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“学科馆员”(Subject Librarian)，是指图书馆既具有某个学科的专业学历，又具有情报信息专业知识和技能的复合型人才，通常被誉为学科文献专家(Bibliographer)。我国的学科馆员制度是在借鉴国外学科馆员制度成功实施的基础E发展起来的。1998年清华大学图书馆成立了“学科馆员小组”，开创了我国图书馆学科馆员制度的先河。随后，西安交通大学、北京大学、武汉大学等高校图书馆纷纷效仿，到目前为止我国已有近60所大学实(试珩了学科馆员制度)。
1我校的学科结构现状与图书馆建设
1．1加强重学科建设。我校自1954年成为国家首批确定的6所重点大学以来，一直重视重点学科的发展，例如材料、航天、土木、计算机等学院都都取得了辉煌的成绩。其中，一级学科博士、硕士学位授权点18个；二级学科博士、硕士授权点81个。国家工科基础课程教学基地(5个)，国家重点实验室(8个)，省、部级重点研究(院、所、中心)、实验室(36个)，国家工程研究中42，(3个)，中国科学院院士、中国工程院院士(22人)。1996年我校首批进入国家“2l1工程”重氨彦没的院校。经过“211工程”、‘’985工程”的重点建设我校已经发展成为一所以理工为主，理、工、管、文、经、法相结合，多学科、开放式、研究型的国家重大学。
1.2促进薄弱学科发展。近几年来，随着我国高等教育改革的深化，高等院校纷纷合并，学校规模、专业规模不断扩大。在这一形式下，我校也加大了薄弱学科的发展力度。文科专业是我校的薄弱环节，1995年哈工大文与社会科学学院成立了，它标志着我校的文科建设迈上了—个新的台阶。人文学院学科门类涉及哲学、经济学、法学、文学、历史学、管理学，一级学科8个。有社会学、国际经济与贸易、汉语言文学、思想政治教育4个本科专业，社会学和国际经济与贸易是黑龙江省重点建设专业；有哲学、社会学和理论3个硕士学位—级学科授枧(覆盖22个二级学科硕士点)，其中有9个二级学科硕士学位授权点招生，1个社会工程与管理博土；承担面向全校开设的从本科生层次到博士生层次的思想政治理论公共课，以及大量的人文素质教育公共选修课。
1.3图书馆的学科化服务模式。图书馆是学校的文献信息中心，是教学科研的重要组成部分和辅助部门。高校图书馆为各学科服务的宗旨是：以其丰富的文献信息资源重点支持优势学科，辅助薄弱学科。面对我校各学科迅猛发展的形势，图书馆也必须紧跟时代步伐，转变观念。如何发挥各院系原有的学科优势，促进新成立学科专的发展，是学校教学科研中的一件大事。许多高校图书馆的学者同仁们就此问题进行了积极的探讨，提出了许多具有指导作用的建议和对策，其主要观点就是建立学科馆员制度。建立学科馆员制度，图书馆就可以加强同院系之间的紧密联系，及时了解他们在文献信息方面的需求，有针对陆地开展工作。
2我校建立文科学科馆员制度的必要性及学科馆员的服务要求
2．1文科学科馆员制度建立的必要性。我校文科发展已初具规模，完备的学科建设对高校图书馆的发展提出了更高的要求：
(1)对藏书建设提出更高的要求：我馆藏书传统以重点学科为主，忽视薄弱学科。新兴学科尤其是文科的发展，促使我馆要重视文科文献资源的建设，以满足文科科研需求。
(2)对信息服务的整体水平提出更高的要求：以往信息服务的对象主要是重点学科，而今随着人文学科的发展壮大，服务对象已扩大到各个学科领域。这一突如其来的变化领馆员们猝不及防，加强对薄弱学科的服务力度势在必行。
(3)对服务手段、服务方式提出更高的要求：以往馆员注重的是重点学科的服务，对薄弱学科，从藏书到信息检索都不太重视。而新学科的发展要求馆员应迅速了解新学科的发展动态，为各学科的学生及科研人员提供完善的基础和高端服务。
(4)对用户信息教育提出更高的要求：关于外文数据库，以往馆员只重视重点学科数据库的使用和检索，而对于一些文科方面的数据库了解不够深入。学科馆员应该熟练掌握文科期刊数据库，如SAGE。并能根据用户的需要进行科技查新。
2．2文科学科馆员的服务要求。首先，学科馆员要融人一线，服务—线。作为我校的文科学科馆员跟其他学科有所不同，重点学科的服务较为成熟。而文科在学校由于是后起之秀，好多科研人员对图书馆的服务并不十分熟悉。这就要求文科学科馆员尽可能多的到院里，到科研一线。为用户提供随时随地的服务。其次，用户在信息保障、信息需求、信息服务上存在的问题，服务该院(所)的学科馆员都必须履行全责。学科馆员要为服务的过程和效果负责。解决不同研究所的不同问题，没有既定的模式可以遵循，没有现成的经验可以借鉴，只有学科馆员自己去探索，去创新。最后，对大量原始文献进行集中分析论证后编写成述评、专题报告、综述等浓缩型情报资料，直接供大家利用以加快教学科研进程。
3关于我馆建立文科学科馆员的几建议
3.1提高馆员素质，加强专业人才的引进。图书馆应加强。专业人才的引进，针对学科专业情况，按照合理的结构比例，有计划地在瞳上和结构上不断完善学科馆员队伍。现有人力资源的开发，则是对现有图书馆员的培养和提高，以期尽快达到学科馆员的条件和要求，这是现实而紧迫的任务。
3.2建立突出专业性和服务综合性相结合的全新管理模式。固有管理模式与学科馆员制度冲突的问题，可以考虑将学科馆员按照对口学科设为各个书库的主管(如文科学科馆员可以分管中文社科阅览室)，而不是隶属于信息咨询部，避免与文献资源部门和网络资源部门协作的不通畅。学科馆员成为专业书库的主管后，承担专业书库文献资源的建设、管理和服务工作。还可以跟踪学科前沿课题，围绕教学和科研课题搜集整理资料，配合所负责学院开展定题跟踪服务，从而充分发挥其学术价值和服务价值。
3.3建立合理的考评体系。学科馆员可以实施优胜劣汰的考核评价体系，根据各个馆员的具体工作内容(馆藏发展、经费合理使用、参与咨询课题的情况、举行讲座的数量及效果等)进行年终测评。除了上述测评之外还要收集各个学科的师生对本学科的学科馆员工作的评价意见，将服务对象的满意度作为测评的另—个重要标准。与此同时，馆内还可以定期开展各类学科的考试考核，让更多的有实力的工作人员有机会参与竞争，优胜劣汰。这样，既保证学科馆员服务的高质量，又促进了工作人员整体素质的提高，有利于学科馆员人才的培养和更新。
结语：图书馆已不再是—个封闭的系统，而是—个开放的多功能的信息中心。尽管传统图书馆与现代图书馆将并存发展，但传统图书馆那种被动的服务方式已经没有生存的根基。用户信息环境已发生根本性变化，图书馆也必须因需要而变，动态适应用户的变化。学科馆员制度要达到既定的目的和成效，不是一朝一夕就能实现的，基础的薄弱要求我们不能只看一时的效果，要从长远的目标来看制度实施后所带来的虽迟缓但持续的进步。我们要在创新中不断摸索，寻找符合本馆实际的发展途径和方式，探索出一条适合我国学科馆员制度发展的道路，以适应社会化和信息化相结合的现代图书馆。
2．2文科学科馆员的服务要求。首先，学科馆员要融人一线，服务—线。作为我校的文科学科馆员跟其他学科有所不同，重点学科的服务较为成熟。而文科在学校由于是后起之秀，好多科研人员对图书馆的服务并不十分熟悉。这就要求文科学科馆员尽可能多的到院里，到科研一线。为用户提供随时随地的服务。其次，用户在信息保障、信息需求、信息服务上存在的问题，服务该院(所)的学科馆员都必须履行全责。学科馆员要为服务的过程和效果负责。解决不同研究所的不同问题，没有既定的模式可以遵循，没有现成的经验可以借鉴，只有学科馆员自己去探索，去创新。最后，对大量原始文献进行集中分析论证后编写成述评、专题报告、综述等浓缩型情报资料，直接供大家利用以加快教学科研进程。
3关于我馆建立文科学科馆员的几建议
3.1提高馆员素质，加强专业人才的引进。图书馆应加强。专业人才的引进，针对学科专业情况，按照合理的结构比例，有计划地在瞳上和结构上不断完善学科馆员队伍。现有人力资源的开发，则是对现有图书馆员的培养和提高，以期尽快达到学科馆员的条件和要求，这是现实而紧迫的任务。
中图分类号：G623.2 文献标识码： C 文章编号：1672-1578（2012)04-0194-01
语文新课程标准实行以来，语文教学向多样化转变。新课标下的语文教学具有更新型的特点。教师在小学语文的教学方面不仅要注重培养学生获得知识的能力，也要注重学生思维的培养。在课堂实施新型教学方式，既能培养学生的独立思考能力，又能培养学生的创新能力和创新精神[1]。本文就课堂如何培养小学生独立思考精神展开讨论。
1 创造情景，激发学生独立思考的兴趣
俗话说，兴趣是最好的老师。有心理学家认为，一切有成效的活动都必须以兴趣作为基础。兴趣在学生的学习中起着很大的作用，在语文学习中也不例外[2]。小学生一旦对语文学习产生了兴趣，他们就会进入积极的、最活跃的语文思维状态，其潜能便会得到开发，主体性也会得到弘扬。因此，在语文教学中要不失时机地创设语文的学习情景，激发学生学习的兴趣。可以从以下几方面来创设情景来以此激发学生学习的兴趣。
1.1激情导入，培养学生学习语文的兴趣
课文的导入可以多样化，不同的语文教师可以选择不同的导入方式，但是所选方式一定要以激发学生的学习兴趣为目的。教师可以设置相应课文题目的悬念，将学生一步一步地引入到课文中，学生的自主学习兴趣就会得到激发。例如，教师要上《孟母教子》一课时，就可以首先给同学们设置一个好的情景。教师可以这样说“想必同学们都有自己崇拜的伟人吧，但是你们是否知道他们小的时候就很刻苦努力的读书了呢？要是他们小时候生长在不好的环境中，那么他们的母亲会怎么办呢？今天我们要学习的就是这样一个有趣的故事：孟母教子。”通过这样的情景导入，使学生能够积极思考，同时也怀有一定的好奇心，能很好培养学生独立思考精神。
