关于建筑结构设计安全度探析

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1、关于建筑结构设计安全度探析　　摘要：文中对建筑结构设计安全度的概念进行了说明，并提出了合理选择构设计安全度的方法，就如何提高结构设计安全度的新概念进行了探讨。关键词：安全度荷载设计值荷载标准值中图分类号：TU2文献标识码：A前言从50年代到现在，我国建筑结构的设计标准不论在方法或具体内容上都有了很大的发展和提高，但在结构设计的安全度要求上，却一直没有大的变动，与国际通用设计标准相比始终处于低水平的安全度。一、建筑结构设计安全度的概念从事建筑结构设计的基本目的，是在一定的经济条件下，赋予结构以适当的安全度，使结构在预定的使用期限内，能满足所预期的各种功能要求，一般来说，建筑结

2、构必须满足的功能要求是：1、能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用，且在偶发事件中，仍能保持整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性。2、在正常使用时具有良好的工作性能建筑结构需具有的适用性。73、在正常维护下具有足够的耐久性。上述安全性、适用性和耐久性，是建筑结构安全与否的标志，总称为结构的可靠性，对这些性能的度量，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的安全度。二、我国结构设计安全度的现状1、我国的建筑结构设计安全度已不适应当前国情的需要。自20世纪50年代以来，我国建筑结构的设计方法，经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概

3、率极限状态设计法的重大变化。在结构设计标准中，安全度主要表现为安全系数(容许应力法、破损阶段法)、分项系数(极限状态法)和可靠指标(概率极限状态法)同时还与其它许多因素有关，如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。2、需要多大的安全度才算安全?这并不是一个单纯的技术问题。从根本上说，结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况，社会财富以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构的安全度，必然会增加结构造价和耗费更多的材料，但能相应降低结构失效的风险，所以确定建筑结构设计的安全度，还应体现投资者或业主的利益，在结

4、构造价与结构风险之间权衡得失，寻求较优的选择。73、我国建筑结构安全度的现状是：设计规范取用的荷载值比国外低，材料强度的取值比国外高，所用结构承载力计算公式的安全裕度比国外低，甚至在个别情况下偏于不安全，对结构的构造规定又远比国外要求低。也就是说，在设计结构安全度的各个环节中，几乎没有一个环节比国外更偏于安全的。4、以建筑结构的抗震设计标准为例，我国绝大多数城镇处于地震区，随着社会财富的增长，地震造成的经济损失愈来愈大，已非过去所能比拟，因而不断提高建筑物的抗震能力是经济发展的必然要求。5、在人民生活水平已经告别了生存型并向小康型转变，以及物资供应和社会财富状况已非昔比的今

5、天，如果继续执行现行的抗震设计标准，则在地震发生时就有可能给国家和城市居民带来更大的危害和损失。三、当前的建筑物安全事故，与结构设计安全度无关50年代的结构设计方法，与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，只有110~140号，比现在的C15还低。50年代初期施工手段也很落后，混凝土用体积配合比，人工搅拌，没有振捣器……而当时施工发生安全事故的较少。有一些建筑物，如王府井百货大楼、北京饭店等，使用至今已逾45年，而且经过了唐山地震影响的考验。因此可以说，现在的安全事故，与结构设计安全度是没有连带关系的。四、结构设计，仍宜提倡节约7关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师，重

6、要职责之一，就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。如果将构件截面任意加大，材料用量任意增多，这个工作，建筑师也能做。在发达国家，节约材料也是工程师所追求的。1998年美国《商业周刊》登载由美国建筑师学会（AIA）举办的最佳建筑设计竞赛，“节省材料”是该次竞赛的主题之一。纽约时报新印刷厂的设计，因采用规则的矩形平面和常规材料，节约五千万美元而获奖：又如香港中国银行（贝聿铭设计）因其结构方案布置得当，比同样高度的其他结构大量节约钢材，所以若干个杂志上都发表文章加以表扬。五、我国规范中的构造规定，并非都比别国低7我国规范规定的是最低用钢量，设计者一般根据结构重要性，予以适当

7、提高，所以下能以此来判定我们在工程中的材料用量，更不能以我们的最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量力0.4％，是不考虑抗地震时的数量，我们大多数城市设计时都考虑抗震，高层建筑更是都要考虑，这时柱子的最小含钢量就是0.5%~1.0%.而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比，实际用钢量并不太小。我们有些构造要求，已与国外持平，如剪力墙的最小配筋率为0.25%，与美国相同。至于墙的暗柱配筋量，在许多方面已是世界领先。我国规范对于梁受压钢筋的配筋率，有明确规定。且数值与美国基