我国土木工程结构可靠性发展策略探析

摘要：土木工程结构的安全性与耐久性一直是设计者与使用者非常关注的问题,关系到安全与经济的协调、基础设施的投资,并与国家现行政策、法规以及未来的经济发展息息相关,是一个复杂的系统工程问题。本文主要就是针对我国土木工程结构可靠性发展策略来进行分析。

关键词：土木工程；结构；可靠性；发展策略

中图分类号：S969文献标识码： A

引言

众所周知，工程结构的组成成分主要有钢材，木材，石材，砖材，混凝土和钢筋混凝土，其在形成的之后，需要保持相当长时间的稳定与安全。不仅仅要承受来自设备，工人，车辆的负荷，还要应付种种恶劣的自然环境。从这个角度来讲，整个工程结构的可靠性关系重大，不仅仅关系到生产的发展，而且对于一些特殊建筑工程来说，其可靠性往往有着更大的经济效益与社会效益。从这个角度来审视我国土木工程结构的可靠性，对其展开全面的分析与总结，将有利于改善我国土木结构不可靠的情况。

1、土木工程结构可靠性的涵义

我们知道，工程结构在设计的过程中，在各项要求的基础上，必须要满足以下的几方面基本要求:其一，具备一定的负荷能力，能够承载施工以及正常使用过程中的各种情况；其二，在其投人使用的过程中，能够正常的发挥其各项效能；其三，以正常的维修与保养去实施管理，其能够保持一定时期的功效；其四，能够有效的应对特殊自然环境，尤其是地震，爆炸和龙卷风，处于这样的情况下，依然保持一定的稳定性，安全性。

当然，工程结构的安全性，可靠性是相互区别的，结合上述四点基本要求可以归纳，其中的第一、第四点，主要触及到了人身安全事项，应该规划到安全性的范围；其中规定第二项，主要反映的是工程结构的适用性；其中的第三项，主要涉及到工程结构的耐久性。将上述三者相互结合，即可称之为工程结构的可靠性。

2、影响土木工程结构可靠性事物不确定性的因素

工程结构要求具有一定的可靠性，是因为工程结构在设计、施工、使用过程中具有种种影响其安全、适用、耐久的不确定性.这些不确定性大致有以下几个方面。

2.1、土木工程结构的随机性

事物的随机性，对于土木工程结构来说，其主要表现为:因为事物发生的基本环境不一样，条件基础也不一样，由此导致在特定条件下难以产生特定的结构，由此产生的不确定性。在这样的情况下，我们将其称之为随机性。对于随机性特点来说，我们主要借助数学视角来解决，主要由概率理论，数理理论两者。

2.2、土木工程结构的模糊性

事物本身的概念是模糊的，即一个对象是否符合这个概念是难以确定的，也就是说一个集合到底包含哪些事物是模糊的，而非明确的。主要表现在客观事物差异的中间过渡的界限“不分明性”。客观世界存在着大量的模糊现象，如工程结构中的“适用与不适用”、“正常与不正常”、“安全与危险”等也都没有客观明确的界限。事物往往很复杂，过分求精确，反而模糊；适当模糊，反而精确。

2.3、土木工程结构的理论不完善性

人们对事物知识的认识是随着科学技术的进步而不断提高。在工程结构中知识的不完善性主要2种:①客观信息的不完善性，是由于客观条件的限制造成的。如由于测量或统计上的困难，不能获得所需的足够的资料；②主观知识的不完善性，主要由于科学技术发展水平的限制使人们对客观事物的认识不清晰，如对“待建”建筑物未来承受的风荷载的情况不能完全掌握。

3、我国土木工程结构设计标准和规范的变革

我国在土木工程结构可靠性研究的发展过程中，开展了大量的理论研究、资料收集和数据实测工作，总结了我国土木工程实践经验，并借鉴了国际标准《结构可靠性总原则》(ISO2394)，在征求了全国有关单位意见的基础上，先后编制了《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153—92)等6本统一标准[2～7].主要采用以随机可靠性理论为基础、以分项系数表达的概率极限状态设计方法，作为我国土木、建筑、水利等专业结构设计规范改革、修订的准则.全国土木、建筑、水利各专业直接为工程技术人员使用的结构设计规范在。统一标准。的统一指导下，进行了大规模的修订或编制，工程界形象地称之为规范的“转轨”，即从原规范的以经验为主的安全系数法转为以概率分析为基础的极限状态设计法.这项工作的规模和深度已超过了世界上一些先进国家，大大提高了我国结构设计规范的科学水平，使我国工程结构设计规范跻身于世界先进行列。

