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談土建結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準的調(diào)整與設(shè)計
摘要：我國結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安全問題十分嚴重,問題的嚴重性既體現(xiàn)在認識上又存在于實際,而對結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安全管理認識不足可能是更深層次的問題.因此,應(yīng)認真總結(jié)和汲取國內(nèi)外結(jié)構(gòu)安全管理方面的經(jīng)驗和教訓,逐步改善和提高我國土建結(jié)構(gòu)工程的系統(tǒng)安全管理水平,多方共建具有中國特色的結(jié)構(gòu)安全管理體系。本文首先對我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準進行了簡要的論述，繼而有探討了對可靠度的設(shè)計方法。
關(guān)鍵詞：建筑 結(jié)構(gòu) 安全性 分析
0 引言
結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標準（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。
1 我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準
對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準，總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
1.1 構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準 與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準關(guān)系最大的二個因素是：①規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載（荷載標準值）。②規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算確定荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時，將荷載標準值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時，將構(gòu)件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計方法(如我國的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設(shè)計方法(如我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。
公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似，除車載標準外，荷載分項安全系數(shù)（我國規(guī)范對車載取1.4，比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國設(shè)計規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的，這里的問題主要在于設(shè)計墨守陳規(guī)，在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。
1.2 結(jié)構(gòu)的整體牢固性 除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外，結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力，或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯導致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。
1.3 結(jié)構(gòu)的耐久安全性 我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少�；炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴重程度已遠過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準設(shè)置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著低于國外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準，在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。
2 調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準的不同見解
國內(nèi)近幾年來已對建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準組織過幾次討論，在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解：
2.1 認為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標準走；安全度高了是浪費，除個別需調(diào)整外，總體上不必變動。
2.2 認為我國規(guī)范的安全度設(shè)置水準盡管不高，但在全面遵守標準規(guī)范有關(guān)規(guī)定，即在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的“三正�！睏l件下，據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用，表明這些規(guī)范規(guī)定的水準仍然適用；但是理想的“三正�！焙茈y做到，同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要，在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下，結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準應(yīng)適當提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。
2.3 認為我國規(guī)范的安全設(shè)置水準應(yīng)該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低，材料供應(yīng)也十分充裕。過去的低安全水準只是適應(yīng)了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要，但決不是沒有風險，如果規(guī)范的安全水準較高，曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正�！钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務(wù)，安全性上一定要有高標準。低的安全質(zhì)量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認，即使結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全設(shè)置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣，由于我們的施工質(zhì)量總體較差，結(jié)構(gòu)的安全性依然會有差距。
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