引 言

我国的土木工程工程涉及房屋、道路、铁路、桥梁、园林等领域。在有限的资源和时间条件下，保证整体结构更加安全耐用。因此，为了确保工程结构的整体性能，应着重考虑其可靠性。随着新型建筑的兴起，比如被动式房屋的出现，对其进行可靠性分析就显得十分必要。

1 土木工程结构可靠性的含义分析

土木工程结构的可靠性，是指在特定的时期、特定的环境中，对结构的安全性、适用性和耐用性的需求。安全内容包括两方面：一是在建筑过程中能够经受各种工作环境，保证工人的人身安全。二是能够抵御地震、洪水、台风等特殊的自然气候环境。耐用性是指在项目的应用过程中，其功能能够正常的发挥。耐久性是指在正常的维修和维修条件下，工程在某一时期内仍然可以正常工作。在数学上，可以用可靠性来表示结构的可靠性。可靠性是指在特定的时间、环境中，工程能否顺利地完成其正常工作的可能性。工程结构的可靠性受到原材料、荷载、数学参数、函数精度等诸多因素的影响。

2 土木工程结构可靠性研究的进展现状

2.1 结构抗震可靠性研究

在工程结构设计中，主要考虑地震、强风、波浪力等动态影响。它们的影响既具有时空上的随机性，影响强度也具有一定的随机性。因而，国内对结构抗震可靠性的研究日益增多。在进行结构的抗震可靠性分析时，一般采用首次超越和低周疲劳破坏的方法。在弹性计算中，首次超越的界限一般以构件的承载力容许值为准。当前，一些学者认为，基于这一点，应该对“模糊临界”进行研究。

2.2 岩石工程的可靠性研究

80年代初，我国在岩土工程中运用概率统计的问题引起了人们的广泛关注。经过多年的研究和发展，基本形成如下几个方面：（1）关于概念的讨论，这方面的内容很少，但很重要。（2）在岩土工程可靠性分析中，岩土参数估计是一个重要而又困难的问题。（3）在各种岩土工程问题中，应用的可靠性的分析方法，除一次二阶矩验算点法以外，还采用随机有限元、高阶矩、Monte一Carlo等方法对岩土工程进行可靠性分析。在目前的岩土工程可靠性研究中，相对于上部结构，其成果还没有成熟到可以应用的程度。但是，与上层结构的设计原理存在差异的情况也不能持续太秀，因此必须加快实用化的研究。

2.3 结构体系可靠性研究

由于结构可靠性理论在各工程领域的中的应用越来越广泛，越来越多的人认识到，结构系统的可靠性不能只从局部构件来衡量。所以，目前在设计规范中所提出的结构目标指标，其实就是指结构的失效问题。对于各部件构成的结构系统，其可靠性应该根据系统的各个故障类型和各部件的极限状态方程来计算。

3 影响土木工程结构可靠性的因素

3.1 不规律性因素

在土木工程施工中，由于各种原因，各种事故都有可能出现。因此，在完成所有的土木工程时，都会出现一些不规律性的因素。例如，在土木工程施工中，建筑材料的检查是随机的，没有任何规律可言。从数据统计的角度来看，每一种建筑材料的强度、硬度、弯曲程度等的数值都是不同的，而在这些不同的参数之间，难免会有一些偏差，这就是土木工程的不规律性。而且，在施工的时候，难免会出现一些意外。每次施工的时间、环境等外部环境都是不同的。因此，土木工程结构的不规律性对土木工程结构的可靠性有一定的影响。

3.2 土木工程结构的不完整性

事物是一个有机的整体，是由很多因素密切结合起来的。在土木工程结构中，它的不完整性主要表现为：一是测量难度大、统计计算复杂。二是技术和科技水平制约了人们对客观事物的理解。例如，对于未完成的项目是否能够抵御地震灾害、能够抵御几个级别的地震灾害，这些都是不可能准确掌握的。

3.3 土木工程结构的模糊性

土木工程结构中，在概念、归属等方面存在诸多客观因素。例如，在工程结构的安全性和危险性的中间界定、适用或不适用的界定，精确性都无法做到绝对。这种模糊性，对土木工程结构的可靠性产生了一定的影响。

4 土木工程设计的不足以及施工过程存在的问题

4.1 施工过程存在的问题

在保证工程质量的前提下，选用合适的材料是十分重要的。当前建材采购员普遍缺少职业道德，只知道做好采购工作，却忽视了采购的质量。无论是对设备的规格和使用时间都一窍不通，因此很难提高工程质量。

