之间有何种联系［4］；可靠度计算办法中各参数取值与设计基准期

是相关的，比方可靠度计算办法中荷载、材料强度、分项系数等参数的取值都是采用设计基

准期为50年确定，但设计基准期不等同于结构设计使用年限，假设设计使用年限刚好为50

年，此时可以以表2的可靠指标来度量结构的可靠度，然而文献［1］仅建立设计基准期为

50的概率模型，设计基准期5年、25年、100年的可变荷载、材料强度等参数的概率模型

尚未建立，也就是说设计基准期为5年、25年、100年的荷载、材料强度等参数如何取值没

有规定；假设结构设计使用年限为5年、25年、100年，文献［1］提供不了相配套的可靠

指标，可靠度确实定也就无从谈起；现阶段文献［1］只能在概念上通过调整重要性系数来

调整不同设计使用年限建筑结构的平安性能；但是设计使用年限为100年和50年的特别重

要的建筑，平安等级均可取为一级，也就是重要性系数均取1.1，两者可靠度相同；设计使

用年限为100年的建筑，平安等级可取为二级或者一级，重要性系数同样取1.1？值得探讨。

平安等级与破坏后造成的后果严重程度有关，设计使用年限与建筑结构重要性有关，故平安

等级的选取与设计使用年限有一定的相关性，但并不是一一对应的关系，比方幼儿园、小学

教学楼等建筑结构，破坏后对社会影响很大，平安等级可以定义为一级，设计使用年限可以

是50年；倡议把设计使用年限与平安等级相匹配，明确设计使用年限100年的建筑对应平

安等级为一级，设计使用年限50年的建筑对应平安等级为二级，设计使用