浅析已交付建筑再装饰对结构安全的影响_论文发表__墨水学术,论文

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:177

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　　浅析已交付建筑再装饰对结构安全的影响
　　中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司李喜民
　　（河北秦皇岛066004）
　　摘要：本文研究已完工程再装饰工程中结构构件安全，依据国家有关设计规范及相应计算数学模型，分析其对建筑结构构件可靠度的影响，为优化设计服务。
　　关键词：装饰工程结构安全
　　已交付建筑工程再装饰已成为一种普遍现象，对结构安全的影响程度成为再装饰的焦点。通常认为结构的可靠性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。结构可靠度是结构可靠性的定量指标，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构可靠度。对于结构，各种作用和抗力是可靠度的基本变量。以R表示结构的抗力，以S表示相应的荷载，则功能函数可表示为:Z=g(R,S)=R-S。结构可靠度分析，是基于对结构的荷载和结构抗力的分析。
　　一、影响结构构件抗力的主要因素
　　结构构件承受作用效应的能力称为结构构件的抗力。结构构件的抗力包括结构构件承受外加作用的各种能力，对应于作用的种种效应，结构构件具有相应的各种抗力。强度验算时结构构件抗力表现为构件承载能力，变形验算时结构构件抗力表现为构件抵抗变形的能力。结构构件抗力不定性是指构成结构构件抗力的因素的变异性。构成结构构件抗力不定性的因素主要有三个方面:
　　(1)结构构件抗力固有的随机变异性。如构成结构构件抗力的主要因素、结构构件的材料性能及几何参数的变异性。
　　(2)理论知识不足引起的计算模式不定性。如结构构件抗力计算模式的不定性。
　　(3)统计不定性。指对结构构件抗力的概率分布及统计参数的估计偏差。
　　一般地说，材料性能和构件几何特性会随时间而变化，但变化很缓慢，通常把对抗力的各影响因素当作与时间无关的随机变量来考虑。通常的做法是分别找到影响结构构件抗力的各主要因素的统计参数，然后通过构件抗力与各因素之间的函数关系，即误差传递公式求出结构构件抗力的统计参数：
　　(1)材料性能是指各种物理力学性能，如强度、弹性模量、泊松比、收缩、膨胀等。由于材质、工艺、加荷方式、环境、尺寸等因素变异产生的结构构件材料性能的变异性称为结构构件材料性能的不定性。建筑材料力学性能通常是采用标准小试件，并按标准试验方法求得，对结构构件而言，实际工作条件与标准试验条件不相同，并且存在尺寸效应，因此，结构构件的材料力学性能与标准小试件材料力学性能存在差异。
　　(2)由于装饰工程构件尺寸制作和安装误差等因素引起的构件几何参数的变异性称为结构构件几何特征的不定性。它反映了构件的设计尺寸与制作、安装到位后的构件实际尺寸的差异。通常结构构件的几何参数(各种截面几何特征)有:高度、宽度、面积、面积矩、惯性矩、抵抗矩、混凝土保护层厚度、箍筋间距、结构的长度、跨度、力的偏心距等;
　　二、建筑结构作用的统计分析
　　结构建筑物在工作寿命期内要承受各种外部因素的影响。使结构产生应力与变形的外部因素称为作用。作用有直接作用和间接作用之分。直接作用系指施加在结构上的集中力或分布力，又称荷载，如结构构件的自重，楼面上或桥面上的人群和物品、风荷载、雪荷载、车辆荷载、土压力、水压力等，称为荷载。间接作用系指引起结构外加变形和约束变形的原因，如温度变化、基础不均匀沉降、焊接变形、材料的收缩和徐变、地震等现象，称为结构的外加变形或约束变形。结构上的直接作用(荷载)可以按其随时间的变异、随空间的变异、对结构的反应性质进行分类：
　　(1)荷载按随时间的变异分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
　　(2)荷载按空间位置的变异分为固定荷载、自由荷载。
