建筑结构设计中的安全度和可靠度探讨

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1、建筑结构设计中的安全度和可靠度探讨朱翔广州智海建筑设计有限公司摘要：安全度是衡量结构设计安全程度的“尺度”，安全度设计经历了极限状态设计法、容许应力设计法、破损阶段设计法等到概率极限状态设计法的重大变化。概率极限状态设计明确了可靠度的概念。由于目前对安全度和可靠度的认识仍存疑议，笔者不惮肤浅，对其中一些观点进行了探讨。关键词：安全度可靠度结构设计建筑结构的安全度，通俗地讲就是度量结构安全程度的尺度。安全度在结构中首先是一个设计概念，通过赋予一定的“安全量”，达到在预定使用期限内满足适用性、安全性和耐久性的要求。安全度的

2、设计经历了极限状态设计法、容许应力设计法、破损阶段设计法等直到概率极限状态设计法的重大变化。概率极限状态设计法明确了可靠度概念，即结构在规定时间和条件下，完成前述预定功能的概率。目前，对安全度仍然存在着一些争议，实际上每逢重大事故发生时都会存在着一些质疑，这也反映了人们希望建筑结构安全可靠的良好愿望。笔者不惮肤浅，也对安全度、可靠度的相关问题进行一些探讨，希望通过切磋辨明事理，有助于设计中合理把握安全度。1安全度和可靠度争议的焦点1.1安全度的观点十几年前，安全度就是结构设计中论争的焦点之一，主要围绕规范标准中的安全度

3、指标是偏低还是适中的，现在结构设计中的主要规范都已修订再版过至少一次以上，但争议并没有停息。下面介绍争论的论点和论据。1.1.1安全度偏低，需要大幅提高安全度比较系统地提出结构规范中安全度偏低观点的是陈肇元教授，他的理由[1]是:1•构造配筋量偏低。如GBjlO-89《混凝土结构设计规范》中规定柱子受压钢筋最小配筋率为0.4%,比前苏联1949年规范的0.5%还要低。比较一下GB50010-2010《混凝上结构设计规范》受压构件纵向钢筋最小配筋率:强度500MPa为0.5%;400MPa为0.55%;300、335MP

4、a为0.6%。3.现有规范不会成为进入国际市场的障碍。在北京一些按现奋规范建造的大型办公楼为外国跨国公司购买。外商认为中国建筑的问题是施工质量低劣和构件设计浪费，用钢太多和混凝土构件截面太大。4.结构设计应提倡节约，0前仍应节约钢材。5.规范要按照国家政策而定。规范不仅是技术性的，还反映经济条件,因此作为发展中国家比发达国家安全度低是正常的。而且过去几十年的考验，说明安全度基本满足要求。1.2可靠度的观点0前反对用可靠度衡量安全度的观点比十几年大为减少，但认为可靠度仍有“瑕疵”：⑴认为概率可靠度理论需要大量数据统计做基

5、础，但荷载和抗力统计方面还存在问题；⑵结构可靠度分析的三个基础点还不完善；⑶可靠度理论强调正常设计、施工、使用的“三个正常”，但正常和不正常界限未明确；⑷认为分项安全系数方法更灵活实用等［4】。2安全度和可靠度拙见2.1关于安全度的见解笔者同意陈肇元教授关于我国规范中安全度比英美等国标准低的观点，因为这是事实，而事实是不容否认的，但不提倡人幅度提高规范安全度，理由如下：1.我国的规范体系与国外是不同的，在司法中的效用也是不一样的。不错，我国结构规范是强制性的，而英美等国是推荐性的。但这与法律体系的差异有很大关系。我国法

6、律讲究“以事实为依据，法律为准绳”，结构规范中的条文、数据会成为我国法律判决的依据；而英美等国实行陪审团制度，审判吋规范虽然也会被参考，但不是唯一的，即使符合规范也会判冇罪，没冇遵守规范也可能判无罪。所以，我国结构规范给出的数据是保证最低限度安全的，安全度低一些是很正常的。1.有些设计人员对我国结构规范的理解有偏差，认为规范规定的数据就是用来设计的数据。实际上规范规定的一些数据是最低限度的，实际设计吋完全可以根据设计需要进行调整。2.而对于一些“设计浪费”的现象，笔者认为这是设计人员心中无底又怕担责的表现。0前我国结构

7、设计师的培养和资格认定与解放初期到文革前这段吋间有很大差别，那吋比较注重实际能力的培养，学业完成可以很快适应设计工作；而现在由于知识爆炸，所要传授的理论知识多，必然影响到实际操作能力,现在很多毕业生不会设计，结构设计师的考试也主要是考察理论和规范，实际设计能力无法通过很短吋间的考试就完全得到检验。优秀的设计师也肯定不是通过考试就能考出来的。建议行业协会制定一些推荐性的标准，设定作为偏于安全的“上限”。但笔者还是认为有效提高设计水平是关键，这既有个人因素，国家社会也有责任。2.2冇关可靠度的意见笔者认为可靠度其实就是用来

8、衡量并保证安全度的“尺度”，以极限状态下的概率取代偏于经验的安全系数是一种进步的表现，这一点毋庸置疑。从主要凭经验走向理性和量化是科技和社会发展的必然趋势。至于“瑕疵”，是需要今后继续完善的。实际上任何事物都不存在“完美”一说，有“瑕疵”也是正常的。3结语由于结构设计安全度事关人民的生命财产安全，对其进行争鸣辩论有助于辨明事理，更