1.2创造轻松的教学氛围，设立良好的学习环境
目前的小学语文课堂教学中，教师总是会提出一些比较苛刻的问题，以此来激发学生思考的能力和兴趣。殊不知这样的教学方式不仅不能激发学生独立思考的兴趣，反而会使得学生对课堂学习产生厌倦的心理，带来负面效应。其实，发展个性要以宽松民主的学习气氛为前提，要让每一位学生轻松的上课，在课堂上放松压力，完全融入课堂的活跃气氛中，完全融入课文主人公的境遇中。这才是教师课堂教学的最高境界。例如在学习《开天辟地》一文时，教师可以让学生自己思考，想象出开天辟地的姿势，然后让学生在课堂上自己做出来。这样不仅能够活跃课堂气氛，激发学生学习课文的兴趣和欲望，更能够提高学生主动思考的能力，为学生以后的生活学习打下良好的基础。
2 让学生自主选择学习内容和方法，提高学生思考主动性
传统的语文课堂教学，过分强调预设和封闭，从而使课堂变得机械、沉闷和程式化，缺乏生气和乐趣，使学生的个性化阅读得不到发挥。新课程改革下的课堂教学，站在促进学生发展的位置上，尊重学生的个性化学习，以学定教。而以学定教不仅体现在学生自主选择学习的内容和方法 ，还应体现在教师对学生学习的引导和指导上。在实际课堂教学中，可以采取如下办法：
2.1自主选择学习的内容
学生自主选择自己所要学习的内容，可以使得不同的学生根据自己独特的爱好来学习不同的课文或同一课文的不同部分，这样在满足学生学习兴趣的基础上，提高了学生学习的主动性，培养了学生独立思考的能力，能收到非常好的效果，在学生积极主动投入学习方面能起到很好的效果。如学《再见了，亲人》时，教师可以告诉学生根据自己的爱好来思考，可以根据自己的喜爱选择自己认为最感人的部分来学习，也可以选择结合当时的历史背景来学，可以选择课文中主人公的性格特点来学等等。这完全地尊重了学生的个性差异的特点，而且学生在课文中学习到的新知识或由此而发现的新问题，都是自主学习的收获。总之，通过学生自主与文本对话，他们的思维发展了，有了新的感受，培养了学生独立思考的精神。
2.2自主选择学习方法
学习的主体是学生，不同的学生肯定有自己不同的学习方式，而不同的学习方式都有自己的优势，都可以获得很好的学习效果。所以，老师要基于这一点，培养学生自主学习的能力，培养学生独立思考的能力，在课堂教学中要尊重每一位学生的学习方法，并鼓励他们不断的进取。如在《海上日出》一课中，教师可以要求学生将自己最喜欢的课文内容用自己喜欢的方式进行学习，并做学习结果汇报。这样，在汇报时，有的学生就会满怀激情地描绘日出前、日出时、日出后的景象，有的则选择当中的词句的细细品味，有的则结合自己看日出的经历进行对比。教师遵循学生的个性差异，给予他们自主选择学习方法的空间，让学生个性得到最好的张扬，这也是培养学生自主思考精神的很有效途径。
3 结语
小学语文课堂教学是培养小学生独立思考精神的有效教学路径，能够起到很好的效果。小学语文教师在教学过程中一定要从培养学生的学习兴趣入手，尽力提高学生的创新思维能力，并且通过一定的途径将学生的创造性思维与实践结合起来，这样才能为学生将来的深入学习打下良好的基础。
本文将主要依据Chafe的框架,并根据学术语篇的特点以及具体语言分析的可操作性,考察大学生英语论文写作中言据性手段的使用状况。研究旨在回答下列问题:(1)大学生英语论文写作中言据性手段的使用与论文质量之间是否相关?(2)大学生论文写作中言据性成份习得的发展有何特点?(3)本研究结果对我国英语论文写作教学有何启发意义?
二、研究设计
所得数据来自国内某大学英语专业本科生的毕业论文共60篇,每篇约3000~4000字左右,是从137篇毕业论文中随机选出。选择本科生毕业论文主要基于以下考虑:首先,毕业论文在某种意义上是学术研究论文的习作,学术论文讲求言之有据,可以预期会出现较多的言据性手段;其次,本科生毕业论文应该具有较多的大学生中介语特征,因而可以展现更多的大学生在论文规范方面的习得过程。全部论文由4~5位专业教师组成的评审组依照教学大纲的有关规定评为优、良、中、及格、不及格五个等级。鉴于不及格者人数较少而不具代表性,样本主要从其余四个等级抽取。优、良等级中抽取30篇作为高分组,中、及格等级中抽取30篇作为低分组。参照言据性手段分类表,将每个样本中出现的言据性成分作手工统计归类并进行相关分析。为保证统计频率的内在效度,我们采用了Chafe[2]、胡壮麟[3]等的计算方式,即按每1000字内使用的言据性手段来统计言据性手段的使用频率,以避免因文章长短而导致的统计误差。
三、结果与讨论
(一)言据性手段的使用与论文得分之间的关系
表2言据性手段的使用与论文得分相关性
1.言语证据/引证。从表2可知,言语证据/引证手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·362;p<0·05)。在学术语篇中,言语证据的主要表现形式为对相关领域的其他研究者的引证。引证实践的意义首先在于明示信息的来源,以确保论断言之有据。论文中引证手段的使用,在相当程度上反映出作者对相关文献的熟悉程度,对该领域具有代表性的研究成果或前沿动态发展是否充分了解。一般说来,严谨负责的学术研究都会提供较为完备的参考文献。因此,引证手段的使用对论文质量具有一定的预测作用,是有其内在科学依据的。
2.感官证据/归纳。数据显示,感官证据/归纳手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·304;p<0·05)。在学术研究中,通过感官而感受到的现象、数据和结果等,一般被认为具有较高的可信度。[2]以此为基础做出进一步的推断,以揭示现象、数据背后隐藏的规律或模式,是获取知识的一种重要手段,因而是学术研究中广泛采用的一种研究方法。经验现实主义(experi-entialrealism)认为,对客观世界的认识来自对现实世界的经验,经验在人的认知和语言中具有重要性,因为从根本上讲意义是由人的具体经验所制约和激发的。[4]归纳推理是以人对客观世界的经验和认知模式为基础的,是体验现实的一种途径,通过推理可以使人类的个体经验变成有意义的东西,并在特定的语境中构成特定的语篇而获得意义。研究者正是通过推理语言的具体使用过程,对个体获得的经验进行定义,为学术共同体提供看待世界的新的视角。
3.假设/演绎。从表中可以看出,假设/演绎手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·251;p<0·05)。在学术研究中,演绎是基于某种假想进行推理验证而获得理论的过程。该方法强调研究的客观性,研究者要以局外人的视角,进行推断性的、验证性的研究,因而一般被认为具有可信度高、可重复性等特点,是学术研究中普遍采用的一种研究方法。[5]所以,演绎与归纳一样,其使用对论文质量往往具有正面促进作用。
4.信念。信念手段的使用与论文质量之间存在着显著性相关,但方向为负(r=—·379;p<0·05),这说明过多使用该手段反而可能对论文造成负面影响。Chafe对母语研究者的书面语作过统计,发现信念这种手段出现的频率非常低。[2]原因就在于信念手段是用于表示作者个人的观点或想法,学术论文中往往较少采用这种主要突出个人主观见解而不强调说话证据的方式。学术研究中对个人主观意识的抑制,是与学术话语追求科学客观性的实践相一致的。对一项学术研究的评价,主要取决于该研究自身所展现的价值,而不是研究者的主观意识。所以本研究发现应该说从反面验证了Chafe研究结论的正确性。
5.可靠度。数据显示,可靠度手段的使用与论文得分之间呈现出微弱相关,但未达到显著性水平(r=·158;p<0·05),说明该手段的使用对论文质量不具有预测能力。
(二)中国大学生言据性成份习得的发展特点
表3高分组、低分组言据性手段使用统计对照表均值标准差低分组高分组低分组高分组
为了解不同程度的大学生在言据性成份使用方面的发展特点,我们将不同分组的大学生言据性成份使用情况进行统计学描述(见表3),分析其均值和标准差,发现言据性成份的运用水平与其使用的数量或质量之间存在着不同程度的关联。
1.与使用的数量、质量都相关。引证。在引证手段的使用中,虽然低分组的均值低于高分组(1·17vs·2·75),但低分组的标准差却明显高于高分组(1·44vs·0·68),说明低分组的大学生在引证手段的使用频率上差异较大,而论文分数却同样较低。这是否意味着论文中引证的运用水平不仅取决于使用的数量,还可能与其他因素相关。部分低分组大学生在论文中虽然使用了相当数量的引证,但仔细审视后不难发现这些引证与其课题的相关程度并不明显,有强拉硬扯一些名人的研究的嫌疑。这就是引证中所谓的名声效应(reputationeffects)现象。White(怀特)[6]的调查发现,有证据表明,在学术论文的引证中的确存在着这种现象。这种“复杂的引证动机”在学术界虽非主流,但也产生了一些负面影响。
假设/演绎。观察论文中假设/演绎的使用情况,发现高分组与低分组的差异不仅与使用频率、还与使用的质量相关。演绎作为一种获取知识的方式,往往会有一定的假设条件,该假设条件(明示的或隐含的)的可信与否至关重要。一般来说,假设的条件可分为两类,[7]其一,表示假设条件的小句与其主句所表述的因果关系符合自然规律或事理,这种假设条件容易为话语双方所认可,演绎出的结论自然也容易为双方所接受。例如:
