建筑結構設計安全度的歸納與探究

摘 要: 近幾年“樓脆脆”“樓歪歪”“樓裂裂”等現象頻頻出現，建筑結構設計安全問題一度受到人們的廣泛關注，本文對建筑結構設計安全度進行了歸納與探究。

關鍵詞: 建筑結構 建筑結構設計 安全度

近兩年，“樓字輩兄弟”接二連三，出盡風頭——先是上海“蓮花河畔景苑”在建樓房被“壓力差”壓成“樓脆脆”;繼而南京正在施工的“中興大樓”塌方，致使一墻之隔的“望江磯2號”5棟房屋相繼開裂，居民緊急疏散到附近酒店或投親靠友;幾乎與此同時，成都“校園春天”小區的兩棟相鄰樓房發生傾斜，靠在一起，成了“樓歪歪”。憤慨也好，無奈也罷，人們不得不正視這一現實:“質量安全”這條底線已經垮了，隨之引來一番討論高潮。本文針對建筑結構設計安全提出一些看法。

1.當前的建筑物安全事故，與結構安全度無關。20世紀50年代的結構設計方法與現在近似，當時所用的混凝土強度很低，只有110—140號，比現在的C15還低。20世紀50年代初期施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器……而當時施工發生的安全事故較少。因此可以說，現在的安全事故，與結構設計安全度是沒有連帶關系的。可靠度理論是分析結構安全的一種有效的手段并且國家已頒布統一標準。

2.由于不同的標準對安全度的表示方法不一樣，所采用的抗力計算公式也不一致，要準確估計不同標準之間安全程度的差異比較困難。20世紀80年代用可靠度理論率先加以統一，但是對規范采用可靠度理論，以及這一理論能否將各種結構的安全度都統一在同一體系中，專家們持不同意見。

一部分專家認為我國規范采用了先進的可靠度理論，用失效概率度量結構的可靠性，通過將抗力和作用效應相互獨立。將隨機過程化為隨機變量并以經驗為校準點，成功地將這一理論用于建筑結構設計規范中，這是我國規范先進性的一種表現。

另外一部分專家認為可靠度理論是分析和度量結構安全性的一種先進手段，但在應用上還有其局限性，理論本身也有一些方面未能突破。

還有一部分專家認為分項多安全系數設計方法要比可靠度方法更為靈活實用。在確定安全系數時，同樣可以利用可靠度理論一起作分析，最后選定合適的系數值。

3.需要多大的安全度才算安全?這并不是一個單純的技術問題。從根本上說，結構設計的安全度，是國家經濟和資源狀況，社會財富和設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。提高結構的安全度，必然會增加結構使用更多的材料，但能相應降低結構失全度效的風險，所以確定建筑結構設計的安全度，還應體現投資者或業主的利益，在結構造價與結構風險之間權衡得失，尋求較優的選擇。我國建筑結構安全度的現狀是:設計規范取用的荷載值比國外低，材料強度的取值比國外高，所用結構承載力計算公式的安全比國外低，甚至在個別情況下偏于不安全，對結構的構造規定又遠比國外要求低。也就是說，在設計結構安全度的各個環節中，幾乎沒有一個環節比國外更偏于安全的。以建筑結構的抗震設計標準為例，我國絕大多數城鎮處于地震區。以汶川地震為例，由于防裂度低造成了巨大的經濟損失和人員傷亡，如表1。

表1 地震烈度與設防烈度對照(單位:度)

4.規范要根據國家政策而定。一個國家的規范，不僅僅是技術性的，還有很強的政策性，是一個國家經濟條件的直接反映。因此，我國規范的材料用量，當然應該比發達國家低，也即安全度應該低一些。這方面我們完全可以理直氣壯地說，我們過去的設計標準，是符合我國國情的，是安全的。當然某些局部有不足，要不斷修改。國外的規范也不是十全十美，也在不斷地修改。我們過去的結構成功地經受了幾十年的考驗，這就說明，我們的規范基本是正確的，安全度基本是能滿足要求的。

5.不容忽視設計中的浪費現象。在當前建筑結構設計存在的問題中，有一個方面不容忽視，就是設計中的浪費現象。我們有不少鋼筋混凝土高層建筑的用鋼量已超過國外同等高度鋼結構的用鋼量，其不合理可見一斑?，F在這種關于建筑結構設計安全度的討論是正常的，但我擔心會不會引起誤導，使一些設計人員誤以為按我國規范進行設計會造成不安全，以致盲目加大構件截面，增加用鋼量，造成不必要的浪費。這種可能性是不能不防的。

6.關于能否進國際市場。最近在北京大北窯建成的航華中心，其中三棟最大的辦公樓為三家外國大公司買去，即美國的惠普公司、摩托羅拉公司和韓國三星公司。這些工程都是按我國規范設計建造的，建成主體結構后，先后被這三家公司賣下。其他國際知名的公司購買或長期租用我國建筑物者還很多。這些大公司都愿意購買，說明我們的設計能為國際接受。有人以為，低安全度有損于我國建筑業的國際形象，有損于國際形象的事情有旦不是結構設計安全度問題。我曾遇到在華投資的外商來向我咨詢問題:一是施工質量低劣;二是結構設計大浪費。后者都是用鋼量大高或混凝土構件截面過大，超出了他們國家常用水平。

總之，目前我國現行的規范和標準是符合我國的實際情況的，只要是滿足規范和標準的設計其安全度都是足夠的，但今后的時間內應將標準再提高一些，以避免重大突發事件時產生巨大的、難以承受的損失。當然，加強施工管理環節也是一個重中之重的問題。