安全度和可靠度在结构设计中要点研究

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1、安全度和可靠度在结构设计中要点研究　　摘要：建筑结构作为特殊商品，确定其设计安全度和可靠度的高低不应完全是政府行为，其中还涉及到房屋开发商、保险业及用户。由于结构设计安全度事关人民的生命财产安全，对其进行分析研究能更好地应用和改善工程的安全度，因此，正确理解和应用规范是每一名设计人员做好本职工作的基础，应遵守和用好规范。关键词：建筑结构；安全度；可靠度；设计；分析中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：安全度在建筑结构中首先是一个设计概念，通过赋予一定的“安全量”，达到了在预定使用期限内满足适用性、安全性和耐久性的要求。安全度是衡量建筑结构设计安全程度的“尺度”，安全度设计经历了极限状态设

2、计法、容许应力设计法、破损阶段设计法等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，对安全度仍然存在一些争议，并且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。1建筑结构安全度与可靠度争议的焦点1.1安全度的观点7十几年前，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。⑴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

3、元教授，他的理由是：⒈构造配筋量偏低。如GBJ10-89《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《混凝土结构设计规范》受压构件纵向钢筋最小配筋率：强度500MPa为0.5%；400MPa为0.55%；300、335MPa为0.6%。⒉载荷设计标准值偏低。如GBJ9-87《建筑结构荷载规范》以恒载标准值G和活载标准值Q组合后的计算值是，美国是，英国，我国荷载设计值比英美低80%。GB50009-1012《建筑结构荷载规范》已有所提高，永久荷载分项系数取1.2，永久荷载控制组合时取1.35；可变载荷分项

4、系数取1.4，标准值大于4工业厂房楼面活载取1.3。7⒊材料强度设计值比英美高。混凝土至少高出5%10%，钢筋至少高3%6%。但国外材料检测更严，我国材料实际保证率是偏低的。我国规范中的材料分项系数比英美低，混凝土：中国1.35，英国1.50，美国1.41（受压）；钢筋：中国1.08，英国1.35，美国1.41（受压）。所以，我国结构安全度也偏低。GB50010-2010的混凝土强度设计值已略调低（C50以下）。⒋构件承载力计算公式不精确，使安全度偏低。如GBJ10-89正截面强度计算采用，使附近构件偏于不安全。斜截面抗剪强度也存在众所周知的错误。GB50010-2010已做了修正。支持上述

5、观点的文献不少，如安颖工程师[2]则以宁波跨海大桥断裂事故和宝钢建设中与日方专家就安全度争执的例子作为论据，说明需要大幅提高安全度。⑵安全度合适，不需要大幅提高安全度。这方面论点和论据主要如下：⒈安全事故与结构安全度无关。举了上世纪50年代结构设计为例，那时混凝土标号只有110140号，施工技术也比较落后，但安全事故很少。北京王府井百货大楼、北京饭店等都经历了唐山地震的考验。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中说明严格按照GB50011-2001规范进行设计、施工和使用的建筑，遭遇汶川大地震且超过设防烈度一度的情况下，达到了抗震设防目标。7⒉规范中安全度并非都比国外低。规范规定柱子

6、最小钢配筋率0.4%，是不考虑抗震要求，如考虑抗震，高层建筑最小钢筋配筋是0.5%1.0%，而且实际设计时还会更大，因此与国外相比用钢量并不会少。⒊现有规范不会成为进入国际市场的障碍。在北京一些按现有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。⒋结构设计应提倡节约，目前仍应节约钢材。⒌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可靠度的观点目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

7、有“瑕疵”：①认为概率可靠度理论需要大量数据统计做基础，但荷载和抗力统计方面还存在问题；②结构可靠度分析的三个基础点还不完善；③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；④认为分项安全系数方法更灵活实用等。2建筑结构安全度和可靠度的见解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，但不提倡大幅度提高规范安