Ifyouhavenoelectricity,thecomputerdoesn’twork·
另一类假设表示的不是条件与结果之间的因果关系,而只是说话人以自己已有的经验对事物作出的主观化的推断,表现为说话人以自身特有的“实据”为基础推知主句事态的认知过程。
例如:
在学术语话实践中,作者总是倾向于努力寻求双方可能共有的某种假设基础,使所提的假设条件容易得到对方认可和接受,以促进交际双方的积极认同,达到说服对方的目的。这一点在论辩语体中体现得尤其充分。对比高分组与低分组的使用情况,可以看出,总体来说,高分组的学生较多考虑了假设条件的合理性、适度性和可接受性,而低分组的学生则更多地考虑个人的主观愿望,较少关注读者的心理状态。也就是说,假设/演绎使用质量的不同,可以影响话语的可接受性。
2.主要与使用质量相关。可靠度。从表3可看出,无论是高分组还是低分组,可靠度手段的使用频率都较高(15·02vs·16·87)。通过对样本的细致分析,可以发现可靠度的使用水平并不主要取决于量的多少,而是是否使用得当的问题。学术语篇强调论证的严密性,论断的真实性至关重要。
一般说来,一个学术论断未被学术界普遍接受之前,其真实性都具有统计学上称为“或然”的性质。出于学术上的审慎,作者对新论断的真实性往往会使用一些审慎的评价手段,最常见的就是“模糊限制语”。这些手段可在一定程度上降低作者对命题真值的许诺程度,使作者可以“预见并设法避免他人对其论断作出负面反应”。在样本中,仅有为数不多的大学生能够较为得体地运用一些审慎的可靠度手段,体现出某种学术严谨性。多数大学生则并未意识到这一点,往往过多依赖一些强势语如“should”、“must”、“certainly”、“surely”等,希望依靠此类词语来强说自己的观点有理,令读者感到作者的咄咄逼人的口吻。高分组与低分组的论文中,这方面大多处理得不够妥当。
3.中介语特点。信念。在信念手段的使用上,高分组与低分组均出现了较高的使用频率(0·83vs·1·25),大大高于Chafe的统计数据(0·06)。[2]这与有关研究的统计发现是一致的:二语大学生在写作中往往过度使用诸如“Ithink”一类词块作为表达个人观点的态度标记语(stancemarker),中国英语大学生尤其喜欢使用诸如“Ithink”、“inmyopinion”等词语,超过国外二语大学生一倍,超过本族语者十几倍。[8]仔细分析学生样本后可以看出,论文中的“Ithink”等主要用于引导一种肯定的命题,表示出作者强烈的主观性,这显然有悖于前面所提到的学术追求科学客观性的实践。中国英语大学生这种高频率的使用倾向表现出了中介语的特征,可能与母语的影响有关。
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
目前,国际上大多数国家的结构设计规范虽然已经采用了基于概率的极限状态设计方法,但是由于土木工程结构的特殊性和复杂性,结构可靠度分析的应用只局限于构件的层次上,并采用分项系数来考虑不确定性因素的影响。由于土木工程结构都是具有很高冗余度的超静定结构,结构体系的特性要比结构构件的特性重要得多,因此,在设计中如何考虑结构体系的特性是一个十分关键的问题。基于功能的结构体系可靠度分析,最初由美国学者在结构抗震设计中提出,其基本思想就是使结构在荷载作用下能够维持所要求的功能水平。将结构体系可靠度与结构的某种功能联系起来,使得体系可靠度的概念更加明确,也更符合实际情况,而且计算也更加简便。因此,近年来,基于功能的结构体系可靠度分析引起了工程界的广泛关注。
一、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.
1.事物的随机性。 所谓事物的随机性,是由于事件发生的条件不充分,使得在条件与结果之间不能出现必然的因果关系,从而事件的出现与否表现出不确定性,这种不确定性称为随机性. 研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、随机过程和数理统计.
2.事物的模糊性。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,非明确的,主要表现在客观事物差异的中间过渡中的“不分明性”,即“模糊性”. 研究和处理模糊性的数学方法主要是1965年美国自动控制专家查德(L.A.Zadeh)教授创始的“模糊数学”.
3.事物知识的不完善性。 事物是由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体。人们常用颜色来简单地描述掌握事物知识的完善程度,并把事物(或称系统)分为三类：白色系统、黑色系统、灰色系统。对知识的不完善性处理还没有成熟的数学方法,在工程实践中只能由有经验的专家对这种不确定性进行评估,引入经验参数。例如, “待建”桥梁未来承受的车辆荷载可引入经验的发展系数,作为一种权宜的处理方法。
二、结构可靠性基本理论与方法
1. 一次二阶矩法:按照现行结构可靠度设计统一标准的定义,结构可靠度为结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。结构可靠性理论的研究,起源于对结构设计、施工和使用过程中存在的不确定性的认识,以及结构设计风险决策理论中计算结构失效概率的需要。早期的可靠度计算方法是只考虑随机变量平均值和标准差的所谓“二阶矩模式”,可靠度用可靠指标表示。
对于结果功能函数随机变量服从正态分布的情形,在概率密度曲线坐标中,功能函数的平均值为曲线的峰值点到结构功能函数等于0(极限状态方程)点的距离,可用标准差的倍数表示,这个倍数就是二阶矩模式中的可靠指标。而如果将结构功能函数随机变量线性变换为一个标准正态随机变量,则在新的概率密度曲线坐标中,可靠指标为坐标原点到极限状态面的距离。将这一几何概念进行推广,提出了结构可靠指标的新定义,将可靠指标定义为标准正态空间内(随机变量的平均值为0,标准差为1),坐标原点到极限状态曲面的最短距离,原点向曲线垂线的垂足为验算点。可以很容易的证明,如此定义的可靠指标,也是将非线函数在其验算点处线性化后的线性函数所对应的二阶矩模式的可靠指标。国际上常用的变换方法称为JC法,国内提出了简便实用、精度与JC法相差不多的实用分析法。
在上面的可靠度分析方法中,无论随机变量服从正态分布,还是不服从正态分布,无论随机变量是相关的,还是不相关的,都只使用了结构功能函数的一次项(或泰勒展开级数的线性项)和随机变量(或当量正态化随机变量)的前二阶矩,因此统称为一次二阶矩方法。为与中心点法相区别,一般将同时求验算点的可靠度分析方法称为验算点法,有时也称为改进的一次二阶矩方法。
2. 二次二阶矩法:如前所述,以标准正态空间内坐标原点到极限状态曲面的最短距离定义的结构可靠指标,所对应的是在验算点处线性化的极限状态方程(或超切平面)的可靠指标,它没有反映极限状态曲面的凹凸性,在极限状态方程的非线性程度较高时,误差较大。BREITUNG在1984年给出一个考虑了极限状态曲面在验算点处主曲率的失效概率渐近计算公式,具体分析时,首先根据计算可靠指标时得到的灵敏系数(或方向余弦)向量,应用GRAM-SCHMIDT标准正交化方法产生正交矩阵,然后对随机变量进行正交变换(即转轴),整个计算过程要涉及复杂的矩阵分析和行列式运算。由于计算时考虑了结构极限状态方程的二次非线性,故称为二次二阶矩方法。
3. 其他方法:上面介绍的可靠度分析方法,无论是一次方法还是二次方法,都是在标准正态空间建立的,当随机变量不服从正态分布时,要按照前面的方法映射或正态化为正态随机变量。除此之外,还有一种不需要变换而直接进行分析的方法,称为原始空间内的可靠度分析方法,同样也包括一次方法和二次方法。 在结构可靠度理论的研究中,还提出了同时考虑其他不确定性的可靠度分析方法,如将随机性与模糊性相结合而形成的模糊可靠度分析方法,考虑随机变量概率分布参数(如平均值标准差)统计不确定性的可靠度分析方法。将传统的有限元方法与可靠度方法相结合而形成的随机有限元方法,是分析大体积结构可靠度的有效方法,等等.
在实际工程中,有些变量不仅具有随机性,而且其随机性与时间有关,如作用在结构上的可变载荷,这意味着结构的受力状态时时在变化,只有当设计基准期内结构每一时刻都处于安全状态时,结构才是安全的,因此产生了时变可靠度的概念。
5结语
1)将结构体系可靠度与结构的某种功能联系起来,使得体系可靠度的概念更加明确,也更符合实际情况,而且计算也更加简便;2)基于功能的结构体系可靠概率是不同结构计算模型下条件概率的加权求和值;3)将结构的刚度作为确定性变量,即结构计算模型为确定性的,计算出的结构体系可靠度是偏大的,其偏大的程度与结构的类型和各随机参数有关。
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心的问题，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，因此，正如上述观点，事物不确定性有多方面，有的问题还缺乏有效的(可为工程实践应用的数学方法，我们只在极为复杂的问题中做了极为有限的工作，其大量更有意义的工作期望同仁完成。
参考文献
［1］ 赵国藩. 工程结构可靠性理论与应用［M］. 大连:大连理工大学出版社,1996.
