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一、影響土木工程結(jié)構(gòu)可靠性的因素
在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的過程中,都會產(chǎn)生影響工程結(jié)構(gòu)可靠性的不確定因素,影響到工程的安全性、適用性和耐久性。只有全面分析了各項影響因素,才能有的放矢,增強(qiáng)設(shè)計和施工的針對性,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可靠性。
1、土木工程結(jié)構(gòu)的隨機(jī)性
充分的條件才能產(chǎn)生必然的結(jié)果,而在實際中,由于事物發(fā)生的條件并不充分,所以導(dǎo)致結(jié)果具有不確定性。在土木工程設(shè)計和施工中,由于施工材料、環(huán)境和基礎(chǔ)條件存在不能預(yù)料和確定的種種因素,而且每一次工程的施工環(huán)境和基礎(chǔ)條件都不相同,所以借鑒的經(jīng)驗并不一定產(chǎn)生相同的結(jié)果。比如施工材料中的鋼筋材料強(qiáng)度在檢測前是隨機(jī)的,而經(jīng)過檢測能夠產(chǎn)生一個具體數(shù)值,而不同的鋼筋材料檢測的強(qiáng)度數(shù)值都不同,經(jīng)過大量反復(fù)的測驗?zāi)軌虻贸鲆欢ǖ囊?guī)律,這就是鋼筋材料的隨機(jī)性。
2、土木工程結(jié)構(gòu)的模糊性
事物的模糊性主要是指事物本身的概念具有模糊性,即一個事物集合中包含哪些因素是模糊的,也就是說一個因素是否屬于這個事物范疇是模糊的,兩種不同事物過渡的中間部分界定歸屬于哪一方是模糊的。在土木工程結(jié)構(gòu)中,存在著大量的客觀因素,在概念和歸屬方面具有模糊性,比如工程結(jié)構(gòu)的安全與危險的中間界定、適用與不適用的界定,都不能夠做到絕對精確,具有模糊性,影響著工程結(jié)構(gòu)的可靠性。
3、土木工程結(jié)構(gòu)的不完整性
事物是由多種因素密切聯(lián)系和相互作用著的有機(jī)整體,但是在實際中,人們往往只憑著經(jīng)驗和感覺,把已知的部分當(dāng)做整體。在土木工程結(jié)構(gòu)中,這種不完整性主要表現(xiàn)為兩個方面:一是客觀因素,如測量難度大、統(tǒng)計計算復(fù)雜等因素決定了客觀信息資料不完善;二是主觀因素,主要是科學(xué)技術(shù)水平和技術(shù)人員水平制約著人們對客觀事物的認(rèn)知,比如人們對未建成的一個工程項目是否能夠抵御地震災(zāi)害、能夠抵御幾級地震災(zāi)害不能準(zhǔn)確掌握。針對事物不完整性的這一特點,主要做法是聘請經(jīng)驗豐富的專家進(jìn)行評估審核。
二、提高土木工程結(jié)構(gòu)可靠性的意見和建議
由于影響土木工程結(jié)構(gòu)可靠性的因素客觀存在,需要在工程設(shè)計和施工階段有效控制影響因素,提高可靠性因素分析的準(zhǔn)確度,并且在建筑材料更新?lián)Q代和結(jié)構(gòu)功能不斷完善的基礎(chǔ)上深入研究對策。
1、加快技術(shù)創(chuàng)新
近年來,我國的建筑業(yè)迅猛發(fā)展,對于工程結(jié)構(gòu)可靠性的技術(shù)研究也在不斷深入,但是與世界先進(jìn)國家相比還有一定差距,主要采取以勞動力為主的粗放的技術(shù)方式,技術(shù)層面相對較低,在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和實際技術(shù)操作中沒有形成一套科學(xué)完整的體系。對此,應(yīng)該針對自身薄弱環(huán)節(jié),運用數(shù)學(xué)概率分析、模糊數(shù)學(xué)等理論有效控制不可靠因素的不利影響,積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),趕超國際水平。在引進(jìn)技術(shù)的同時,要加強(qiáng)自主創(chuàng)新,增強(qiáng)技術(shù)實力,努力由勞動粗放型向技術(shù)集約型轉(zhuǎn)變。
2、拓展研究方向
在過去對土木工程結(jié)構(gòu)可靠性的研究中,人們往往采用傳統(tǒng)方法,針對如何提高工程結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行大量的分析研究,但是由于事物的隨機(jī)性、模糊性、不完整性的存在,很多研究結(jié)論尚不能運用于工程實際中。所以要采用新的研究方法,轉(zhuǎn)變研究思路,比如從工程結(jié)構(gòu)的失效模式進(jìn)行研究,因為失效是可靠的反面,可靠度與失效概率是互補(bǔ)的,從失效概率的函數(shù)入手得出失效概率,也就可以度量出可靠度。再比如,目前在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,主要以概率為基礎(chǔ)研究極限狀態(tài),下一步研究方向可以基于概率向性能發(fā)展,以使用者的需求確定工程項目的目標(biāo)性能,針對目標(biāo)性能確定設(shè)計方案,并針對每項性能的可靠性分別進(jìn)行風(fēng)險評估,提高工程結(jié)構(gòu)可靠度。
3、規(guī)范設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
要增加科研力度,針對影響土木工程結(jié)構(gòu)可靠性的因素,運用數(shù)學(xué)手段開展數(shù)據(jù)分析和試驗。要在我國制定的工程機(jī)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,參照國際標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行修訂和完善,使之在建筑行業(yè)內(nèi)形成規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和運行體制,提高土木工程設(shè)計水平。并要強(qiáng)化監(jiān)督管理,要在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時就把工程結(jié)構(gòu)的可靠性納入其中,建立有效的監(jiān)督管理機(jī)制,明確崗位責(zé)任,以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和高度負(fù)責(zé)的精神在施工現(xiàn)場進(jìn)行全面監(jiān)督。
4、控制多參數(shù)設(shè)計安全積累問題
對于多參數(shù)問題,經(jīng)濟(jì)學(xué)的解決方式是通過比例分析選取一個主要參數(shù),由主要參數(shù)所列方程式表示必要值,而其他參數(shù)的必要值也通過此主要參數(shù)的方程式來表示。在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,也會經(jīng)常出現(xiàn)多個參數(shù)積累的問題,這些參數(shù)都影響著整個工程的結(jié)構(gòu)可靠性,這就需要由經(jīng)驗豐富的專家對多個參數(shù)或設(shè)計方案進(jìn)行全面評估和考核,選取一個影響力最大的主要參數(shù),提高所選參數(shù)的可靠性和代表性,用主要參數(shù)來控制工程結(jié)構(gòu)的可靠性。
三、結(jié)語
社會的發(fā)展和人類的需求對土木工程結(jié)構(gòu)的可靠性提出了新的要求,而科技發(fā)展水平的局限性又使工程結(jié)構(gòu)可靠性存在一定問題和不足。在今后的研究實踐中,要針對影響可靠性的因素,借鑒先進(jìn)經(jīng)驗,加快科技進(jìn)步,創(chuàng)新研究方法,提高土木工程結(jié)構(gòu)的可靠性,推動我國土木工程建設(shè)的現(xiàn)代化發(fā)展。
作者:李航 徐榮陽 單位:新余鋼鐵集團(tuán)有限公司運輸部
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