第九章 既有建筑结构构件可靠性评估
建筑结构的可靠性分析与安全性评估
建筑结构的可靠性分析与安全性评估建筑结构的可靠性分析与安全性评估是建筑工程领域中至关重要的一项工作。
它涉及到对建筑物结构进行全面的检测和评估，以确保其在设计寿命内能够承受各种外部和内部力，并保持良好的结构安全性。
在建筑结构的可靠性分析中，一种常见的方法是通过应力-应变曲线来评估材料的可靠性。
这种方法基于物理实验和数学模型，对建筑材料在受力过程中的表现进行分析。
通过对材料的强度和变形性能进行测试，可以得到一系列的应力-应变曲线。
根据这些曲线，可以确定材料的强度极限和屈服点，从而为建筑结构设计提供基础数据。
在建筑结构的安全性评估中，我们需要考虑各种外部和内部因素对建筑物的影响。
外部因素包括自然灾害（如地震、风暴、洪水等），而内部因素则包括荷载、温度、湿度等。
通过综合考虑这些因素，我们可以对建筑物的结构安全性进行评估。
对于可靠性分析与安全性评估，我们还需要考虑建筑结构的寿命和可维护性。
一项持久的建筑工程必须能够在规定的设计寿命内保持其结构安全性。
对于有限寿命的结构，我们需要根据要求进行定期检查和维护，以确保其长期可靠性。
在可靠性分析与安全性评估中，还需要使用一些常见的方法和工具。
其中，有限元分析是一种常用的方法，它可以模拟建筑结构在各种外部和内部荷载作用下的受力情况。
通过这种方法，可以对结构的强度和变形进行详细的分析，从而确定其安全性。
此外，结构监测技术也是一种重要的手段，它可以及时了解建筑结构的变形和受力情况。
通过安装传感器和监测设备，我们可以实时监测结构的变化，并及时采取措施来保证其结构安全性。
这种技术可以帮助我们在建筑结构出现异常情况时迅速进行处理，减少潜在的灾害风险。
在建筑结构的可靠性分析与安全性评估中，与公众的意识和参与也密不可分。
我们需要加强对建筑结构安全的宣传和教育，提高公众对建筑物安全性的认识和关注。
同时，建立一个公开透明的建筑结构安全信息平台，使人们可以获取和了解建筑物的安全状况。
总之，建筑结构的可靠性分析与安全性评估对于保证建筑物的结构安全性至关重要。
建筑可靠性分析与评估建筑结构的可靠性
建筑可靠性分析与评估建筑结构的可靠性建筑可靠性是指建筑结构在设计、施工和使用阶段中能够长期稳定地满足使用要求的能力。
面对日益复杂的建筑结构以及不可预测的自然和人为因素，确保建筑结构的可靠性对于人们的生命安全和财产安全至关重要。
本文将探讨建筑可靠性的分析与评估方法。
一、建筑可靠性的定义建筑可靠性是指在一定使用寿命内，结构在正常使用工况下，具备必要的安全度，不发生失效的概率。
建筑可靠性的评估需要考虑多种因素，包括结构设计的合理性、材料的质量、施工工艺的规范性以及使用阶段中的正常维护等。
二、建筑可靠性的分析方法1. 可靠性理论分析可靠性理论是研究和评估系统可靠性的数学方法。
常用的可靠性分析方法包括故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）。
故障树分析通过对系统可能发生的故障进行分析，进而评估系统失效的概率。
事件树分析则是通过对系统事件发展的路径进行建模和分析来评估系统失效的概率。
这些方法可以帮助工程师发现系统薄弱环节，提出相应的改进措施。
2. 可靠性试验分析可靠性试验是指通过对建筑结构或材料进行实际试验来评估其可靠性。
常用的可靠性试验方法包括负荷试验、疲劳试验和振动试验等。
负荷试验可以模拟结构在正常使用负荷下的响应，通过观察结构的变化以及记录数据来评估其可靠性。
疲劳试验则是模拟结构在长期变动荷载下的情况，评估其在疲劳循环载荷下的寿命。
振动试验可以检测结构的自振特性以及动态响应，评估其在外部振动作用下的可靠性。
三、建筑结构可靠性评估建筑结构可靠性评估是对建筑结构进行全面检测和评估，确定其是否满足设计和使用要求的过程。
常见的建筑结构可靠性评估方法包括静力分析、动力分析、弹塑性分析和风洞试验等。
1. 静力分析静力分析是通过对结构施加静力负荷并计算结构的内力和位移来评估其安全性和稳定性。
常用的静力分析方法包括结构有限元分析和等效应力法。