在水工结构设计过程中，运用可靠度设计方法，必须要注重对抗力要素、材料性质要素、荷载作用等诸多设计要素实施数理统计和分析，尤其是要对近些年积累的设计资料实施统计和分析。与此同时，还要分析已经建成工程大量原型结构观测资料，以及已有实验研究成果的分析。从本质上做好设计推广的工作，使水工结构的设计人员可以接受和理解结构可靠度理论。下面，笔者就对结构可靠度在水工结构设计中的应用进行浅谈。
一、工程结构可靠度理论及其演变
在工程设计过程中，最重要的问题就是工程结构的安全性问题。原因在于，结构工程建设的耗资十分巨大，一旦其工程失效，不仅会威胁人民群众的生命安全，更会造成难以估量的损失和次生灾害。在人们对于结构工程不确定性进行认识的过程中，结构可靠性理论得以形成。在1911年，便有人用统计数学对荷载以及材料强度进行计算。1928年和1935年，相关学者相继发表了这方面的文章。在1946年，《结构的安全》这一研究论文得以发表，该文章对结构安全度等问题进行了重点探讨。通过这样反复的研究和发展，人们可靠度理论得以产生，人们也纷纷对可靠度理论的基本概念和应用进行探讨。
对结构可靠度产生影响的因素多种多样，从工程背景的角度来看，其影响因素主要包括：荷载、材料参数、几何尺寸、初始条件、边界条件、计算模型等。人们将影响结构可靠度的因素称之为随机变量，所有的参数都可以作为随机变量，或者还可以将当量作为随机变量。但是，为了给计算带来便利，人们将可以当做常量的量看作常量。
二、水工结构可靠度设计的常用方法
（一）运用分项系数极限状态表达式
在水工结构设计的过程中，将分项系数表达极限状态作为设计方法，不仅得到了广泛的运用，成为当前水工结构可靠度设计的过程中所普遍运用的设计方法，更与确定性方法相适用。明确作用分项系数以及材料性能分项系数的物理概念，对可能会产生的不确定性和不确定因素进行反映，具有很强的降强概念和超载概念，而且其与结构类型无关。因此，从作用本身变异性来对作用分项系数进行准确地确定，运用材料试件变异性来对材料性能分项系数进行确定。在《统一标准》中，已经明确规定，水工结构结构系数主要对各种结构抗力计算不确定性进行综合考虑，还要对作用分项系数和材料性能分项系数中没有考虑的其他分项系数进行综合考虑，比如几何尺寸不确定性等。这些不确定性与水工结构的形式具有重要的关系，结构系数与结构构件的可靠度具有直接关系，结构安全等级的不同，导致其目标可靠指标也并不相同。所以，在《统一标准》里已经明确规定，将安全等级是II级结构作为前提和基础，对其他等级结构，结构系数将II级结构系数乘以对应重要性系数便可以得到。
（二）确定目标可靠指标
在水工结构可靠度的设计过程中，目标可靠指标是水工结构设计重要的根据，目标可靠指标与工程的使用维护费用、投资风险、造价、人民生活、财产等因素息息相关，目标可靠指标对水工结构经济性和安全性平衡进行体现，可以说，目标可靠指标代表水工结构设计所预期的结构可靠度。因此，对目标可靠指标值进行合理的明确，不仅要依靠设计人员水工结构可靠度的设计水平，还要依靠科技发展和社会经济，正因如此，目标可靠指标是一项需要对国家综合性技术和经济政策进行充分考虑的指标。通常情况下，人们通过经验校准法、经济优化法、事故类比法这三种方法来确定目标可靠指标。在确定目标可靠指标的过程中，不仅要对理论结果进行综合考虑，还要对水工结构设计的情况进行综合考虑，将旧规范和新规范衔接起来。在实际运用的过程中，如果采用经验校准法来确定目标可靠指标。要通过对现行的设计规范安全度进行校核，通过反演计算，将根据原规范设计在水工结构里隐含相应的可靠指标值找出来，通过对其进行分析和调整，进而对目标可靠指标进行制定，通过这样的方法和流程得出的目标可靠指标，是基于概率分析之上，属于可靠性设计目标可靠指标。
（三）计算水工结构可靠度
水工结构可靠度计算的常用方法多种多样，例如Monte Carlo抽样法、一次二阶矩方法、高次高阶矩方法、遗传算法。作为一个将适应度的函数作为根本的算法，遗传算法主要通过对各种群个体实施遗传操作，进而实现种群内个体结构重组。在这样的过程中，种群个体逐代得以优化，并且逐渐与最优解逼近。遗传算法属于智能搜索的算法，变异、交叉和选择是遗传算法所依赖的基本操作。遗传算法的流程如下图所示，遗传算法具有很强的全局最优性、自适应性、鲁棒性等特征，这些特性是其它算法缺少的。
遗传算法流程图
通过运用遗传算法，能够规避传统算法的缺点，将决策变量编码作为运算的开展对象，遗传算法将决策变量某一种形式编码作为预算对象，这样能够为我们提供便利，我们便可以更好地运用遗传操作算子。此外，遗传算法还将目标函数值作为根本的搜索信息，对搜索范围和方向进行确定，遗传算法还适用于多个搜索点信息的搜索，其概率搜索技术得以广泛运用。
结语
当前形势下，工程结构越来越复杂，人们对于事物认知程度越来越深，正因如此，工程结构设计已经逐渐从确定性的设计方法转变成为概率设计方法。传统的水工结构设计方法，不能够真正保证水工结构的安全和可靠，也不利于深入理解设计安全性的内涵。因此，在水工结构的设计过程中，要将结构可靠度理论作为前提和基础，运用概率极限状态的设计方法，能够从本质上对水工结构设计过程中不定性的因素实施量化分析。
参考文献：
[1]陈锐林，唐世江，高瑞宏，曹素功，肖新强，唐璋，胡洪波. 深水库区施工专用工程浮箱的设计理论――综合设计法[J]. 湘潭大学自然科学学报，2014，02：36-41.
1.结构可靠度
结构可靠度是对安全性和稳定度的定量描述，连接着结构的抗力及其作用、效应，它直接的决定了结构的安全指标和结构的抗衰老程度。结构可靠性分析，通常采用概率论与数理统计的方法将结构的可靠度或失效概率的值定量地表示出来。
2.1结构的功能要求
1）承载能力要求
正常施工和使用过程中，结构容易发生承载力不足的情况，承载能力要求就是要求结构不出现上述情况并能承受各种突发状况所产生的作用。
2）正常使用要求
在正常使用过程中，结构能够承受其中出现的各种作用时工作运转顺利同时避免对正常使用不利的或适应性不充分的情况。
3）整体性要求
结构容易发生火灾、爆炸、撞击等一些突发状况，当这些情况发生时或发生以后，要求结构能够不发生连续倒塌现象而保持建筑物整体的稳定性良好。
2.2结构功能函数
若基本变量 （ =1，2，…，n）为结构某一功能的影响因素。则对应此功能的结构功能函数如下式：
若结构功能只与两个变量有关：结构抗力R和荷载效应S。得到结构的功能函数为：
2.3结构的极限状态
结构极限状态是衡量建筑整体结构或结构单一构件性能可不可靠的标准，并是区别此性能使可靠还是不可靠状态的临界状态。
假设影响结构或构件性能的基本随机变量表示为 ，定义结构的工作状态情况，若以功能函数Z=g（x）的形式表示，那么，结构的安全状态可由功能函数值的符号反映：
当 >0时，表示结构为可靠状态；
当 =0时，表示结构为临界或极限状态；
当
2.4结构可靠度的分析方法
结构可靠度计算按研究对象可分为单一失效模式的可靠度计算和系统可靠度计算。单一失效模式按求解手段可分为采用数学近似方法的解析概率法和应用计算机技术的数值模拟法两种，系统可靠度计算主要分为点估计法和区间估计法。
可靠度近似计算方法的核心是得到可靠度优化设计中的验算点。通过处理一个优化问题来得到验算点的方法被学者们普遍采用。近似的解析概率方法包括一次方法（FORM）和二次方法（SORM），FORM应用最为普遍，主要有中心点发、一次二阶矩法、JC法、实用分析法、映射变换法等。结构可靠度分析的一次二阶矩方法得到了工程界的广泛应用。
2.结构可靠度优化设计模型
近年来，国内外很多学者广泛深入地研究了基于可靠度的结构优化设计理论与方法，其理论结构逐步发展和不断完善。随着科学技术发展水平的不断提高，结构可靠度优化设计理论与方法己被广泛应用于许多研究领域。基于可靠度的结构优化设计将对结构的可靠度分析与结构优化设计相组合，把对结构的可靠度要求加入到结构的优化模型中，在可靠度的基础上进行结构的优化设计。
从优化问题的三个因素（设计变量、目标函数和约束条件）入手，引入可靠度优化设计的数学模型。对于设计变量，可以使独立的确定性变量，也可以是不确定的概率分布参数的随机特征。比如可以取随机变量的均值或者标准差作为设计变量。可以取工程结构的费用或者重量作为目标函数，它一般情况下为设计变量的函数。对于可靠度优化设计，结构的可靠度既可以做目标函数也可以做约束函数，即在结构的费用或者重量作为约束条件下使得可靠度最大或者结构可靠度约束下使得结构的花费或者总重量最小。如果采用后者，即以结构的可靠度为约束条件进行结构的优化设计。因此，结构可靠度优化设计的数学模型如下：
其中：d是设计变量向量，x是随机变量向量，C是目标函数Gi是第 个功能函数， 表示结构失效， 是确定性约束，Pr是失效概率向量， 为许可失效概率，m为功能函数个数，M为总的约束个数（包括概率约束、确定性约束等）。确定性约束通常为设计变量的上下限，设计变量可以是独立的确定性变量，也可以是概率分布参数（例如随机变量的均值或者标准差）。
3.MATLAB程序
用程序来计算算法简洁明了，就结构可靠度程序设计而言，采用MATLAB编程语言，MATLAB是国际公认的IT行业应用软件，它是一种高层次的语言，具有科学和工程计算的优秀功能。MATLAB是一个可视化的计算机程序，其数值和符号计算效率高、图形处理功能完备、用户界面友善及自然而又接近数学表达式的语言。其矩阵运算功能强大，大大提高了编程效率，而MATLAB脚本式的语言比较容易掌握，MATLAB程序也是最简洁和最清晰的。在可靠度指标优化计算过程中，需要建立大量与概率、统计等方法相关的数值计算方法，而这些方法在MATLAB环境中均可很容易计算。MATLAB具有丰富的函数库，不需要去编辑繁琐的子程序，编程工作大大缩减，这样工程技术人员就不需要面对繁杂的程序代码，从而为编程工作带来了便利。采用MATLAB语言进行结构可靠度的数值计算，可以大大提高编程和计算的效率，若用Fortran、C语言等编程，语句繁琐，需要熟练掌握语言的算法和编程技巧，难度很大。而MATLAB语言可以避免这些繁琐的计算机编程，从而提高工作效率和解题质量。