4.2 承重柱设计不合理

承重柱承受结构中梁、板传递的荷载，并传递给基础。在设计时，如果承重柱的截面积不足或者设计强度不足，就会导致结构出现裂缝、沉降等问题。此外，在建筑的结构中，还有不设基础的构造柱，以加强结构的整体稳定性。设计时应明确构造柱和承重柱的设计指标，以免保证结构质量。

4.3 土木工程安全性问题

从实践角度来看，目前我国的土木工程结构设计还存在着许多问题，这些问题的可行性并不是很好，并没有能够真正的应用于实际。但由于结构设计不可靠，导致工程安全成为一张白纸，因此必须加强结构设计，合理选用合理的设计方案，以确保工程的安全。然而，由于我国的工程技术水平较低，工程技术人员在实际工作中不能全面实施工程进度，使得工程质量的优化一直是一个很大的问题。

5 提升土木工程结构可靠性的相应措施

5.1 更新理论知识，提高技术水平

现阶段我国土木工程领域现有的理论知识还不能支撑整个行业的快速发展。因此，我们必须不断地从国外，特别是在土木工程方面取得显著进步的发达国家更新和丰富我们的知识库，以提高我国的技术水平。比如德国有很多装配式房屋建设的经验，他们对装配式房屋的建设甚至施工工艺都有自己独特的见解。因此，我们需要在引进相关技术的前提下，借助相关技术人才对我们的工程技术进行培训，从而进一步提高工程技术水平。同时，应建立科研机构和科研基金，促进我国现有技术的研究、开发和应用。

5.2 完善我国的建筑规范及标准及法律法规

当前，我国的土木工程产业发展迅速，工艺、材料、技术更替迅速，因此，土木工程结构的设计标准还有待于适应产业的发展而不断地进行优化和调整。在进行设计工作时，要做到有章可循，要及时地对国内外现有的设计规范与技术标准进行归纳和吸收，并对其进行改进，使其达到更高的水平。此外，工程结构可靠性问题非同小可，要强化施工市场的质量管理，就必须建立健全的法律法规。有了法律的约束，才能提高设计者的工作责任心，对工作的结果负责，而不是为了眼前的利益，盲目地去设计。

5.3 加大对土木工程建筑质量的监控

质量监控是土木工程建设的重点，是建设项目的重点。如果工程质量没有得到保障，那么工程的整体价值也将荡然无存。建筑工程质量直接影响到企业的经济效益，同时也是企业发展的重要因素。为了保证工程质量，必须在工程建设中解决工程质量问题，不断提高工程质量管理水平，保证工程质量的实现。为达到既定目的，设计者必须不断提高自身素质，提高自身的专业水准。在设计工作开始前，要对客户的需求进行全面的调研和分析，并针对企业的实际情况进行结构设计，以保证设计的科学性和合理性。因此，对项目进行全面的质量监控，对各工序进行严格的质量管理，可以保证项目的总体质量。

5.4 规范设计标准，建立完善体制

现阶段，土木工程结构的模糊性和随机性一直是影响结构整体可靠性的重要因素。因此，在保证工程安全性、适用性和耐久性的前提下，有必要针对这些问题制定相应的对策。与此同时，规范设计标准，建立健全制度。比如在建筑工程中，因为各种因素的影响，不同的建筑会受到不同的影响，所以可以制定一些相关的标准来缩小这个差距。比如在混凝土的配比和搅拌上，可以制定相应的规范来保证混凝土的质量，这样就增加降低了施工的风险。此外，还应借鉴国外在设计、施工、竣工验收等阶段的先进经验，制定相对完善的标准体系。而且在工程监理中，要严格保证工程的可靠性，对处于模糊临界状态的工程进行检查，防止不确定状态的出现，确保工程安全。

5.5 地基结构设计中的优化

在地基设计阶段，设计单位要对地基进行现场勘察，并依据相关的地质报告和工程实际数据，确定结构的承载力和外力。以此来确定结构的承载力区间，并请专家对地基进行绘图和计算，以确保地基的稳定，防止由于外部压力引起的不均匀沉降。在进行基础加固时，应综合考虑施工工艺、材料，选用适当的基础技术，一般包括：独立基础、浅基础、深基础、桩基等。在选用材料时，必须确保材料的强度等级，确定其主要性能，确保施工中不会出现的质量问题。并对可能使用的钢筋进行计算，考虑到基础的内部预应力。另外，在进行地基压实时，要尽可能地确保其稳定，避免选用类似于软土性质的材料，防止其自身的压缩和膨胀，注意结构的紧密性。