有限元分析可以对结构进行详细的分析和计算，提供结构的内力和应力分布情况。
等效应力法则是通过将结构简化为具有等效应力分布的单元件，从而方便进行计算和评估。
建筑结构可靠性鉴定与评估
本章主要介绍《民用建筑可靠性鉴定标 准》（GB50292-1999）和《工业厂房可 靠性鉴定标准》（GBJ144-90）中的鉴定 方法（分级多层次的综合评定方法）， 即先对建筑物的子单元、单个构件进行 鉴定，然后对建筑物的各局部进行鉴定， 最后归纳对整个建筑物进行鉴定。
民用建筑可靠性鉴定标准
• 一、基本规定
/Css 体使用功能
应采取措施
注：表中关于“不必采取措施”和“可不采取措施“的规定，仅对正常使用性鉴定而 言，不包括安全性鉴定所要求采取的措施。
可靠性鉴定分级标准(表3.3.3)
层次 鉴定对象 等级
分级标准
处理要求
a 可靠性符合本标准对 不必/可能有极少数一般构件
/A
a/A/Ⅰ级的要求，具有 应/可能有少数一般构件应在 正常的/不影响整体承载 使用性或安全性方面采取措
随着现代检测技术的发展，实用鉴定法
在传统经验法的基础上逐渐发展起来。 该方法就是利用现代检测手段和计算工 具，运用数理统计方法获得结构的各种 技术参数，由此评定结构的可靠性。其 特点是重视个人和集体的双重作用，强 调严格的鉴定程序。缺点是工作量大， 费用多。在实际工程中，往往与传统经 研法相结合，以弥补经验法的不足，提 高鉴定的可靠性。
1)、建筑物大修前的全面检查； 2)、重要建筑物的定期检查； 3)、建筑物改变用途或使用条件的鉴定； 4)、建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定； 5)、为制订建筑群维修改造规划而进行的普查。
2、在下列情况下，可仅进行安全性鉴定：
1)、危房鉴定及各种应急鉴定； 2)、房屋改造前的安全检查； 3)、临时性房屋需要延长使用期的检查；
4)、使用性鉴定中发现的安全问题。 3、在下列情况下，可仅进行正常使用性鉴定：
2020二级建造师建筑实务备考知识点：房屋既有结构的可靠性评定
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性评定
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2020二级建造师建筑实务备考知识点：房屋既有结构的可靠性评定
房屋既有结构的可靠性评定
（一）当发生下列情况时，宜对既有结构的可靠性进行评定：
1）结构的使用时间超过规定的年限；
2）结构的用途或使用要求发生改变；
3）结构的使用环境恶化；
4）结构存在较严重的质量缺陷；
5）出现材料性能劣化、构件损伤或其他不利状态；
6）对既有结构的可靠性有怀疑或有异议。
（二）既有结构的可靠性评定可分为承载能力评定、适用性评定、耐久性评定和抵抗偶然作用能力评定。
建筑材料与结构的可靠性分析与评估
建筑材料与结构的可靠性分析与评估建筑材料与结构的可靠性分析与评估是确保建筑物安全和可持续性发展的重要环节。
通过对建筑材料与结构的性能、可靠度和寿命进行科学评估，能够提供有效的建筑设计和施工指导，为人们的生命财产安全提供保障。
本文将介绍建筑材料与结构的可靠性分析与评估的重要性、方法和相关应用。
一、可靠性分析与评估的重要性1.1 保障建筑物的安全与可持续性建筑材料与结构的可靠性分析与评估是确保建筑物安全的基础。
在建筑设计和施工过程中，通过对材料和结构的性能进行分析和评估，可以预防和减少材料失效、结构损坏和安全事故的发生，保障建筑物的安全与可持续性发展。
1.2 提高建筑质量和效益可靠性分析与评估可以帮助建筑师和工程师选择合适的建筑材料和结构，优化设计方案，提高建筑质量和效益。
通过科学的分析和评估，可以降低建筑物的维修成本和能源消耗，延长建筑的使用寿命，提高整体的经济效益。
1.3 推动建筑技术的创新和发展通过对建筑材料和结构的可靠性进行分析和评估，可以发现已有材料和结构的潜在问题，并为改进和创新提供理论和技术支持。
可靠性分析与评估的结果可以指导新型建筑材料和结构的设计和应用，推动建筑技术的创新和发展。