4.结论
本论文回顾了可靠度分析和基于可靠度的优化设计在计算方法方面的进展，研究了如何提高计算效率和适应性，着重研究高效稳定的可靠度分析和基于可靠度的优化设计的算法。为了实现算法在实际下程中的应用，将结构优化设计理论、可靠度分析结合起来，完成与通用软件的集成，从而形成能够实施各种大型复杂结构的可靠度分析和优化的软件系统。
基于可靠度的结构优化相对于确定性的结构优化能够获得满足可靠度要求的结构最佳设计方案，能够正确的反映作用荷载以及一些参数的随机性，实现了算法与通用MATLAB软件的衔接。
1）采用MATLAB语言进行结构可靠度的数值计算，可充分发挥利用矩阵运算功能及各种工具箱的快速和便捷，从而大大提高编程和计算的效率。
2）对结构体系可靠度而言，通过MATLAB编程语言，以高效精确的算法实现复杂结构，避免很多重复性的劳动，解决了结构可靠度的分析问题。
5.展望
结构可靠度理论的研究虽然已经日趋完善，但是仍旧存在很多问题要我们去进一步研究，比如以下几个方面：
1）可靠度计算方法众多，难以形成一个成熟的理论，随机有限元，神经网络，复合形等，方法众多，差异极大，同时又都不成熟，所以把可靠度应用起来难度太大。
2）可靠度的优化计算，一般是从设置设计验算点的初始值开始，因此，初始值的设置很重要，如何合理设置初始值，减少计算时间，这也是需要进一步研究的问题。
【参考文献】
【1】运筹学，杨茂盛主编，陕西科技出版社。
【2】赵国藩，金伟良，贡金鑫，结构可靠度理论，北京：中国建筑工业出版社
关键词： 燃油；故障；可靠性
Key words： fuel oil；fault；reliability
中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）28-0060-02
1 故障概述
B-2649为国航重庆维修基地737-800型飞机，该机机组曾多次反映飞机空中左右油箱燃油量不平衡，每小时相差200公斤，1号油箱低于2号油箱油量，故调机回基地排故。
2 检查与排故过程
2.1 初步判断：根据波音系统原理手册对燃油系统进行分析，飞机燃油量处理器（FQPU）有三个信号调节器电路卡（SCCC）和一个BITE显示卡（BDC）。其中三个信号调节电路卡用于给每个油箱组件和补偿器提供低Z信号，并获取高Z的返回信号，并且由BITE显示卡（BDC）来记录故障数据（图1），排故人员怀疑该燃油处理计算故障，对其进行与其他飞机串件故障依旧。
2.2 故障原因及排故过程：按照故障隔离手册继续对该故障进行排除，为了确信燃油箱指示系统正常，工作者将1、2号油箱中的燃油调入中央油箱，并刚出1、2号油箱中的剩余燃油，检查确信1、2号油箱油量指示为零，后对燃油量的指示系统进行测试，检查正常。为了确保油箱组件线路正常，工作者又对油箱组件进行详细目视检查，确保组件安装牢固、外观无异常、导线无松动、导线无损伤，并且按线路手册量线检查油箱组件和补偿器均在正常范围内。
为证实交输活门及燃油泵是否有缺陷，确信2号油箱未处于满油量的状态，并且记录时间和燃油量，此时将1号燃油泵打开，将交输活门关闭，打开抽油活门，并且确信在驾驶舱指示交输活门在关闭位置（图2），运行30分钟后，工作者发现1号油箱油量有明显减少，此时检查发现可能是燃油交输活门渗漏导致的油箱内的燃油流动。按照飞机维护手册更换了交输活门后测试检查该机工作正常。
3 部件可靠性分析
系统可靠性表示系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。从整体上看系统能否完成预期的功能，有多个衡量指标。一般对于可修系统、机器设备常用可靠度、平均故障间隔时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）、可用度、有效寿命、和经济性等指标表示。对于不可修系统或产品常用可靠度、可靠寿命、故障率、平均寿命（MTTF）等指标表示。
通过对交输活门的分析可见有四个部件组成均为不可修产品，所以可用系统可靠度R表示其可靠性，其中R可靠度实质上是时间的函数R（t），即表示该产品的寿命大于时间t的概率。表中数据总共有20组样本，被一组样本由组成整个系统的4个部件的数据构成。数据的来源全部为生产过程中的试验，其中试验设定的t为两万飞行小时，即标准所哟数据体现出的是个部件的工作寿命超过两万小时的概率。而又因为整个系统是串联模型，所以根据可靠性理论，整个系统的可靠度等于组成该系统的各部件可靠度的乘积（图3）。
4 讨论与总结
在实践维护过程中，工作者应该根据飞机基本的燃油系统原理进行对飞机可能出现的故障进行分析，从基本的原理分析，判断，进行梳理，从根本源头上找到问题，在对一些机械航材进行详细目视检查，做到具体问题具体分析。从可靠性方面对一些部件进行分析，做可靠性分析，对今后的排故工作具有很大的意义。
参考文献：
构成结构设计理论在经过长时间的演变之后，成功的引进了比较先进的概率理论，实用性有所提升。我国建设部编写并公布了一系列的统一标准，为以后的设计工作提供了坚实的基础。但是在实际运用过程中依旧会存在许多问题，本文将从设计可靠度方面的确定方式以及可靠度时效性及其一致性等方面入手，对工程结构设计可靠度存在的问题及其解决措施进行简要分析。
一、分析工程结构设计可靠度
在我国新旧规范更替的过程中，在工程结构或者是结构构件设计的可靠度方面，均按照国际通用的校对法对其进行编制。本文将以其中最为常见的《建筑结构设计统一标准》为研究对象，选择其中比较具有代表性的结构体系进行分析。
1.对工程结构极限状态进行分析，极限状态可以用下列方程进行描述。 该方程式中，g（.）属于结构功能函数，而X则代表了其中的基本变量，所以对工程结构进行设计时就必须要满足g（X1，X2，X3，X4，-----X）要大于等于0.在实际使用过程中，均定义的结构如果不能完成预定功能结构，则为失效概率。如果需要对其中结构或者是构件进行可靠度方面的计算，那么可以使用可靠度指标进行度量，二者之间的关系为Pf等于Φ（-β）。该式当中，Φ属于标准的正态分布函数，而pf则属于失效概率运算数值，β就属于构件当中的可靠指标。在对β进行求解的时候，通常情况下都使用验算点法进行求解，并且基本的变量统计参数都可以使用迭代计算对其进行获取。经过分析我们发现，平均可靠指标都使用可靠度原始依据进行确认。使用算术平均的方式对其进行处理具有比较明显的漏洞。在计算过程当中，没有代入不同种类的荷载效应对于比值的影响，因为当前情况下，还没有一个妥善的应用条件来往完成统计工作，所以在实际工作中将不会考虑到该值的分布概率以及权数。
2.本文所提出的公式当中的β以及P之间虽然存在着对应的关系，但是使用β算术平均求值将P替换掉，最终的结果与二者之间的非线性关系存在较大的矛盾。经过实际计算我们发现，当P=1.0的时候，β为1.59X10-1，当P值等于2.0的时候，β等于2.28×10-2。当P值等于3.0的时候，β等于1.35X10-2，当P值等于4.0的时候，β等于3.40X10-2.通过总结二者之间的关系我们可以发现，将不同情况下的P值带入到不同的公式当中，便可以得到具有一定针对性的数值，将这部分数值先求平均，之后进行换算，但是经过换算之后求平均的数值和直接求平均得出来的数值之间存在一定的差异。分析变量之间的关系我们可以发现，如果先假设一个功能函数为A，那么A=R-S。该等式中，R即为施工中的抗力综合效应，而S即为施工中荷载的综合效应。如果R和S都属于正态的分布状况，那么A也必然是属于正太分布，根据这一情况我们可以计算出标准差以及均值。μA=μR-μS继续计算即可得到A在概率密度方面的函数 ，那么在这种情况下的工程失效概率即为 ，其中Φ代表了常规状态下的标准正态函数。分析上述函数公式可以得出结论。在失效概率的前提下进行平均换算要明显小于按照算数的方式进行平均换算。这一结论虽然是通过总结变量之间的关系得出的，但是该结论具有一定的共性，可以应用到大部分变量。
二、措施
1.结构工程中，结构安全性主要表现与结构构件自身的承载能力以及结构牢固性与耐久性等方面。对其进行设计的时候，首先要选择经济合理的方案，再进行下一步的结构分析以及设计，并且需要使用相应的规定对结构进行检测， 保证结构安全性。可靠度通常情况下都强调正常设计、正常施工以及正常使用这三方面，要根据工程的实际情况，综合施工单位的能力，保证设计的合理性。因为作为结构设计来说，必须要考虑到工程失效所带来的风险以及后果。
2.建筑结构的使用寿命不仅与设计水平、施工科学性等因素有关，同时也与维护、使用环境息息相关。对于部分没有安全检测法规的工程来说，可以在建造过程中进行强制性的安全检查，还可以保证设计可靠度，提升工程质量。
3.在施工过程中，工程结构设计的可靠程度是工程预期目标的一个重要标尺，如果可以最大程度的获取相关信息，就可以在获取信息的基础上对其进行修订，让这一设计更加的符合实际施工的需要，因为设计不一定就会满足施工当地的要求，进行修订不代表设计是错误的，反而更能提升设计的准确性与使用效率。只有把握好工程结构当中的可靠度，让可靠度具有相对一致性，才能保证工程结构设计质量。想要做到这一点，就必须同时保证结构安全与经济性两方面的原因。在抗力函数当中，通常情况下都会使用局部的多抗力系数或者是单系数却多值的方案进行设计，并且在实际使用过程中获得了较好的效果。
三、结束语
本文主要通过计算的方式，对工程结构极限状态进行了简要的分析，再提出结构设计过程当中需要注意的问题，以及问题的严重性，针对部分问题提出了相应的解决方式。希望可以为我国工程结构设计工作提供一份资料与经验。
参考文献：
[1]舒寨民.钢构件抗力分项系数及其可靠度分析[D].重庆建筑大学申请工学硕士学位论文.2013：09-11.
[2]戴国新，刘存中，郭洪.工程结构设计可靠度中的几个问题的探讨[J].重庆建筑大学学报，2011，07（13）：224-226.
