高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的思考

尹政雯

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400015）

1 高層民用建筑可靠度設(shè)計(jì)理論

1.1 在我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范中，我們采用了先進(jìn)的可靠度理論，采用失效概率來(lái)描述建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，將作用效應(yīng)與抗力相互的獨(dú)立開(kāi)來(lái)，同時(shí)用隨機(jī)標(biāo)量來(lái)描述整個(gè)隨機(jī)過(guò)程，以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為校準(zhǔn)點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中廣泛的應(yīng)用了這一理論。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織中大力推廣和應(yīng)用工程設(shè)計(jì)中的可靠度理論，在所召開(kāi)過(guò)的多次國(guó)際安全度會(huì)議上，也建議在設(shè)計(jì)規(guī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的重要手段，其也是存在著一些缺陷的，作為效應(yīng)與抗力的分離、用隨機(jī)變量替代隨機(jī)過(guò)程以及將截面承載力的安全指標(biāo)B作為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)是影響結(jié)構(gòu)可靠度的三個(gè)約束條件，而在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，它們的確定性也受到了一些質(zhì)疑。可靠度理論強(qiáng)調(diào)正常設(shè)計(jì)、施工、使用。

1.3 與傳統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)方法相比，分項(xiàng)多安全系數(shù)這種設(shè)計(jì)方法更加靈活，且適應(yīng)性更強(qiáng)，借助于可靠度理論共同分析安全系數(shù)，并且選擇合理的系數(shù)值。因此，應(yīng)不斷改進(jìn)和完善可靠度理論應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的問(wèn)題，同時(shí)在現(xiàn)有的可靠度設(shè)計(jì)規(guī)范中應(yīng)考慮到更多的風(fēng)險(xiǎn)因素。采取可靠度理論時(shí)應(yīng)堅(jiān)持實(shí)事求是的原則，不應(yīng)過(guò)分的追求和強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一。

2 高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度現(xiàn)狀

我國(guó)建筑市場(chǎng)中雖然也會(huì)出現(xiàn)安全事故，但我們應(yīng)知道出現(xiàn)的安全事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度并沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)。例如在上個(gè)世紀(jì)五十年代建筑行業(yè)所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其與現(xiàn)階段我們所采用的方法并無(wú)太大差異，但是從材料性能上來(lái)看，當(dāng)時(shí)所采用的混凝土顯然強(qiáng)度更低，且施工中所采用的技術(shù)方法也較為落后，沒(méi)有振搗器等設(shè)備，只能人工的去攪拌混凝土，但是也沒(méi)有經(jīng)常出現(xiàn)安全事故，可見(jiàn)，其與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度是沒(méi)有過(guò)多的關(guān)系的。另外，在我國(guó)建筑市場(chǎng)的各類(lèi)設(shè)計(jì)規(guī)范中，與構(gòu)造相關(guān)的各類(lèi)規(guī)定是較為合理的，制定安全規(guī)范時(shí)應(yīng)充分的考慮到國(guó)家的實(shí)際政策，其無(wú)國(guó)際市場(chǎng)是沒(méi)有直接的聯(lián)系的。在我國(guó)的規(guī)范中，最低標(biāo)準(zhǔn)就是使用鋼量，并且在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作幾乎都會(huì)予以提高，因此，用我們國(guó)家的最低值與別的國(guó)家相比是不合理的，并且以此也無(wú)法判斷出工程中材料的實(shí)際使用量。在不考慮地震的情況下，規(guī)范中規(guī)定柱子的最小含鋼量為0.4%，而對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)是必須要考慮抗震的，那么柱子的最小含鋼量應(yīng)在1%左右。設(shè)計(jì)單位進(jìn)行高層民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，其往往會(huì)采用更大的用鋼量，可見(jiàn)，我們國(guó)家的實(shí)際用鋼量也是不小的。

