建筑结构设计中的安全度探讨

摘要：在做结构设计时， 首先要根据建筑物的基本功能 ，通过多种方案比选， 优选出经济、 合理的结构方案， 其次才是对每个结构构件以及结构体系作结构分析和内力计算， 同时还要准确分析、 计算各构件之间的连接方式和构造措施。本文探讨了建筑结构设计中的安全度问题。

关键词：建筑；结构设计；安全度

Abstract: the structure design do, according to the first building basic functions, through a variety of alternative schemes, optimizing the structure of the economic and reasonable scheme, the second is to each structure component and structural system for structure analysis and internal force calculation, and also accurate analysis and calculation of the connection between the components and structural measures. This paper discusses the design of the building structure safety degree of the problem.

Keywords: architecture; Structure design; The safety degree

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

要保证建筑物安全， 首先要保证组成建筑物的结构构件的坚固性和耐久性， 也就是建筑物中的主要承重结构构件的坚固和耐久性，而承重结构构件主要有垂直构件和水平构件两类。 因此， 对从事建筑结构设计工作的专业技术人员来说 ，在做结构设计时， 首先要根据建筑物的基本功能 ，通过多种方案比选， 优选出经济、 合理的结构方案， 其次才是对每个结构构件以及结构体系作结构分析和内力计算， 同时还要准确分析、 计算各构件之间的连接方式和构造措施。 在这个过程中 ，还必须采用结构设计规范规定的安全系数， 以确保结构构件和整体建筑的安全使用。

一、建筑结构设计安全度的概念

1、 结构设计应提倡节约

关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师重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。当前建筑结构设计存在的问题中, 有一个方面不容忽视, 就是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量, 已超过国外同等高度钢结构的用钢量, 其不合理可见一斑! 关于建筑结构设计安全度的讨论是正常的, 但会不会引起误导, 使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全, 以致盲目加大构件截面, 增加用钢量, 造成不必要的浪费。这种可能性, 是不能不防的。

节约作为人类可持续发展的需要和一种美德, 应该是结构设计人员的重要守则。这里提出探讨的只是计划经济年代曾经盛行一时的片面的节约, 但即使是那种节约在过去短缺经济下仍是合理和必需的, 问题是将它搬到今天的社会经济状况和体制下, 有时就不再适宜。

2、建筑结构必须满足的功能要求

( 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。

( 3) 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、根据国情合理选择结构设计安全度

我国在解放初期，物资供应很紧张，国家对外需要备战，对内需要建设，我国从事建筑结构设计 施工和研究的科技人员在非常困难的历史条件下，为我国建设事业作出了巨大的贡献 他们在材料供应和投资经费均很困难的情况下采用了可能是世界上最低的结构设计安全度，为国家建起了尽可能多的建筑结构物 而且这些结构已经受了几十年的考验，这是应该肯定的 但是从20世纪80年代以来，我国的经济形势和综合国力发生了根本的变化，现行的建筑结构设计安全度是否适应国情的需要，值得探讨. 目前情况是:结构造价占整个建筑造价的比例愈来愈小 过去，因为建筑装修和设备都比较简单，没有地价 拆迁 城建等大笔附加费 建筑物的造价以结构造价为主，而目前以商品房为例，中小城市市面上的售价约为2000元 /m2，其中土建成本费仅(700-800)元 /m2，结构造价大约不到400元/m2对结构使用功能的要求越来越高。 现在建筑物内各种设施和财产的价值愈来愈高，对结构的安全度自然会提出更高的要求。 随着生产和生活方式的改变，人们要求建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，更能适应功能变换的需要，因此，也要求结构安全度有更大的储备。

建筑物已成为商品。 国家不再是城镇物业的唯一投资者和拥用者，这是一个重要的变化 。过去业主只是国家，国家不堪统建城镇房屋的重负，只能采取低安全度的设计原则。 现在业主中有了普通百姓，百姓买房时总希望安全性能好，更何况提高结构设计安全度又不会过多增加费用结构材料已能充分供应。 钢材、水泥的供应并不紧张，合理地多用一些钢材不仅可提高结构性能，而且还能带动国民经济发展。

三、提高建筑结构设计安全度的建议

1、当前的建筑物安全事故,与结构设计安全度无关。20世纪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。20世纪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。

2、我国规范中的构造规定,并非都比别国低 。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。

3、规范要根据国家政策而定。 一个国家的规范,不仅仅是技术性的,还有很强的政策性等许多方面, 是一个国家经济条件的直接反映 因此,我国规范的材料用量,当然应该比发达国家低,也即安全度应该低一些。 这方面我们完全可以理直气壮地说, 我们过去的设计标准,是符合我国国情的,是安全的。 当然某些局部有不足,要不断修改 。国外的规范也不是十全十美,也在不断的修改。 我们过去的结构成功地经受了几十年的考验, 那就是说,我们的规范基本是正确的, 安全度基本是能满足要求的。

4、关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师重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。当前建筑结构设计存在的问题中,有一个方面不容忽视, 就是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量,已超过国外同等高度钢结构的用钢量, 其不合理可见一斑! 关于建筑结构设计安全度的讨论是正常的,但会不会引起误导,使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全,以致盲目加大构件截面, 增加用钢量, 造成不必要的浪费。这种可能性, 是不能不防的。

节约作为人类可持续发展的需要和一种美德, 应该是结构设计人员的重要守则。这里提出探讨的只是计划经济年代曾经盛行一时的片面的节约, 但即使是那种节约在过去短缺经济下仍是合理和必需的, 问题是将它搬到今天的社会经济状况和体制下, 有时就不再适宜。

5、转变设计思想,全面提高安全度水平

（1）建筑结构作为特殊的商品, 其内在的安全质量非一般用户所能了解。确定建筑结构设计安全度的高低在过去是一种政府行为, 而在改革开放后的今天, 这个问题至少应有房产开发商、保险业和有关学术团体 (学会 ) 的参与。开发商应该对其出售的建筑物的安全质量负责, 在不影响售价过高的情况下, 尽可能提高房屋的安全度。特别是抵抗地震的能力, 和汽车、飞机一样, 更高的安全性应该作为房屋开发商促销和竞争的一个热点。保险业也应该积极参与建筑结构安全度的制订。随着我国房产私有化的进展,房产迟早会与保险业紧密挂钩, 结构设计安全度低的房产必然要与较高的保险费相匹配。就像国外一样, 保险业应聘请各类专家对其重大的保险对象进行评估。我国现行的低安全度的结构设计原则如果任其维持下去, 将来要为其不断付出代价的可能是需要交纳高昂保险费的业主, 这对保险业本身也会产生极其不利的影响。

（2）我国现行结构设计标准的低安全度原则已不能适用当前的国情, 提高我国建筑结构的安全度水平将有利于生产 、生活水准的改善,有利于国民经济发展,也符合建筑物业主的利益和要求。

（3）从提高结构安全度出发,为了改善结构物的安全性, 要提倡合理地多用钢材,而不再是挖空心思地节约钢材。

参考文献：

[1] 汪常松. 略论中国建筑结构的可靠性及改进[J]. 中国建设信息, 2006,(02)

[2] 宿宗英, 赵丽艳. 在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J]. 科技资讯, 2010,(20)

[3] 劳健荣. 浅析在建筑结构设计中提高安全性[J]. 知识经济, 2011,(13)