　　(3)按结构反应特性分为静态荷载、动态荷载。
　　现行荷载规范中的几种主要荷载可分#p#副标题#e#属为：
　　(1)恒载属于固定、静态的永久作用;
　　(2)民用建筑的楼面活荷载及桥面上的人群荷载是可动的可变荷载;
　　(3)风荷载是可动的可变荷载，其中稳定风压属于静态，脉动风压属于动态;
　　(4)雪荷载一般可认为是固定的可变荷载;
　　(5)吊车荷载及车辆荷载是可动的可变荷载。
　　在结构荷载研究中，永久荷载，如恒载，随时间的变化很小，近似保持恒定的量值，一般选用随机变量作为概率模型。对于可变荷载，如活荷载、风荷载、雪荷载等，一般选用随机过程或时间序列作为概率模型。可变荷载以随机过程作为基本概型，我国《建筑结构可靠度设计统一标准》采用平稳二项随机过程作为办公楼、住宅、商店等楼面活载，以及风、雪荷载的概率模型。平稳二项随机过程的样本函数为等时段的矩形波。
　　三.建筑装饰对结构构件抗力的影响：
　　建筑装饰是为了满足人们的视觉要求和功能要求而对建筑物进行的艺术加工，在建筑物的主体结构工程以外进行的门、窗、楼梯、隔断等配件的装饰以及墙面、柱面、梁面、顶棚、地面、楼面等表面的修饰。
　　(1)装饰荷载概述
　　对于民用建筑结构，楼面活荷载主要指人群走动、室内家具、贮存物品、陈列样品等。建筑装饰荷载直接作用在结构上，属于楼面活荷载，它包括楼地面装饰层、顶棚装饰、墙面装饰、室内家具等持久性荷载，还包括装饰施工时的临时性荷载。建筑装饰随社会的发展而变化，在结构的生命期内多次变化。据统计，平均每隔6-10年，住宅结构进行一次新的装饰，商用建筑进行翻修的周期更短。伴随装饰的变化，装饰荷载在结构的服役期内相应地发生变化。对于住宅结构，装饰荷载具有很大的可变性和随机性，各住户可能在不同的时间，重新装饰自己的公寓，所以装饰荷载的作用时间的间隔不同。在空间上，由于各用户的选择不同而不同（如选大理石地面、木地板地面或地毯地面）选择不同，作用在主体结构上的荷载不同。
　　(2)装饰荷载的分析
　　选择荷载随时间变异的概率模型，在结构可靠性分析中主要是为了估计在规定的使用期限内，结构上可能发生的最大荷载值，以及在若干个性质不同的荷载作用下，可能发生的最大荷载组合值。各类荷载中，结构自重不随时间变异，其他大部分荷载都随时间变化，风的脉动作用，雪的堆积和融化，楼面上人和物的出现、移动和消失，都与时间相关。装饰中不随意变动的地面、墙面、顶棚和家具等，只是在一段较长的时间保持不变，但在结构整个使用期内，发生多次变动。建筑装饰产生的荷载主要持久性活荷载和临时性活荷载。由于临时性活荷载作用时间短，不易统计，在此只考虑持久性活荷载。
　　由《建筑结构可靠度设计统一标准》3.0.11可知，结构构件承载能力极限状态的可靠指标，安全等级为三级的延性破坏的可靠指标为2.7，二级为3.2，一级为3.7。装饰后，经核算楼板的可靠指标与装饰前相比较，有所下降，装饰荷载越大，可靠指标下降越多，但是，每种情况下装饰后，楼板的可靠指标仍然符合规范要求，没有降低构件的安全等级。同样的楼板结构，在简支计算时，楼板的可靠指标较低，装饰前，其可靠指标β仅为4.195，而连续梁计算时，跨中、支座的可靠指标分别6.572、5.209，远大于要求的3.7,具有较大的安全储备。在装饰荷载组合作用下，在简支计算的情况下，楼板的可靠指标下降幅度大，安全等级下降，由一级下降到二级、三级，而连续梁计算情况下，楼板的可靠指标有所降低，但是都大于3.7的一级要求，构件的安全等级不变。
　　可见，在设计时，提高结构的安全储备，能有效地防止装饰荷载带来的安全问题。
　　参考文献：
　　1.杨婷连等，各种装修材料对楼板可靠度的影响研究四川建筑科学研究，2004(9)
　　2.方蕾，李红霞浅议室内装饰对住宅建筑的影响，山西建筑2004(5)
　　作者简介：#p#副标题#e#李喜民男生于1972年11月本科学历工程师现任中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司总监理工程师
　　通讯地址：邮编：066004秦皇岛市河北建材职业技术学院党委宣传部吴爱萍电话：13133508589