3 保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的對(duì)策

3.1 制定建筑物的安全規(guī)范時(shí)應(yīng)充分的考慮到國(guó)家的各項(xiàng)政策

一個(gè)國(guó)家的安全性規(guī)范是這個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)條件的直接反映，其既是技術(shù)性的，同時(shí)更有很強(qiáng)的政策性，與發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)安全度可以低一些。對(duì)于抗震規(guī)范，其與國(guó)家實(shí)際政策更是密切相連，所謂的抗震政策實(shí)際上就是指這個(gè)國(guó)家愿意為他的人們?cè)诳拐鸱矫嫱度攵嗌俦ｋU(xiǎn)，因此，國(guó)家有錢(qián)，那么其投入就會(huì)更多，相反投入就會(huì)少些。處于不同地理位置的國(guó)家，其地震的情況也是存在較大差異的，有的國(guó)家?guī)啄昃蜁?huì)發(fā)生一次地震，而有的國(guó)家?guī)资甓紱](méi)有發(fā)生一次地震，從這一角度來(lái)說(shuō)我國(guó)所采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范還是有著較高的安全度的，如果設(shè)計(jì)人員盲目的提高建筑物的安全度，那么勢(shì)必就會(huì)增加用鋼量，從而加大建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面，這樣就會(huì)產(chǎn)生大量的浪費(fèi)。

3.2 多角度提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度。首先，我們應(yīng)采用較為經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，同時(shí)做好結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建和連接的設(shè)計(jì)工作，為充分保證結(jié)構(gòu)的安全性，那么就應(yīng)按照規(guī)范選擇合理的可靠指標(biāo)或是安全系數(shù)。而安全度實(shí)際上就是指我們所選擇的可靠指標(biāo)或是安全系數(shù)，其主要是用來(lái)衡量結(jié)構(gòu)截面的強(qiáng)度的，有很多因素都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的安全性，而安全度則是其中的最重要的一個(gè)方面，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，同時(shí)更要考慮到結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)維護(hù)以及設(shè)計(jì)、施工到最后竣工使用每一個(gè)環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和錯(cuò)誤，從而最大限度的保證結(jié)構(gòu)的安全性。高層民用建筑結(jié)構(gòu)的安全性會(huì)受到很多因素的影響，如防倒塌能力差、結(jié)構(gòu)整體承載能力差、保護(hù)層厚度過(guò)小、混凝土強(qiáng)度等級(jí)偏低、受力路線不準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)的延性不足、構(gòu)件截面過(guò)薄以及鋼筋直徑過(guò)小等等。在實(shí)際的生活中，我們經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到有些建筑項(xiàng)目在遠(yuǎn)未達(dá)到使用壽命時(shí)，其耐久性和安全性就出現(xiàn)了問(wèn)題，因此，要想充分的保證高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度，我們就必須從材料、構(gòu)造等多方面采取科學(xué)并且具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)措施，同時(shí)對(duì)施工單位應(yīng)提出較高的要求。

3.3 高層民用建筑安全性設(shè)計(jì)規(guī)范的管理。通常情況下，在對(duì)高層民用建筑進(jìn)行安全性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，主要有推薦性和強(qiáng)制性的兩種體制，而發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀醵际遣捎猛扑]性的體制的，結(jié)構(gòu)工程的形式是復(fù)雜多變的，所以設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而能夠形成敏銳的判斷力。而隊(duì)伍我國(guó)這樣一個(gè)仍處于發(fā)展中的國(guó)家來(lái)說(shuō)，還是在采用強(qiáng)制性的體制，設(shè)計(jì)人員必須遵循相應(yīng)的法律法規(guī)，否則出現(xiàn)了事故則應(yīng)由設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)。采用強(qiáng)制性規(guī)范對(duì)于激發(fā)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性是十分不利的，同時(shí)也無(wú)法適應(yīng)實(shí)際設(shè)計(jì)活動(dòng)中可能要出現(xiàn)的一些突發(fā)性問(wèn)題，因此，所制定的規(guī)范必須具備較強(qiáng)的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性，同時(shí)政府機(jī)構(gòu)應(yīng)做好對(duì)規(guī)范的管理工作。在日后的管理工作中，政府機(jī)構(gòu)應(yīng)主要期起到批準(zhǔn)和監(jiān)督的作用，同時(shí)應(yīng)聯(lián)合各種學(xué)會(huì)和協(xié)會(huì)共同來(lái)管理安全性規(guī)范，同時(shí)所編制和管理的規(guī)范應(yīng)能夠更好的適應(yīng)我國(guó)的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的論述，高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，并且其要受到眾多因素的影響，而這就對(duì)高層民用建筑的安全性評(píng)定工作提出了更大的難度。我們應(yīng)積極的分析高層民用建筑在安全方面所存在的問(wèn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)常見(jiàn)問(wèn)題[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013.