4、我国土木工程结构可靠性的提高策略

4.1、不断吸取国外的先进技术，实现技术上的创新

虽然我们最近几年的建筑业取得了巨大的发展，在土木工程结构可靠性上也获得了一定的成绩。但是由于我国实际情况的制约，在技术层面上还处于粗放的，低水平的状态，与西方国家相比，技术差距还很大。国外无论是在土木工程结构的实践经验上，还是在技术操作上，都有着完整的体系。由此我们应该积极引进国外的先进技术，不断夯实自身的技术实力，争取在吸取经验的基础上实现创新。

4.2、不断完善结构设计的标准和规范，建立完善体系

对于此方面，要以工程结构的可靠性为研究重点，开展大量的理论研究，资料分析和数据试验工作，在我国工程实践的基础上，以国际标准为辅助，完善符合我国自身发展的标准语规范，从而使得行业内部形成有效的运行机制，提高我们的工程设计水平，实现与国际上标准的接轨。

4.3、严格控制施工过程中观点可靠性建设，注重全程监控

建立健全有效的监控机制，保证以岗位责任制去管理施工过程，对于土木工程结构可靠性来说，要从一开始就要将其纳人项目的设计过程中去，并在施工过程中，强化监督和管理。在此基础上，以严谨科学的态度去面对可靠性，从而从根本上实现了工程的安全性和可靠性。

4.4、不断加强工程结构可靠性的宣传和教育，保证工作负责

通过实践经验我们发现影响土木工程结构可靠性发展的因素中，意识上的认识不清，也是一个原因。由此角度出发，大范围的实施工程结构可靠性的宣传和教育，保证各个部门以负责的态度去维护其可靠性。

5、土木工程结构可靠性发展中的存在问题及其发展方向

结构可靠性分析是建立在多数变量都是随机变量的基础上的。因此，随机变量的统计能否反映实际情况，将直接影响到可靠性分析结果的精度。近年来，我国在建筑结构的荷载、材料强度等资料的积累与统计方面做了不少工作。但是随着结构使用功能的变化以及新材料的出现，相应的随机变量的调查实测和统计分析工作还需要进一步的深入。

分析结构体系的可靠性，首先要寻找结构可能会出现的各种失效模式。一般情况下，即使是一个非常简单的结构体系，其失效模式也是非常多，全部搜寻出来计算量会很大甚至是不可能的。虽然在结构体系可靠性研究方面已做了大量的工作，但由于问题的复杂性还不能用于工程实际。目前规范均是基于结构构件的可靠性进行设计的。在实际工程中往往是采用构造的措施来得到整体性能良好的结构体系。总之，结构体系可靠性仍是一个需要深入研究的问题，这种研究不只是对现有方法的进一步发展，更重要的可能是要改变研究的角度和采用新的研究方法。

“以概率为基础”的极限状态设计方法的进一步发展是基于概率的“以性能为基础”的设计。“以性能为基础”的设计可概括为:①按结构的用途和业主的要求确定性能要求，即建立目标性能；②选用合适的设计方法以满足目标性能；③对每项性能进行评定，以判断设计出的房屋建筑是否满足目标性能。目标性能用风险率表达，显然，可靠性分析在评定性能上仍起主要角色。在美国和加拿大设计规范中，一些以性能为基础的可靠性分析研究工作已经做了。我国在以性能为基础的极限状态设计方面实际上已迈出了坚定的步伐，今后的发展不是去取消以概率为基础的设计，回到定值设计，而是应继续前进，对结构的性能提出全面、清晰的要求与量化，并通过设计予以满足。

结束语

我国由于基本国情的限制，使得我国的土木工程结构可靠性存在一系列的问题和不足，对此我们应该冷静面对，合理处理，保证从各个方面去改善与调整，从而就会使得我国的土木工程结构的可靠性不断增强，实现我国土木工程的现代化发展。

参考文献

[1]赵国藩,贡金鑫,赵尚传.我国土木工程结构可靠性研究的一些进展[J].大连理工大学学报,2000,03:253-258.

[2]胡志天.我国土木工程结构可靠性发展策略探讨[J].才智,2013,28:260.

[3]周巳辰,李平.浅谈工程结构可靠性问题的研究[J].内蒙古水利,2009,04:3-4.