建筑结构设计安全度简

[摘 要]随着我国建筑产业的不断发展,出现的问题也越来越多.近年来出现了很多过于重视外观而忽视安全性的建筑,这些建筑不但体现出了建筑设计者在责任感上的缺乏,同时对人们的安全造成了很大程度上的不利影响,因此对建筑结构设计上的安全度进行分析,具有十分重要的现实意义.

[关 键 词]建筑结构；设计；安全度

中图分类号：TU523文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）29-0170-01

一、我国结构设计安全度的现状

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.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.

需要多大的安全才算安全?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、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,在结构造价与结构风险之间权衡得失,寻求较优的选择.

关于工程事故与设计安全度的关系,有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系,规范的安全度是够的.文献就指出.上世纪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#,比现在的C15还低,其施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器,而施工发生安全事故的却很少,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.

不过也有专家指出,一些工程事故往往由多种因素综合造成,施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低,加在一起终于酿成大祸.这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败,较高的安全度总是与较低的失效概率相联系,这是客观规律.实际上,结构安全度只是对结构截面强度安全的一种度量,与此相关的还有荷载和材料强度标准值

的取值等因素.影响结构安全性的因素太多,安全度是保证结构安全性的重要方面但不是全部.有些设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性,以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性,造成结构设计不合理,从而引发工程事故.

二、建筑结构设计安全度需要重视的问题

建筑结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映.确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础,但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑.

与国际上一些通用标准相比,我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低,有的偏低较多.这体现在涉及结构安全度的各个环节中,如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度值比国外高,估计结构承载力所用计算公式的安全裕度低于国外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.现行规范安全度与国际相比虽然偏低,但是可以接受,这是数十年来成功建成数百亿平方米建筑物的长期实践加以证实的.

三、提高建筑结构设计的安全度分析

(一)可考度理论的利用

可靠度理论是分析结构安全性的一种有效手段.我国已颁布统一标准,要求结构设计规范按可靠度理论设计.该理论用失效概率度量结构的可靠性,通过将抗力和作用效应相互独立,将随机过程化为随机变量并以经验为校准点,成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中,这是我国规范先进性的一种表现.但该理论在应用上还有其局限性,理论本身也有一些方面未能突破.因此,规范采用可靠度理论应采取实事求是的态度,能用的尽量用,尚不成熟的将来再用.

(二)尽可能的减少墙体改造

在房屋的后期装修上,禁止拆除承重墙和关键的结构部分,因为所有的建筑在设计过程中,已经在结构、设计方面进行了非常周密的,严谨的计算,已经在抗震技术标准达到了相应的技术要求,拆除了以后,可能直接会影响这栋楼所有的力学反映.在设计过程中,尽量避免这种设计的拆除,尽量在结构改造方面,少做文章.而之所以出现很多墙体改造现象,还是跟前期的建筑设计有关,前期的建筑设计中户型设计是不是达到业主满意是前期结构设计中一个关键的标准,后期业主要改造装修,不仅是室内设计的问题,更是建筑设计的问题.

例如复式和错层的房子很多室内设计师在设计过程中,往往拆除改动是最多的,由于空间比较大,要想达到合理的状态,可能业主家庭成员不同,文化底蕴不同,消费的方式不同,生活方式不同,导致对空间的需求不同,就会出现空间调整.像这类的房子室内设计更应该在建筑设计时就介入,把建筑设计提前做好,尽量避免在后期室内设计过程中对结构调整.

(三)建筑结构调整中安全度把握

在结构方面尽量少做调整或者不做调整,即使有了调整以后,一定要做结构的加固,建议采用钢结构的措施来进行加固.在整个建筑空间里,钢结构是相对比较安全的.比简易墙结构安全度更高.钢结构和原来的墙体有一个连接的问题,就需要在设计方面,特别要注重.在设计过程中,钢结构和原始结构调整完以后,如何连接,这方面的技术要有待于加强.倡导一旦进行承重结构的空间调整,一定邀请专业的结构工程师参与整体的设计,来满足空间结果的安全要求.

建筑结构安全与建筑物整体安全性息息相关,在设计或施工阶段施工质量不合格极容易导致建筑物倾斜、墙体开裂,甚至部分地方坍塌等严重事故.故此,结构设计人员应具备高度的责任心,针对具体工程和施工的特点,在需要时可以选用高于规范规定的最低要求,并能够考虑结构的耐久性要求,充分考虑业主以及自身信誉的长远影响.此外,还要从结构的体系、构造、材料选择设计以及施工和使用中的各个环节保证建筑结构的安全性,充分保障建筑业主的人身财产安全.

结束语

建筑结构安全与建筑物整体安全性息息相关,在设计或施工阶段施工质量不合格极容易导致建筑物倾斜、墙体开裂,甚至部分地方坍塌等严重事故.故此,结构设计人员应具备高度的责任心,针对具体工程和施工的特点,在需要时可以选用高于规范规定的最低要求.并能够考虑结构的耐久性要求,充分考虑业主以及自身信誉的长远影响.此外,还要从结构的体系、构造：材料选择设计以及施工和使用中的各个环节保证建筑结构的安全性,充分保障建筑业主的人身财产安全.