5.6 结构施工图设计中的优化

在设计图纸时，为了确保图纸的完整性、准确性和灵活性，设计者必须充分考虑图纸的使用。首先，在设计时，要确定具体的工程类型，确定其位置、尺寸、数量等。这样就能确保在工程中的细节问题得以解决。其次，设计人员要对工程中的关键工程进行细致的分析，特别是在施工工艺、选材等方面，要确保计算结果的精确性，如基坑深度、承载力、截面等。另外，设计者要在图纸上标注出相应的预埋件和设备，并附上编号和详细的图纸。若出现问题，则要对设计图纸进行修改，以确保其灵活性。

5.7 提升结构设计的安全性

为了使设计的安全性、科学性、可靠性得到有效保障，建设单位必须对设计机构进行资质审核，选择具有较高资质和技术水平的设计机构，摒弃传统的设计思想和方法，采取先进的设计思想和方法。同时，还要对结构设计者的资质进行审查，以保证在土木工程结构的设计中不存在任何疏漏。在土木工程结构设计完成后，必须严格审查设计图纸，认真核对设计图纸上的各项资料，以保证其结构设计与施工实际相符。

5.8 拓展研究方向

过去，对土木工程结构可靠性的研究多采用常规的方法进行分析和研究，以期提高结构的可靠性。然而，在实践中，许多研究成果因其随机性、模糊性、不完整性等因素而无法应用到实践中。因此，应采用新的方法和方法，改变研究方法，比如，对工程结构的失效概率进行分析，因为其与可靠性的反向关系，其可靠性与失效概率具有互补关系，可以从失效概率函数中得到可靠性，从而可以对其可靠性进行衡量。例如，目前的工程结构设计大多是基于概率的极限状态分析，未来的研究可以从概率到性能，根据用户的需求，来决定工程的目标性能，并根据目标的特性来选择设计方案，并对其进行风险评估，以提高工程的可靠性。

5.9 控制多参数设计安全积累问题

在多参数问题上，一般采用比例分析选取一个主参数，用主参数的公式表示，其他参数的基本方程用公式表示。在土木工程的结构设计中，由于多个参数的累积，往往会影响结构的整体可靠性。因此，专业技术人员必须对多个参数或设计方案进行综合评价，选择影响最大的主要参数，以增加其可靠性和代表性，并将主要参数控制结构的可靠性。

6 土木工程结构可靠性研究的进展

6.1 结构体系可靠性研究

随着越来越多的工程应用，对结构可靠性的研究也越来越深入。众所周知，一个结构系统的可靠性不能简单地由其局部部件的失效形式的可靠性来度量。所以现在的设计，就是为了解决这个问题。1986年，国家工程结构基础标准委员会召开了关于系统可靠性的会议，并对其进行了深入的研究，从而推动了该领域的发展。

6.2 结构疲劳可靠性研究

随着铁路桥梁、吊车梁、海洋建筑物等承载疲劳载荷的建筑越来越多，结构可靠性的研究也逐渐被人们所重视。国家建委会和中国建筑研究院都给予了大量的资金支持，并进行了大量的实验研究，为今后的工作提供了一些思路和经验。

结束语

简而言之，对土木工程结构的可靠性问题进行了深入的探讨，将会对企业的生产经营和未来的发展起到重要的指导作用。由于土木工程施工过程中存在着随机性、模糊性、不完整性等多种因素，因此应强化规范与标准的统一，强化技术创新、拓宽工程技术领域、提高人才质量、促进土木工程结构的可靠性、持续发展。

参考文献

[1] 张玮.土木工程结构设计中的抗震问题[J].智能城市,2019,5(08):32-33.

[2] 贺国华.谈土木工程结构设计中的抗震设计要点[J].山西建筑,2019,45(02):32-33.

[3] 张健. 土木工程结构设计中的安全性与经济性分析[J]. 价值工程,2021,40(31):46-48.

[4] 张志磊. 浅谈钢筋混凝土结构设计可靠性[J]. 建筑工程技术与设计,2018(12):1374.