二、可靠性分析与评估的方法2.1 材料性能测试与评估材料性能测试是建筑材料可靠性分析的重要手段之一。
通过对材料的抗压强度、抗拉强度、抗剪切强度、抗冻融性等性能进行测试和评估，可以了解材料的力学性能和耐久性能，为建筑设计提供依据。
2.2 结构力学分析与模拟结构力学分析和模拟是对建筑结构可靠性进行评估的主要方法之一。
通过使用计算机建模和数值分析软件，可以模拟结构在不同载荷下的受力情况，识别结构的薄弱环节和影响因素，为建筑设计和施工提供参考依据。
2.3 可靠度分析与评估可靠度分析是建筑材料与结构可靠性评估的核心内容。
通过对构件和系统的失效概率、可靠度指标和可靠性设计准则的计算和分析，可以评估建筑材料与结构在实际使用中的可靠性，并优化设计方案，提高结构的可靠性和安全性。
建筑可靠性分析：评估建筑结构的可靠性
建筑可靠性分析：评估建筑结构的可靠性建筑可靠性一直是建筑工程设计和评估中的重要指标之一。
评估建筑结构的可靠性是确保建筑物在使用寿命内能够安全可靠地承受设计荷载的能力。
因此，对于建筑可靠性的分析和评估显得尤为重要。
建筑可靠性分析主要包括结构设计、材料选择、施工质量和运用状态等方面的考虑。
首先，结构设计是建筑可靠性的基础。
通过合理选择结构系统和荷载分配，能够确保建筑物有足够的强度和刚度来抵抗荷载作用。
在设计过程中，需要考虑荷载的类型、大小和作用方向等因素，以确保结构在各种荷载组合下都能够满足设计要求。
其次，材料的选择对于建筑可靠性也起到了关键的作用。
优质的建筑材料具有良好的耐久性、抗震性和抗腐蚀性能，能够在长期使用中保持结构的稳定性和可靠性。
因此，在选择材料时，需要考虑其强度、耐久性、可塑性和可焊性等性能指标，并确保符合设计规范和标准。
另外，施工质量是保证建筑可靠性的重要环节。
施工过程中的质量控制，包括施工工艺、材料的正确使用以及施工人员的技术素质等方面的考虑。
缺乏施工质量控制的建筑很容易出现结构缺陷和安全隐患，从而影响建筑的可靠性。
最后，建筑物的运用状态也对其可靠性产生影响。
建筑物在正常使用过程中会受到各种外界因素的作用，例如加重荷载、温度变化和自然灾害等。
因此，建筑的运用状态需要不断监测和维护，及时发现问题并进行修复和加固，以保证其长期的使用安全性。
综上所述，评估建筑结构的可靠性是一个复杂而综合的过程，需要从结构设计到材料选择、施工质量和运用状态等多个方面进行综合考虑。
只有在各个环节都进行科学的分析和评估，才能够确保建筑物的可靠性。
建筑可靠性的提高对于保护人员生命财产安全具有重要意义，也是建筑工程领域不断追求的目标之一。
建筑可靠性分析是建筑工程评估中不可或缺的一部分。
在评估建筑结构的可靠性时，需要综合考虑多种因素，并采取适当的措施来降低风险和提高结构的安全性。
在建筑可靠性分析中，一项重要的工作是荷载分析。
混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析
混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析在建筑设计领域中，混凝土结构是常见且重要的一种结构形式。
为了确保建筑物的安全性，必须对混凝土结构进行可靠性评估和安全性分析。
本文将探讨混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析的重要性以及相关内容。
一、可靠性评估1. 可靠性概念可靠性是指设计结构在规定使用寿命内满足特定要求的能力。
在混凝土结构设计中，可靠性评估是指评估结构在受到外部荷载作用下的抗力性能，确保结构在使用寿命内不发生失效。
2. 可靠性指标常用的可靠性指标包括安全系数、可靠性指数等。
安全系数是指结构的破坏抗力与设计荷载之比，可靠性指数则是表示结构在一定概率下满足特定要求的能力。
3. 可靠性评估方法可靠性评估方法包括概率方法、可靠度指数法、极限状态方法等。
通过这些方法可以对混凝土结构的可靠性进行全面评估，确保结构设计满足安全性要求。
二、安全性分析1. 安全性概念安全性是指建筑结构能够在设计使用寿命内不发生破坏或失效的能力。
在混凝土结构设计中，安全性分析是评估结构在各种荷载及外部环境作用下的稳定性和耐久性。
