土木工程结构可靠性分析

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土木工程结构可靠性分析

摘要:建筑行业作为与人们日常生活息息相关的行业,需要进行严格的把控。要想打造出安全可靠宜居的建筑,必须要做的就是对土木工程结构进行可靠性的研究与探讨。然而,目前我国对于土木工程结构可靠性的相关文献资料较少,相较于国外,研究也不够深入。基于此,从土木工程结构的随机性、模糊性及不完整性出发,详细论述了可靠性问题的产生原因,并为问题的解决提出针对性的解决措施与实施方案,以期望能对国家土木工程的发展贡献出绵薄之力。

关键词:土木工程;结构;可靠性

0前言

在我国,土木工程的所包含的范围十分广泛,它不仅包括房屋、道路还包括铁路、桥梁、园林等许多方面。需要保证在有限的资源和时间的前提下,使得整体结构的更加的安全适用与耐久。为了确保土木工程的整体性能,需要格外关注工程结构的可靠性。伴随着现在一些新型建筑比如被动式住宅建筑的出现,使得关于结构可靠性的研究迫在眉睫。

1制约土木工程结构可靠性的因素

1.1土木工程结构自身的随机性特点

每一个建筑都是在特定的时间、特定的地点、特点的条件建造的,因此,每一个建筑可以说是独一无二的。土木工程的结构也是如此,每一个工程所采用的机械、材料、技术等有所不同,尤其是建筑所处的环境的不确定使得每个建筑工程在面对相同的情况时可能产生不同的结果。用概率学的知识来解释的话,这种不确定性就称为随机性,它是偶然性的一种形式,指的是某一种情况的发生与否是无法准确预知的。比如说,在浇筑混凝土时,由于在每次预制混凝土时,不能完全保证混凝土中水泥与石子的比例严格相同,也不能像在实验室做实验一样,将混凝土的搅拌时间、运输时间控制的精确严格在一定范围当中,所以说,最后的混凝土成品是存在差异性的,因此导致的是,最后建筑而成的不同的建筑成品在遇到相同外界环境的破坏时,产生的破坏后果是具有随机性的。相对应的,并不是所有的事故产生的原因都能找到其对应的原因。因为对于每次外界环境的剧烈变动对土木结构产生的影响都不尽相同,每次安全的事故都不能明确查明出其背后的因素,所以说,土木工程结构的随机性制约着整体结构的可靠性。

1.2土木工程结构分类的模糊性特点

模糊性指的主要是指一个事物的属性划分不明显而带来一些归类判断的不确定的特点。在土木工程的结构当中,这种模糊性的体现尤为明显。比如说,虽然建筑施工企业大多会制定一份安全危险等级评估辨识清单,采用分级控制安全技术的措施,对基坑支护工程、模板工程、脚手架工程等进行严格的安全控制,以达到保证结构安全的目的。然而,对于分项工程的安全与否,并未存在一个十分严格的定义,在面对一些临界问题时,绝大多数依赖主观上的判断。因此可能会由于这种模糊性的存在,而产生相应的安全隐患。除了在安全与危险的定义上面存在模糊性的特点,在界定项目是否需要相应的安全防火措施也存在这方面的问题。比如说,目前对于超高层建筑的定义就是40层以上、高度大于100米的建筑。而超高层的建筑的防火规范与防火措施是与普通的高层建筑也是不同的。但是,有些建筑施工单位或者开发商为了节省成本,将本来高度为100米以上的建筑建立为临界100米且不足100米的建筑,这就巧妙避免了对建筑的防火措施建设的巨额投入。由于建筑工程结构的模糊性这一特点,很可能导致一些建设单位或者施工单位钻空子、偷工减料情况的出现,这大大的降低的土木工程的可靠性。

