高層民用建筑結構設計安全度的思考

尹政雯

（重慶市建筑科學研究院，重慶 400015）

1 高層民用建筑可靠度設計理論

1.1 在我國的建筑結構的設計規范中，我們采用了先進的可靠度理論，采用失效概率來描述建筑結構的可靠性，將作用效應與抗力相互的獨立開來，同時用隨機標量來描述整個隨機過程，以實際經驗為校準點，在建筑結構設計規范中廣泛的應用了這一理論。在國際標準組織中大力推廣和應用工程設計中的可靠度理論，在所召開過的多次國際安全度會議上，也建議在設計規范中采用可靠度理論原則。

1.2 可靠度理論作為衡量高層民用建筑結構設計安全性的重要手段，其也是存在著一些缺陷的，作為效應與抗力的分離、用隨機變量替代隨機過程以及將截面承載力的安全指標B作為結構的可靠指標是影響結構可靠度的三個約束條件，而在科學技術快速發展的背景下，它們的確定性也受到了一些質疑。可靠度理論強調正常設計、施工、使用。

1.3 與傳統可靠度設計方法相比，分項多安全系數這種設計方法更加靈活，且適應性更強，借助于可靠度理論共同分析安全系數，并且選擇合理的系數值。因此，應不斷改進和完善可靠度理論應用在建筑結構設計規范中的問題，同時在現有的可靠度設計規范中應考慮到更多的風險因素。采取可靠度理論時應堅持實事求是的原則，不應過分的追求和強調統一。

2 高層民用建筑結構設計安全度現狀

我國建筑市場中雖然也會出現安全事故，但我們應知道出現的安全事故與結構設計可靠度并沒有太大關聯。例如在上個世紀五十年代建筑行業所采用的結構設計方法，其與現階段我們所采用的方法并無太大差異，但是從材料性能上來看，當時所采用的混凝土顯然強度更低，且施工中所采用的技術方法也較為落后，沒有振搗器等設備，只能人工的去攪拌混凝土，但是也沒有經常出現安全事故，可見，其與建筑結構設計的安全度是沒有過多的關系的。另外，在我國建筑市場的各類設計規范中，與構造相關的各類規定是較為合理的，制定安全規范時應充分的考慮到國家的實際政策，其無國際市場是沒有直接的聯系的。在我國的規范中，最低標準就是使用鋼量，并且在實際的設計工作幾乎都會予以提高，因此，用我們國家的最低值與別的國家相比是不合理的，并且以此也無法判斷出工程中材料的實際使用量。在不考慮地震的情況下，規范中規定柱子的最小含鋼量為0.4%，而對于高層建筑來說是必須要考慮抗震的，那么柱子的最小含鋼量應在1%左右。設計單位進行高層民用建筑的結構設計工作時，其往往會采用更大的用鋼量，可見，我們國家的實際用鋼量也是不小的。

3 保證高層民用建筑結構設計安全度的對策

3.1 制定建筑物的安全規范時應充分的考慮到國家的各項政策

一個國家的安全性規范是這個國家經濟條件的直接反映，其既是技術性的，同時更有很強的政策性，與發達的國家相比，我國安全度可以低一些。對于抗震規范，其與國家實際政策更是密切相連，所謂的抗震政策實際上就是指這個國家愿意為他的人們在抗震方面投入多少保險，因此，國家有錢，那么其投入就會更多，相反投入就會少些。處于不同地理位置的國家，其地震的情況也是存在較大差異的，有的國家幾年就會發生一次地震，而有的國家幾十年都沒有發生一次地震，從這一角度來說我國所采用的抗震設計規范還是有著較高的安全度的，如果設計人員盲目的提高建筑物的安全度，那么勢必就會增加用鋼量，從而加大建筑結構的構件截面，這樣就會產生大量的浪費。

3.2 多角度提升建筑結構設計的安全度。首先，我們應采用較為經濟合理的結構方案，同時做好結構分析與構建和連接的設計工作，為充分保證結構的安全性，那么就應按照規范選擇合理的可靠指標或是安全系數。而安全度實際上就是指我們所選擇的可靠指標或是安全系數，其主要是用來衡量結構截面的強度的，有很多因素都會影響到結構的安全性，而安全度則是其中的最重要的一個方面，在實際的設計工作中，設計人員應滿足相應規范對結構強度計算上的安全度需要，同時更要考慮到結構材料、結構耐久性、結構體系、結構維護以及設計、施工到最后竣工使用每一個環節中可能出現的問題和錯誤，從而最大限度的保證結構的安全性。高層民用建筑結構的安全性會受到很多因素的影響，如防倒塌能力差、結構整體承載能力差、保護層厚度過小、混凝土強度等級偏低、受力路線不準確、結構的延性不足、構件截面過薄以及鋼筋直徑過小等等。在實際的生活中，我們經常會見到有些建筑項目在遠未達到使用壽命時，其耐久性和安全性就出現了問題，因此，要想充分的保證高層民用建筑結構設計的安全度，我們就必須從材料、構造等多方面采取科學并且具有針對性的設計措施，同時對施工單位應提出較高的要求。

3.3 高層民用建筑安全性設計規范的管理。通常情況下，在對高層民用建筑進行安全性的結構設計工作時，主要有推薦性和強制性的兩種體制，而發達國家幾乎都是采用推薦性的體制的，結構工程的形式是復雜多變的，所以設計人員必須具備豐富的理論知識和實踐經驗，從而能夠形成敏銳的判斷力。而隊伍我國這樣一個仍處于發展中的國家來說，還是在采用強制性的體制，設計人員必須遵循相應的法律法規，否則出現了事故則應由設計人員負責。采用強制性規范對于激發設計人員的創造性是十分不利的，同時也無法適應實際設計活動中可能要出現的一些突發性問題，因此，所制定的規范必須具備較強的適應性和準確性，同時政府機構應做好對規范的管理工作。在日后的管理工作中，政府機構應主要期起到批準和監督的作用，同時應聯合各種學會和協會共同來管理安全性規范，同時所編制和管理的規范應能夠更好的適應我國的社會主義市場經濟體制。

結語

通過以上的論述，高層民用建筑結構設計的安全度問題是一個復雜的系統工程，并且其要受到眾多因素的影響，而這就對高層民用建筑的安全性評定工作提出了更大的難度。我們應積極的分析高層民用建筑在安全方面所存在的問題，采取有效的改善措施，從而充分的保證高層民用建筑的安全性。

[1]趙劍.淺析高層民用建筑結構設計的要點常見問題[J].中國新技術新產品，2013.