2. 安全性分析内容安全性分析内容包括受力性能分析、变形性能分析、破坏机理分析等。
通过对混凝土结构的各项性能进行分析，可以发现结构存在的安全隐患，提前采取措施进行修复或加固。
3. 安全性评估标准安全性评估标准包括国家标准、行业规范等。
混凝土结构设计必须符合相关的安全性评估标准，确保建筑物在使用过程中的安全性和稳定性。
结语混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析是确保建筑物安全的重要环节。
只有通过全面的可靠性评估和安全性分析，才能设计出满足要求的混凝土结构，保障人们的生命财产安全。
建筑设计人员应加强对混凝土结构的可靠性评估和安全性分析，努力提高建筑物的安全性水平，为建筑行业发展贡献自己的力量。
既有建筑钢结构可靠性评估方法探讨
ｂ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｗａ ｙ ， ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｉ ｔ ｍｏ ｌ ｅ ｅｌ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓｏ ａ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｇ ｕ ａ ｒ ａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔ ｈ —
城市 建 筑 ｌ 工程 检测 ・ 监督 ｌ ＵＲ Ｂ Ａ Ｎ Ｉ Ｓ Ｍ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ Ｉ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ Ｕ Ｒ Ｅ ｌ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ Ｄ Ｅ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ Ｉ ＯＮ ・ Ｓ Ｕ Ｐ Ｅ Ｒ Ｖ Ｉ Ｓ Ｉ Ｏ Ｎ
既有建筑钢结构可靠性评估方法探讨
【 摘
要】如今，不同体系的建筑钢结 构开 始被逐渐的使用
际情 况 有 所 不 符 ，同时 也 没 有 从 材 料 、构件 、节 点 、 连 接 以及 结 构体 系 完 整 性 等 构 造 要 求 的静 力 或 者 是 动 力 检 测 出 发 ， 甚 至 也 采 用 不 同 的 检 测 手 段 来 对 建 筑 物 进 行 鉴 定 。 在 检 测 的 过 程 中 ， 更 没 有 使 用 一 系
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构件承载力极限状态验算表达式
荷载分项系数
I
6
γG=1.2
γG=1.1
5
γG=1.0
4
γG=0.9γG=0.8
5I 4 3
γG=1.2 γG=1.1 γG=1.0 γG=0.9γG=0.8
3
γQ 2
γQ
2
0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
在设计阶段由于各种不确定因素的影响，自重应按随机变 量处理；对于既有结构而言，这些不确定性因素不再存 在，结构自重在客观上是确定的，应按确定性量处理。
按构件和连接的实际尺
寸与《建筑结构荷载规 范 》 （ GB50009-2001 ） 规定的材料单位体积的 自重计算确定；
对《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）中尚未规 定单位自重标准值的材料或 构件，或者对该材料或构件 的单位自重标准值有怀疑 时，应通过现场实测确定材 料或构件的单位自重。
结构构件的安全性分析
验算实例
g+q kN/m
建议 方法
规范* 方法
33.79 39.48
跨中弯 矩
kN·m
39.81
46.5
抗弯承 载力 kN·m
41.7
42.1
抗力/荷 载效应