1.前言
地下结构和其它岩土工程一样，在整个设计过程中存在大量的不确定性。传统方法设计时用一个笼统的安全系数来考虑众多不确定性的影响。对各参数、变量都假定未定值。这就是常规的定值设计法。虽然以后对某些参数（如材料的强度）取值时也用数理统计方法找出其平均值或某个分位值，但未能考虑各参数的离散性对安全度的影响。所以安全系数法不能真正反映结构的安全储备。
60年代末期，数理统计和概率方法在结构设计中成功应用，鼓励和启发了隧道工作者寻求用概率方法研究地下工程中各种不确定性并估计他们的影响。进入70年代，可靠度分析方法扩大到更多的设计领域。但是，这种方法仍然受到一些岩土工作者的反对和质疑。原因在于岩土工程本身的机理比较复杂，有些问题还没有充分认识；岩土工程概率方法还处在发展阶段，不少概念还不很明确，计算方法也不够简便；一些人对概率论和方法不很熟悉。这些困难也促使一些岩土工作者潜心钻研，他们吸收地面结构概率分析成果，针对岩土和地下工程的特点开展专题攻关，虽未完全解决技术上的关键，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不确定性越严重的问题中越能显示出活力来。
1992年，国家技术监督局《工程结构可靠度设计统一标准》，作为其它各类工程结构设计共同遵循的准则。铁路、公路、水利、港口等行业先后开展结构设计统一标准的编制工作。作为上述各类工程的重要组成部分的隧道及地下工程，采用概率极限状态设计也提到日程上来。一些技术难题有待继续攻克，实用化问题也要同时解决。目前，可靠度分析在地下工程中的应用正在经历由粗糙到精细，由简单到复杂再回到简单并进入实用这一过程。
2.岩土参数概率特征的研究
确定围岩的物理力学参数和原始应力状态时分析地下结构力学行为的先决条件。对于重要的大型结构（如水电站地下厂房等）通常要在周围地层钻孔取样并进行一系列试验以取得有关参数。交通用途隧道纵向长度比横向长度大得多，经过的围岩也化，通常按各类围岩的综合力学参数进行计算。引入可靠度后，必须考虑这些物性参数的概率特征。这方面的研究成果对地下结构可靠度分析至关重要。
2.1围岩分级判据的可靠性研究
一般隧道设计时都要现场确定该隧道所处的围岩类别。各种围岩分类法都有各自的一套标准。但由于标准本身常存在模糊性或不确定性，或者不同人对标准的理解和处理不尽相同，不同人对同一围岩的评价结果总体会趋于一致，具体还不会完全同一。围岩分类的随机性值得我们进一步研究。
我国在围岩分类和分级方面已有不少成果，可惜各部门还不统一。东北大学林韵梅教授等提出围岩稳定性动态分级法，李强提出模糊聚类分析法。在动态分析法中对分级判据的分布进行初步分析，应用数理统计方法对分级判据进行研究。在定义分级判据可靠性的函数上，用柯尔莫洛夫法对其分布规律进行检验。还提出了分级标准和分级方法的评价准则。
2.2地质资料的概率处理
对于大型地下工程和重点长大隧道都要进行比较细致的地质勘探。但要从有限的勘探资料中获得隧道全长或大型地下工程周边围岩的地质状况和有关参数，必然存在不确定性和偶然性。用概率法可减少误判的机率。例如长江科学院包承纲研究员等以概率方法处理水坝地基钻孔之间的地层分界线，取得更为合理的结果。
地层中常有一些异常地质点存在，如软弱夹层、空洞等。他们对地下工程施工和运营有很大影响。为此，首先要弄清楚它们出现的可能性、大概的位置及其性质，然后通过可靠度分析法去分析它们的影响。Bercher(1979)及Tang(1987)等都对某地区在给定钻孔布置与地质历史推断情况下，对异常地质出现的概率和统计特征做过估计，先给予一个不出现异常的先验概率，然后根据一系列钻孔资料按Bayesion 公式推得修正的不出现概率和联合分布。
2.3土性参数的随机场研究
据研究，土性参数变异系数可达0.29，比计算模型的不定性影响大得多。土性参数概率特征经历了两个阶段。早期研究建立在随机变量基础上。后期研究集中在随机场理论的应用上。
不难理解，岩土工程的性状是由某一空间范围内岩土的平均特征所控制。根据一个个试样求得的统计特征称为点特征。点特征与空间特性之间由一定的关系。空间平均特征的方差应小于点特征的方差。控制岩土工程可靠度的是土性参数的空间平均值方差而不是点方差。因此，土性参数的概率分析是一个随机场问题。对于空间分布的地层，由于沉积和埋藏等条件的联系，不同点之间虽有差别又有一定的相关性。这种相关性将随二点距离的增大而减弱。相关距离是岩土可靠度随机场研究中的一个重要参数。有关学者提出了相关距离的物理意义、集合意义及实际计算方法，提出了不同地层相关距离的年经验值。研究了不同统计方法的参数对可靠度分析的影响。
2.4岩体特性统计特征的研究有待加强
近几年由于土坡稳定、桩基承载力及地基承载力等方面可靠度分析实用化的需要，推动了土体概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促进了上述几种典型工程实用可靠度分析。由于岩体的本构关系更为复杂，节理、裂隙、层状等对岩体特性影响更多，岩石地下工程计算模型不定性更为突出。对于众多不定性相互作用的岩石工程，更需要可靠度分析。国内勘察设计部门也积累过大量岩石资料，但用概率方法加以整理的参加横过较少。日本在这方面做过的工作值得重视。他们对各类围岩（如花岗岩、闪绿岩、砾岩、砂岩、泥岩等）的主要指标（如单轴抗压强度、压缩变形系数、抗剪强度、干密度等）的分布特征，均值及变异性以及相互关系等都做过分析整理，这些资料可供参考。
3.作用效应随机分析方法的成果
作用效应是可靠度分析中重要的综合随机变量，它占用很大的计算工作量。地下结构作用效应的定值分析方法不论是“荷载—结构”模式或“地层—结构”模式，目前大多采用有限元分析，考虑空间作用时还用三维有限元。对裂缝、节理发育的岩石地层主要有两种方法：
a.仍然利用连续介质力学理论，但要寻求反映不连续岩体特点的本构关系或把节理裂隙的力学性质作为附加条件加以考虑，然后求解；
b.应用块体理论，寻求关键块。利用量测到的位移信息反求地层的力学指标也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基础上进行随机分析时必须解决的问题。
3.1随机有限元的进展
有限元法在随机介质中的应用始于70年代初期。当时主要用于岩土理论与应力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模拟法。该法建立在大量确定性计算基础之上，费用较为昂贵。结构静力计算的随机有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等对随机有限元作了较为系统的研究。至此以后随机有限元理论朝着两个方向发展，一是基于摄动展开的有限元统计分析；另一是随机场的局部平均。具体的方法有：纽曼随机有限元法；随机有限元最大熵法；有限元一次二阶矩法；随机有限元响应面法；摄动随机有限元法等。上述各种方法各有其特点，有的理论上较为严密，但计算量大；有的较近似而计算简便。响应面法，摄动法及蒙特卡洛法在我国隧道可靠度分析中都已实际应用。
作为随机有限元的深入，有人还提出非线性随机有限元，但该理论正处于尝试中。采用目前流行的随机有限元通常只能确定荷载效应的某些数值特征，如均值、方差、相关矩等，难以确定荷载效应的概率分布及高阶矩，故还不能很好的满足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但计算量较大。成都电子科技大学张新培教授提出了改进的随机有限元法。该法以有限元为基础，利用荷载列阵与刚度矩阵各元素之间特征函数确定结构各单元荷载效应的特征函数，再根据特征函数与分布密度函数及数字特征的关系，求出荷载效应分布密度函数积极数字特征。此法概念简单，容易实行，较好地满足可靠度分析的要求。
3.2随机块体理论的提出和应用
块体理论是我国学者石根华和美国学者R.Goodman首先提出的岩体工程分析方法，为岩体洞室和边坡稳定分析开辟了新的途径，在国际上受到重视并得到日益广泛的应用。块体理论中关于岩体被不连续的空间平面切割成分离块体以及切割面上的力学参数c、Φ等都作为定值。由于实际岩体不连续面形成因素复杂，同一组不连续面的产状在一定范围内发生变化，连续空间平面切割成的变形状空间块体具有随机性。切割面力学参数也使随机变量。因此更适合概率分布。河海大学王保田、吴世伟提出的随机块体理论，用随机抽样法寻找可动块体的概率，并用一次二阶矩法求关键块的概率。二者结合可较好的解决已知结构面产状概型和力学性态是随机值的问题。南京航空专科学校的张广健等应用随机块体理论编制出计算程序，用以对隧道围岩稳定性进行可靠度分析，求得各类围岩的块体稳定可靠指标。所得结论与设计和施工经验基本一致。若能用现场实测数据统计分析，其结果将更能反映工程实际。
3.3三维随机边界元法的提出
地下结构的有限元分析特别是三维分析需要划分许多单元，计算机工作量和对计算机内存的要求都很大。特别对无限区域的课题，在一定范围内离散将忽略外方广大区域的影响而带来误差。因此人们的注意力又转到一些边界解法上，相应的边界单元法得到发展。隧道的边界元分析有其明显的优点，日益受到国内外重视。针对地下结构分析中参数都具有明显不确定性的特点，随机边界元法的研究和应用将对隧道可靠度分析起到新的推进作用。
武汉水利电力学院潘国宁等提出的三维随机边界法是将边界元计算过程作为函数转换过程，再参数取值时对函数过程做泰勒展开。通过边界计算得到应力和位移的均值；然后计算有关变量对参数的一阶导数和二阶导数在取均值时的值。最后考虑参数的变异性来分析计算结果的变异性。此法公式简洁，计算工作量小，对隧道分析有重要参考价值。
