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建筑结构安全性设置水准的探讨

作者:原创论文网 时间:2013-10-02 19:36 加入收藏
  摘 要:本文主要探讨了国内土木建筑结构设计规范的安全设置标准,并提出了一些相关见解。
  关键字:土木结构;建筑;规范;水准

  结构安全性指防受损倒塌的能力,是建筑工程结构质量的重要质量指标。当前国内土木建筑工程结构的安全性普遍较其他国家低很多,这些除了与设计水平和施工技术手段等相关之外,同我国的土建结构安全性规范设置水准关联性也很大。这里对设置合理的结构安全性标准进行了概述,并讨论了制定合理安全性规范水准的设计方法。
  结构安全性设置水准主要包含衡量结构安全性的几个方面,包含承载能力的设置水准、结构整体牢固性的设置水准和结构耐久性的设置水准三个方面。同结构构件的安全水准最大关联就是对结构所需承受多大的负荷,即负载标准值的规定和对负载分项系数与材料强度分项系数大小的规定。负载分项系数是当计算确定负载对结构构件作用时,负载标准值所被放大的一个系数,而材料强度分项系数是指计算确定构件所固有的承载能力时,构件材料的强度标准值被缩小的一个系数。其中,这些数值反映的是结构构件在给定标准负载作用后的安全度,这些系数在安全系数设计方法中被称为安全系数,反映了安全储备的需要。而在可靠度设计方法之中,其又被称为分项系数,反映的了一种可靠指标或是失效概率。分项系数或安全系数越高表明结构安全性越高。
  当前,在我国结构安全性设置水准同其他国家比偏低的情况下,我国所用的材料质量反而比国外同类工程高很多,但整个建筑工程结构的安全性却很低,这就值得我们对施工手段、技术、分析计算结构等方面做深思。结构整体牢固性指结构具备在遭受损害时不会出现大范围连续的破坏倒塌现象,也就是说要求整体结构具有抵抗不相应部位的破坏后果的能力。整体牢固性设置水准对最大程度的减少轻一些人为差错以及爆炸、地震等灾害所带来破坏与损失有着重要意义,日本土建结构的防地震方面在这点上做得极为领先。
  目前,我国土木建筑工程的耐久性主要侧重于对负荷安全承载能力上,而对土建结构受环境的作用,如土中有害化学物质、水和大气冻融的侵蚀等方面考虑较少。由此而引发的危害在生活中并不少见,主要原因除了设计和技术手段方面之外,跟我国缺乏相应规范水准,不能引起相关部门和设计师以及使用者的重视有着密切关系。制定出符合实际结构耐久性的设置水准,对延长土建结构的使用寿命即提高耐久性能,提高结构整体质量有着重要指标意义。
  我国近年来对结构安全水准的设置进行了多次组织探讨,但至今仍存在很大分歧,有多种见解不能达成共识。有一部分人对我国目前的结构安全性水准持完全认可无须做任何改动的态度,认为这些水准是经过了长期实践的证明,不能跟着英美国家走,毕竟各国情况不同,假若我国再提高安全水准将会造成浪费。而有部分人认为我国目前水准不高,但是只要我国上百亿建筑仍在继续使用,说明这些水准是符合我国国情的,然后由于理想的正常设计、施工、使用的三正常难做到,又为了缩小与国际标准的差距,我国可以根据国内物质与市场经济情况将水准进行适当的提高,但由于我国是发展中国家所以即使提高也不应与国际标准一致。还有部分人认为我国过去的低水准是为了与国内当时短缺型计划经济相适应,而如今国内经济与生活水平不断发展与提高,我国应该大幅度提高水准,尽可能的与国际标准水准接近,这是为我国积极参与国际竞争所必须的。
  我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394 并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程界内则存在不同看法。在我国,对建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范,都用可靠度方法统一起来的做法,虽然工程设计界颇有微词,但学术界持赞成和肯定者是主流,不过仍不时有人对规范的适用性提出质疑。对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是从统计数学观点出发的概率定义所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
  参考文献
  [1] 刘敦桢 . 中国古代建筑史 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社,1984.
  [2] 李允鉌 . 华夏意匠 [M]. 香港 : 广角镜出版社,1984.
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