1.05
0.91
等级 au cu
7200 楼梯间
8×3600＝28880 C
预制多孔板
B 现浇板
1/A 6×3600＝21600
永久荷载和可变荷载效应同号时， γG＝1.0、γQ＝1.3
构件承载力极限状态验算表达式
荷载分项系数
β 3.5
3.3
3.1
2.9
1.3SQ－0.6SG=R/γR 1.3SQ－0.8SG=R/γR 1.3SQ－1.0SG=R/γR
2.7 目标使用期T/Y
2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
工程结构检测鉴定与加固
第九章 既有建筑结构构件可靠 性分析
同济大学建筑工程系 张伟平
2010年3月
概述
现状：按照结构设计的思路进行既有建筑的检测评定
是否正确？
不正确！
结构可靠性——结构在规定的时间内、规定的条件下 完成预定功能的能力
拟建建筑结构设计 既有建筑检测评定
结构/对象 尚未存在
已经存在
规定的时间 设计使用年限
目标使用期T （年）
修正系数kt1
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.85 0.91 0.95 0.98 1.00 1.02 1.03 1.05 1.06 1.07
注：对表中未列出的中间值，可按线性插值确定，当T<10年时，按T=10年确定。
基于目标使用期的荷载与作用
可变荷载
100
0.119 0.696
基于目标使用期的荷载与作用
地震作用
对7度设防区，相应于不同目标使用期，时程分析所用地震 加速度时程曲线的最大值按下表确定 。
目标使用期 T（年）
10
多遇地震
16
罕遇地震
—
20
30
40
50
60
70
80
90
100
24
29
32
35
40
43
47
50
52
137
165
185
200
221
既有结构构件目标可靠指标取值，不同学者持有不同观 点，这里仍采用设计规范的规定值
构件承载力极限状态验算表达式
既有建筑结构的抗力模型
拟建建筑结构设计
既有建筑安全分析
材料性能的不确定性
材料性能的可确定性
几何参数的不确定性
几何参数的可确定性
计算模式的不确定性
计算模式的不确定性
R = Ω p ⋅ Rp = Ω p ⋅ R( f ci , ai )
1600
支座处 剪力 kN
73.0
抗剪承 载力 kN
80.8
抗力/荷 载效应
1.1
85.3
110
1.3
9 C
L1
B 1/A 预制多孔板 A 7200
等级
au
au
5400
1600 14200
7200
*这里的规范指《民用 建筑可靠性鉴定标准》 （GB 50292-1999）
按建议方法对梁跨中截面抗弯承载力的评价结果与《民 用建筑可靠性鉴定标准》的评价结果相差了两个等级， 而对cu级的构件应该采取相应措施，但从该梁的使用历 史以及现状来看，其使用性能良好，不必采取加固措施。 可见，规范的评定结果偏于保守，这将给委托人或房屋 所有人带来较大的经济压力。
239
255
269
280
注：对表中未列出的中间值，可按线性插值确定，当T<10年时，按T=10年确定。
构件承载力极限状态验算表达式
既有建筑结构的目标可靠指标
理论上应根据各种结构的重要性、失效后果、破坏性质和 经济指标等因素以优化方法分析确定
在现阶段，设计中采用的目标可靠指标是通过“校准法”反 演计算得到的，共分为2.7、3.2、3.7、4.2四个等级。
目标使用年限
规定的条件 正常设计 正常施工 正常维护
设计已成历史 施工已成历史 过去的维护，将来？
概述
现状—按《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292）鉴定实例
以混凝土结构构件为例----构件的承载力评定等级
构件类别
主要构件 次要构件
au级 ≥1.0 ≥1.0
R/γ0S
bu级
≥0.95 <1.0 ≥0.9 <1.0
f ck γc
, ak ,L)
p
荷载的变异性 材料强度的变异性 施工误差 等因素的影响
β
γG=1.2 γQ=1.4 γs=1.1 γc=1.35
S
R
S、R
已有房屋结构 是否合适?