1.3土木工程结构相关理论的不完整性特点

在土木工程领域,知识与理论是不断的迭代和更新的,这也从一定程度上影响着土木工程结构的可靠性。比如说建筑工程施工技术水平是随着当今的认识与研究情况不断创新的。工程结构的相关理论,也是需要随着人们对于建筑环境与技术的认知而不断改善不断完整的。尤其是随着现在装配式建筑、被动式建筑等新型绿色建筑的兴起,相关的研究理论必然会根据科技的发展与技术的进步经历一个从匮乏到完整的过程,相应的技术管理知识也需要进行相关的补充。土木工程结构相关理论的不完整是现在整个行业面临的一个普遍状况,它制约着整个行业的整体发展,因此要提高结构的可靠性,需要对相关的理论进行补充和完善。

2提升土木工程结构可靠性的相应措施

2.1更新理论知识,提高技术水平

目前,现有的土木工程理论知识已经不足以支持整个行业的飞速发展,所以,我们需要及时更新现有的知识体系,丰富知识储备量,向一些发达国家,尤其是在土木工程领域具有卓越建树的国家吸取经验,以提高我们国家的技术水平。比如说,德国在装配式建筑方面具有十分丰富的经验,他们在装配式预制构件乃至施工过程当中,都具有独到的见解,因此,我国在进行相应的技术引进过程中,需要聘请相关的领域的技术专家来对我国的建筑从业人员进行教育与培养工作,以提高我国目前的技术水平。此外,我国应该建立相应的研究中心,设立相关的基金以鼓励国内现有的技术研发与应用。与此同时,也应该对相关的从业人员进行物质或者精神上的鼓励,设立相关的奖项,以减轻他们生活上的后顾之忧,专心从事于建筑科技与土木工程结构相关的研发。在高校或者研究所,应该更新实验室设备以及数据库资源,并设立专项资金支持对外交流工作。只有采取了相关的措施方法,才能在催生出源源不断的专利技术,使我国目前的理论知识储备量大幅度提升。

2.2规范设计标准,建立完善体制

目前土木工程结构的模糊性与随机性是制约整个结构可靠性的一大难点。为了更好的实现结构的可靠性,确保建筑工程的安全、适用与耐久,需要针对这两点提出针对性的解决措施。为此,需要规范设计标准并建立完善的体系。比如说在建筑施工过程当中,虽然由于不确定性的存在,使得土木结构在应对不同的环境过程中会产生各式各样的差异,但是我们可以制定相应的规范去尽可能的缩小这种差异。比如说在混凝土的配比以及搅拌方面,可以制定相关的标准与准则,使浇筑的混凝土成品质量保持较高的水平,进而提升风险防范能力。此外,在建筑的设计阶段、建设阶段、竣工验收阶段,应该借鉴国外的经验,建立严格的标准体系。并且在项目监管过程中,应该本着严格保证工程可靠度的原则,重点检查那些处于模糊临界状态的项目,尽量避免不确定状态的发生,确保万无一失。

2.3加强监管与教育,增强主观能动性

目前越来越多的工程事故的原因不是出在技术上面,而是出在了人身上。由于建设单位对于成本的过度控制或者施工单位的疏忽大意导致对工程的质量安全意识落实不到位,而引起越来越多的事故。因此,增强安全意识,加强监管与教育已经成为确保结构可靠性必不可少的一大方面。在整个行业当中应该建立相关的体制,加强对质量的监管,并明确各个岗位的职责与任务,建立合理的奖惩机制,形成良好的风气。只有将相关的宣传与教育严格落实,才能尽可能的避免此类问题的出现,保证工程结构的可靠性的进一步提升。

3结语

提升土木工程结构的可靠性,需要明白结构的随机性、不确定性乃至相关理论的不完整性的含义。在此基础上,应该提升相关技术水平、丰富知识储备、建立完善的标准体系、加强监管与教育。由于我国目前在相应的领域的投入与研究相较于其他发达国家而言较为不足,所以,从根本上来说,我国还需要加强对相关领域的重视程度。只有对建筑与土木的重视程度提升了,土木工程的可靠性才能实现相应的增强,我国的土木工程领域才能尽快实现跨越式的发展。

参考文献

[1]齐向燕.土木工程结构可靠性理论分析及影响因素[J].四川建材,2016,42(10):32-34.

[2]张丽兰.浅议土木工程结构可靠性的研究进展[J].商,2015,(43):289.

作者:白宇祥 单位:江西银诚建设有限公司