3.4围岩参数的随机反分析
由于围岩的物理力学指标不容易确定，现场取样试验或直接测试资料也只是得到点特性而不是我们所要求的围岩空间平均特性。因此，利用施工监测得到的位移信息反演求出围岩参数的方法在一定条件下能满足地下结构分析的要求。目前定值的反演分析比较成熟，已开发出很多程序可供应用。但是反演分析所依据的信息实际是带有一定离散性的随机变量，可靠度分析也要求反分析的结果能表示出概率特征。因此，随机反分析也逐渐受到重视。专门著作《反演理论》对反分析概率化有重要论述。同济、北方交大、西南交大岩土和地下工程专业的博士研究生的论文都曾涉及隧道随机反分析问题。目前采用的方法有传统的蒙特卡洛法、随机摄动法。
4.针对岩土工程特点的可靠度分析方法的新发展
《工程结构可靠度设计统一标准》在附录一中推荐用一次二阶矩法计算结构的可靠指标。同时指出对于变异系数很大、极限状态方程非线性程度很高等情况，宜用更精确的方法计算。岩土物性变异性比较大，常呈现一定的相关性，如内摩擦角与内聚力之间负相关，容重与压缩模量、内聚力等正相关。忽视这些相关性，会使计算结果出现误差。而一次二阶矩法是假定基本变量间是相互独立的。
目前针对相关性提出两种一次二阶矩的改进方法。一是将相关变量变为互不相关的变量，新变量的方差矩阵是由原变量标准化后的方差矩阵构成。另一方法是将极限状态方程的标准差展开后求得分离变量作为新变量的灵敏系数，在新的灵敏系数重反映与之相关的另一变量的影响。前法适用于多个相关的基本变量，后法只适用于两个相关变量。
对于非线性极限状态方程，用当量正态法有时计算误差过大，有时不易收敛。此时将蒙特卡洛模拟引入可靠度分析中，只要模型次数多就能得到精确的失效概率值。对于很小的失效概率需要很大的模拟次数。为节省机时，可从计算方法上改进。为避免概型拟和引入的误差，采用高阶矩发值得进一步探索。
对于一些判别准则易受人为因素影响的问题，也可将模糊数学方法引入可靠度分析中，发展成为模糊可靠度分析法。坑道稳定性位移判别的方法和准则就有很多主观和客观不确定性因素，坑道稳定性模糊概率分析法，把“坑道稳定性”作为一模糊随机事件，求其模糊概率，用模糊统计分析试验法结合专家综合评判来确定地下坑道周边位移与坑道稳定性的隶属函数，推导出坑道稳定性可靠度计算的一般表达式。
5.围绕《铁路隧道设计规范》的修订，隧道可靠性
铁路隧道在我国地下工程中占很大比例，第二层次的《铁路工程可靠度设计统一标准》也已。第三层次的铁路各专业设计规范可靠度设计修订工作已提上日程。针对人们对可靠度理论在隧道中的应用有怀疑态度甚至否定这一情况，铁道部先组织几批专家进行“以可靠性理论为基础修订铁路隧道设计规范的可行性研究”，得出可行的结论，并分别从“荷载—结构”模式、“地层—结构”模式和以工程类比为基础的经验设计模式等几个方面提出实现可靠度设计的途径和需要攻关研究的课题。该项研究经铁道部组织专家评审验收，人为结论正确，所建议的隧规改革目标明确，路径可行，可作为今后隧规改革的指导性文件。
为了使铁路隧道设计规范按可靠度设计加以修订这一难度较大的工作能逐步深入开展，铁道部主管部门已立项开展《按可靠度理论修改隧规的基础性研究》。研究内容包括围岩物性指标及深埋隧道围岩松动压力统计特征研究；浅埋隧道覆土荷载统计特征研究；明洞、棚洞填土荷载统计特征试验研究；衬砌混凝土偏压构件抗力计算方法及偏压强度统计特征研究；隧道衬砌几何特征研究等。由铁路各高校分别承担。铁路高校研究生论文选题也开始转向隧道可靠度设计这一领域。
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
为了确保我们每天所生活的建筑物的稳定和安全，就需要确保建筑物的主要承重结构构件具有可靠的坚固性以及耐久性，实现安全正常的支撑作用。承重结构构件主要包括垂直构件和水平构件两类，其中垂直构件包括桩、柱、墙等等，水平构件包括如梁、桁架、网架等等。建筑结构设计专业技术人员在进行结构设计时，需要明确具体建筑物的基本功能需求，比选多种结构方案，从中优选最经济合理的方案，然后针对各个结构构件与结构体系，采用结构设计规范规定的安全系数，进行结构分析以及内力计算，准确分析计算各构件之间的连接方式和构造措施。
二、建筑结构设计安全度的定义
衡量建筑物结构是否安全是否可靠，我们需要看其三条性能，安全性、适用性以及耐久性，而这也是建筑结构设计的最终目标。而在建筑结构设计中，用来度量结构这三条性能的指标就叫做安全度。三条性能的具体阐述如下：
第一条，是建筑结构的安全性。最终建成的建筑物，在正常的使用条件下应当完全能够承受可能出现的各种外荷载作用，具体包括其自重、各种机械设施设备、各类家具、各种人流以及自然风雪和气温变化等等，同时，在某些特殊情况下，比如地震、火灾、飓风等等，也仍然能在一定程度的作用下，保持建筑物的整体稳定性，不至于轻易倒塌。
第二条，是建筑结构的适用性。最终建成的建筑物，在正常的使用情况下，应当拥有比较良好的工作性能，可以正常地发挥建筑物内部各组织的使用功能。
第三条，是建筑结构的耐久性。最终建成的建筑物，在正常的使用和维护条件下，应当实现足够长的安全使用寿命，也就是设计使用年限。
三、安全度表示法
建筑结构设计方法不同，相应地，其安全度表示法就有所差异。自上世纪5O年代，我国的建筑结构设计方法历经四个阶段，分别是容许应力设计方法、破坏阶段设计方法、极限状态设计方法以及概率极限状态设计方法。
在结构设计规范中，安全系数表示容许应力法的安全度，分项系数表示破坏阶段法的安全度，可靠指标表示概率极限状态法的安全度。建筑结构安全度即可靠度，与众多因素有关，都需要进行准确分析和计算，包括建筑结构的构造规定，构件荷载标准和材料强度的标准值、结构内力分析的精确度以及构件承载力的计算公式等等，这些数据根据结构设计方法的不同而有所不同。不同的安全度表示方法，有其不同的数据标准。设计时应当根据具体的建筑物选择恰当的设计方法和相对应的合适的安全度表示方法。
建筑结构可靠度理论也叫安全度理论，可有效地对建筑结构安全性进行分析计算。对此，我国已经实施了相关的建筑结构设计统一标准，进行建筑结构设计时，应当严格按照可靠度理论进行相关设计工作。可靠度理论中，是使用失效概率，以进行对结构可靠性的度量，可以将建筑结构自身的抗力和外荷载的各种作用效应互相独立。在此理论中，把随机过程转化成了随机变量，并且将经验数据当作校准点。我国现行的建筑结构设计规范中，这一理论被成功应用其中。不过技术在不断发展，这一理论仍然有待完善之处。在进行具体的建筑结构设计时，设计人员应当切实结合工程项目的实际情况，灵活地应用理论。
四、恰当地确定结构设计安全度
在进行建筑结构设计时，结构设计安全度的确定，也是一项很重要的任务。建筑结构设计安全度的高低，应根据建筑所在地的经济和地理环境所决定。一般来说，安全度的高低，可视为此区域经济、技术等各方面的综合反映，具体包括地区经济和资源状况，以及建筑施工各项技术的水平高低和建筑材料的质量优劣。进行实际确定时，应当根据概率论和统计学理论作为理论基础，参照本区域建筑的成功的经验数据，经过多因素分析和综合的考虑。但现实情况是，结构设计中太多依赖于结构工程师的实践经验，往往从结构选型、施工技术水平和建材的质量优劣等方面着手分析，一般都很少考虑工程项目所在地的经济发展水平以及资源状况，这样很容易造成安全系数确定得偏高或是建筑物造价设计得偏高，最终导致一些经济欠发达地区在财力上很难承受该工程的建设。
我国现阶段，整体上施工技术水平不高，建料质量参差不齐，各地区经济发展不平衡，现行的混凝土结构设计规范中，结构安全度刚刚能适应实际工程的需要，但与国际上通行的工程结构质量标准相比，仍有增长的空间。毕竟，国家经济实力在不断增强，施工技术也在不断提高，新材料新工艺得到了极大的推广应用，而且大跨度大空间结构是越来越多，因此，现行的结构设计安全度应当适当提高。我国混凝土结构设计规范中，与国外相关规范比，结构计算时所采用的荷载标准值和构件之间的构造要求，都低一些。
五、结构构件的耐久性问题
建筑物在其工作年限内必须实现足够的强度，足以经受各种外来荷载的作用，充分发挥其使用功能，即使再恶劣环境因素的强力作用下，也仍然能够继续保持建筑物的强度和整体性。在进行建筑物结构设计时，除了需要合理准确地确定建筑结构设计安全度，还应当重视结构的耐久性，主要是混凝土结构构件的耐久性。我国，现行的相关规范中，对混凝土结构设计和施工规范有明确规定，注重于结构构件在各种荷载作用下的强度要求，但是对于建筑物在恶劣环境因素作用下的结构耐久性，却没有给予足够的关注和重视。
调研报告和数据表明，诸多因素将影响混凝土结构构件的耐久性，可以将这些因素分为内部因素和外部因素两类。
一是，内部因素，主要包括氯离子含量、混凝土的水胶比即水灰比、混凝土的强度等级、水泥用量、骨料中的碱含量和外加剂用量以及混凝土保护层厚度等；外部因素就是混凝土结构构件所处的外部环境，包括地上环境和地下环境、水上环境和水下环境，包括温差、冻融和湿度、某些化学成分的含量、各种腐蚀性化学介质以及含酸碱地下水等等。而这其中，对混凝土结构耐久性的影响最为严重的，则是混凝土碳化、碱骨料反应以及钢筋锈蚀。外部恶劣环境可谓是对混凝土碳化和钢筋锈蚀起直接影响作用的主要因素，需要我们给予足够的关注和重视。
对于建筑工程和港口、桥梁等基础设施工程，其使用寿命和结构耐久性都十分重要。在对港口、桥梁、水利和建筑工程等混凝土结构工程，进行耐久性设计时，应当严格按照国家相关的规范规定，切实满足各项系数要求，确保此类工程在工作年限内的安全使用。
六、结语