概述
现状—按《民用建筑可靠性鉴定标准》 （GB50292）鉴定实例
以混凝土结构构件为例----构件的承载力评定等级
500 4φ20
cu级
≥0.9 <0.95
≥0.85 <0.9
du级 <0.9 <0.85
概述
现状—按《民用建筑可靠性鉴定标准》 （GB50292）鉴定实例
以混凝土结构构件为例----构件的承载力评定等级
∑ γ 0 (γ GCGGk + γ Q1CQ1Q1k +
γ QiCQiψ CiQik )
≤
R(
f sk γs
,
基于目标使用期的荷载与作用
永久荷载（自重）
基于目标使用期的荷载与作用
永久荷载（自重）
现场实测的样本应具有代表性，试样切取方法和材料力学 性能检测试样切取类似，抽样数不应少于5个，对试样按标 准方法烘干称量后按下列规定确定荷载标准值。 当其效应对结构不利时：
g k = μ g + kσ g
gk——材料或构件单位自重的标准值； μg——试样按标准方法烘干称量后得到的样本单位自重平均值； σg——试样按标准方法烘干称量后得到的样本单位自重标准差； k——与抽样数量n有关的推定系数，见后表
基于目标使用期的荷载与作用
永久荷载（自重）
抽样数量
推定系数
n
k
n
k
n
k
n
k
5 0.95 10 0.58 15 0.45 20 0.39
6 0.82 11 0.55 16 0.44 25 0.34
7 0.73 12 0.52 17 0.42 30 0.31
8 0.67 13 0.49 18 0.41 35 0.29
永久荷载和可变荷载效应异号时，γG＝0.6、γQ＝1.3
构件承载力极限状态验算表达式
抗力分项系数
γR＝1.11~1.82
Sk ≤ C
构件正常使用极限状态验算表达 式
Sk ≤ C
通过计算或实测获 得的结构或结构构 件的变形、裂缝宽 度、振幅、加速度 等
结构或结构构件达 到正常使用要求的 规定限值，应按各 有关建筑结构设计 规范的规定采用
9 0.62 14 0.47 19 0.40 40 0.27
基于目标使用期的荷载与作用
可变荷载
根据可接受的概率p，由可变荷载在目标使用期内最大值概 率分布的某个分位值确定可变荷载的标准值。
民用建筑的楼（屋）面活荷载的标准值先应按《建筑结构 荷载规范》（GB50009-2001）的规定取值，再考虑该结构 或构件的目标使用期T，乘以表中所列的修正系数予以修正
0.036 —
20
0.055 0.343
30
0.066 0.413
40
0.074 0.463
50
0.080 0.500
60
0.090 0.552
70
0.099 0.596
80
0.107 0.636
90
0.114 0.668
注：对表中未列出的中间值，可按线性插值确定，当T<10年时，按T=10年确定。
结构构件的安全性分析
当既有结构构件的安全性按构造、不适于继续承载的 位移（或变形）或裂缝进行评级时，
可参照《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999） 和《工业建筑可靠性鉴定标准》（GBJ144-90）的有 关规定进行。
结构构件正常使用性分析
可参照《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999） 和《工业建筑可靠性鉴定标准》（GBJ144-90）的有关 规定进行。