建筑结构设计专业技术人员，在进行结构设计的时候，必须根据建筑物的基本功能要求，结合具体实际情况，在多种方案中，进行比选分析，择优选择出最经济、最合理的结构设计方案，然后要针对每个结构构件以及结构体系，进行合理的结构分析和准确的内力计算，最后还需要各构件之间的连接方式和构造措施进行正确分析和精准计算。在设计时，切记采用结构设计规范中所规定的各项安全系数，以切实保证建筑物结构构件和整体建筑能够安全使用。
参考文献：
[1]范涛 试论结构设计安全度 [期刊论文] 《科技信息》 2012
[2]王伟 建筑结构安全度设计思考的探究 [期刊论文] 《价值工程》 2010
[3]熊志军 浅议建筑结构设计安全度 [期刊论文] 《科技信息》 2010
中图分类号： TU318文献标识码： A
0引言
随着我国经济的迅猛发展，国民对于建筑物使用追求的期望值也日趋增高，继而各式各样的建筑开始不断兴建，并且在国民经济中发挥着重要的作用，但是随着使用年限的增加和工作环境的劣化，这些结构的承载能力和使用寿命肯定会逐年降低，破损将是一个必然的、不可逆转的过程，因此从国家宏观经济的长远发展角度出发，为了节约能源和资金，相关的从业人员有必要对建筑物的可靠性进行全面科学地鉴定与分析，以保证建筑物在服役期间具有最优的可靠度水平，进而完成延长结构使用寿命的任务与目标。
1可靠性与可靠度之间的关系
我国《建筑结构可靠度设计统一标准》[1]中同时对结构可靠性和结构可靠度分别进行了定义。
结构可靠性: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: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。
通过定义不难看出结构可靠性主要强调结构完成预定功能的能力，它的度量是通过结构可靠度来反映的，也就是说一个系统的可靠度反映了对工程设计的综合性要求，表现了安全和经济的统一，并且可用以协调工程的近期投资和长远效益之间的矛盾。
结构可靠性鉴定则是以结构可靠度设计的概念和实用方法为基础发展起来的。自1638年伽利略奠定了现代建筑力学基础以来，工程结构设计方法经历了容许应力设计法破损阶段设计法极限状态设计法的过程，目前采用较多的是极限状态设计法。
2结构的不确定性
工程结构需要有一定的可靠性，是因为工程结构在设计、施工、使用过程中，具有种种影响结构安全、适用、耐久的不确定性。这些不确定性，很早以前就受到人们的重视。
早期，人们采用安全系数法来笼统地考虑影响结构安全的各种不确定性，设计方法为容许应力法。容许应力法的优点是使用方便，一般情况下能够满足使用要求，缺点是安全系数全凭经验选取，缺乏科学依据，不能定量地确定安全性。所取的安全系数不能说明结构的可靠程度，因为材料强度、作用效应的概率分布没有被考虑。不同的工程采用的安全系数往往有不同的可靠性。基于可靠度的思想来对工程结构进行设计是土建工程的一大进步[2]。它用数学方法对工程建设的各个环节进行分析，建立了有明确可靠指标的结构设计方法。用可靠指标代替了原有的安全系数，结构的失效概率得到量化。自 1969 年A． M． Frendenthal 教授提出将可靠性理论用于结构工程领域后，经过半个世纪的努力，结构可靠性分析已经从理论研究阶段进入实用阶段。
结构在经过设计、施工等一系列工序后由最开始的虚拟模型计算转变为现实的空间实体, 这时相应的一些问题也就产生了，最早设计时考虑的随机因素, 如荷载、荷载效应、材料性能、构件几何参数等, 会改变其不确定的程度, 甚至转变为客观上确定的因素。而同时因为材料选择、施工等因素引起的不确定性却随着结构的建成而消除。
就简单的从荷载方面来说吧, 现有结构上的活荷载和设计中的活荷载具有程度不同的随机性, 因为设计中活荷载的统计特性是针对某类建筑的,而现有结构上活荷载的统计特性则应针对特定的具体建筑, 两者的变异性往往有很大差别，同时结构自重在结构建成之后不应再是随机的, 而是客观上确定的量。
此外, 一些随机因素的不确定性还与人类的控制行为有关, 如设备运行荷载、屋面积灰荷载的随机性便与实际的设备管理制度、清灰制度及其执行情况有关。这些结构的不确定因素都需要我们相关的从业人员在各自的工作环节中做出仔细的分析。
3影响可靠度鉴定的因素
3．1 建筑物在使用期内可能会遭受自然灾害侵蚀，而自然灾害会使建筑物在不同程度会受到损害，需要通过技术手段对受损建筑进行安全鉴定及维修加固施；
3．2 因地质勘察、设计、施工等因素对建筑结构造成质量缺陷，就需要对建筑物的安全性进行评估，然后运用相关技术手段进行加固或补强处理；
3．3 随着建筑物的使用时间的增长，建筑物性能会逐渐衰退，再加上碳化、腐蚀、碰撞、冻融等不利因素作用，建筑物的可靠度水平将逐渐降低，甚至有可能危害人们的生命安全；
3．4 随着社会经济和文化的发展，人们对居住、工作环境的要求发生巨大的变化，导致相当数量的老旧建筑的功能不在适用，这就需要对这些建筑进行技术改造；
3．5 建筑物的可靠性鉴定也为法律仲裁、质量纠纷、合同理赔、房屋保险投保等提供依据。而且通过结构可靠性鉴定，对为末办理相关产权的既有建筑的产权办理及银行抵押贷款提供了必要条件；
3．6 受不同时期经济环境和政治形势影响， 有的房屋建造时未按基本建设程序进行，导致房屋工程质量不能得到有效保证，并且这些建筑均在不同程度上存在各种安全隐患，需要经过安全性鉴定，并依赖定期检查来保证其安全使用；
3．7 维修改造既有建筑有着巨大的经济和社会效益，与新建建筑物相比，维修改造具有投资少、工期短、省空间等优点，这些均会带来显著的经济和社会效益。
4 可靠指标的确定以及常用的鉴定方法
4.1 设计可靠指标的确定
在实际设计中，限于目前的条件，并考虑到标准规范的现实继承性，现行统一标准中给出的可靠指标值是采用“校准法”确定的[3]。即通过对现行设计规范安全度的校核，利用反演计算，找出按原规范设计在结构中隐含的相应可靠指标值，经综合分析和调整，以此来制定基于概率分析的可靠性设计的目标可靠指标。这在实质上是充分考虑到了工程建设长期积累的实践经验，继承了原有设计规范规定的可靠度水准，接受了其总体上的合理性。目前我国统一标准中采用的可靠指标如表1 所示。
表1 结构构件承载能力极限状态的可靠指标
破坏类型 安全等级
一级 二级 三级
延性破坏 3.7 3.2 2.7
脆性破坏 4.2 3.7 3.2
4.2 结构可靠性常用的鉴定方法
目前，结构可靠性鉴定方法大致包括: 传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法、人工神经网络鉴定法和响应面法等[4]。
1) 传统经验法。传统经验法是以原设计规范为依据，根据个人专业知识和工程经验，然后对建筑物的可靠性给出评价的一种经验判定方法。此方法鉴定程序简单，荷载计算以实际调查为准，材料强度取值一般按经验确定，受个人主观因素影响较大，缺乏准确数据。因此，难以对结构的性能和状态做出全面的分析，评判过程缺乏系统性，鉴定结论往往因人而异。
2) 实用鉴定法。实用鉴定法是在经验鉴定法的基础上发展起来的，应用各种检测手段对建筑物及其环境条件进行周密的调查、检测、测试结构的主要力学性能参数，然后经统计分析后用于结构的分析计算，由此判定建筑物的性能和状态，全面分析建筑物所存在问题的原因。然后，以现行标准规范为依据，按照统一的鉴定程序和标准，从安全性、使用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平的方法。与传统经验法相比，该法鉴定程序科学，实用鉴定法十分强调检测手段和试验数据，试验数据准确可靠，对建筑物性能和状态的认识较准确和全面，可以为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据。
3) 概率鉴定法。在实用鉴定法的基础上，运用概率论和数理统计原理，进一步利用统计推断方法分析影响特定建筑物可靠性的不确定因素的评定方法。概率鉴定法则针对具体的既有建筑物，找出建筑物在正常使用条件下和预期的使用期限内发生破坏或失效的概率，通过对建筑物和环境信息的采集和分析，评定建筑物的可靠性水平，确定结构的使用寿命。应用该方法得出的鉴定结论更符合建筑物的实际状态。
4) 人工神经网络鉴定法。人工神经网络是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。具有高度的并行处理、联想记忆、良好的自适应性和自组织能力。它无需预先确定系统的模型，而是以实验或实测数据为基础，经过有限次迭代计算，从而获得一个反映实验或实测数据内在规律的数学模型。由于人工神经网络具有较强的学习功能和容错性，可以模拟专家推理，因此神经网络在结构评定中的应用日益受到重视。
5) 响应面法。响应面法是近年来发展起来的进行可靠度分析的一种有效的方法，其思想是通过一系定性试验拟合一个响应面来模拟真实的极限状态曲面。从本质上讲，响应面是统计学的综合实验技术，用于处理几个变量对同一体系或结构的作用问题，也就是体系或结构的输入与输出的转化关系问题。
5 结语
对结构进行可靠性鉴定是对结构现状和未来工作能力了解和掌握的必要途径，鉴定方法的发展在一定程度上还要依赖于鉴定手段和技术的发展，理论上的突破同样是不可或缺的重要条件，合理的鉴定方法是对结构设计和结构可靠性鉴定安全性的重要保证，也是实现结构使用寿命延长的必要环节。
[1] GB50153—2008, 工程结构可靠性设计统一标准 [ S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2009.
