对混凝土结构设计安全度和规范修订的几点看法-结构理论_0.pdf

对混凝土构造设计安全度和规范校正的几点看法-构造理论关于混凝土构造设计规范中的安全度设置水平，我在1998 年 7月提交规范校正组领导的一封信中和 1999 年年初刊出的一篇文章 1中已经表达了看法。这篇题为要大幅度提高建筑构造设计安全度的文章，代表了一部分同志的看法，本来是应约撰写，从不相同角度为规范校正供应参照建议。这份资料中有两处不妥，一是抗衡震设计的“小震不坏”原则提出了思疑而又未做详细讲解。我在原稿寄出后不久就写信通知要求删去，但最后仍是未能及时转到杂志社并刊了出来。别的，这篇文章冠以“建筑构造”的标题也不合适，由于文中只论及混凝土构造，而钢、木等构造的安全度可能是另一回事。1、规范中的安全度设定水平需要大幅度提高我对规范低安全度的看法，最早源于从事高强混凝土构造科研和推广应用工作中的感觉。用现行规范设计 C50C60 级高强混凝土构造，其安全储备比一般强度的混凝土还要低，给实行造成困难和阻力，何况一项新技术的开始应用会存在经验不足等问题，更需要有较为宽松的安全度环境；过低的安全度难免捉襟见肘，对新技术实行不利。我国规范安全度与外国的差别已有很多资料作过报道，现在再看我国规范安全度从解放后的演变，以受弯构件为例，将安全度一致折算成解放初期按破坏阶段设计方法时的总安全系数 K，则在最早的东北人民政府设计规程中 K 等于 2.0；后改为与当时的苏联规范相同即 1.8，但钢材强度取值仍低于苏联；约在 1956 年后，按三系数极限状态方法的苏联规范设计，K 降到约 1.55 1.6，1965 年我国宣布的 BJG21-66 规范与此相同；1974 年宣布 TJ10-74 规范，受弯构件 K 值又略有降低；1989 年宣布的现行规范，K 值大体保持在 1965 年规范的水平。这里需要指出的是，50年代设计时所用的楼层活荷载标准值基本参照了苏联荷载规范的取值，而在 1959 年宣布我国的荷载规范后，很多种类建筑物的楼层活荷载标准值都降低了，以致这类构造安全储备的进一步降低。横向比较各国规范以及竖向纵观我国规范的演变，能够深切领悟到规范作为上层建筑，必然反响时代社会经济的特色和需要。在此次规范校正中，除了必需从专业的技术角度对安全度作认真解析外，如何从社会经济的角度进行深入商议可能更为重要。这是由于我国正处在从短缺型的社会主义计划经济系统过渡到社会主义市场经济系统的转型期，而整个世界正面对科技和生产飞速更新时代的到来。近十年来，我国的社会经济情况发生了从未有过的根本性变化，而我们现在设计的建筑物又必需适应今后几十年以致上百年内生产和生活水平的发展。规范和标准如何从短缺型计划经济影响下走出来，使之更好地为社会主义市场经济基础服务，这是本次规范校正不相同于过去历次校正的主要差别，理应作为本次校正中首要考虑的问题。任意举例来说，我们对一般公寓住处的层高标准作了限制，在北京地区规定为2.7m（净空仅 2.55m），也严禁设计人员或用户提高房屋抗震设防等级，这些限制可否反响了过去短缺经济年代的特色？短缺经济的主要倾向是倾尽全力去拘束花销和限制投资，并伴以过多的行政干预来加以保证。过去讲节约，侧重于初期一次性投资和用料的节约，较少顾及长远和整体效益，更少考虑用户的利益和要求；设计规范的低安全度和某些荷载标准值的过低取值，也是短缺经济造成的。在今天的市场经济系统下，若是只需花相对较少的钱，换得更为结实长远的房屋住，应属合理花销碰到激励，为此而必定多花一些钢材也属于合理使用，说不上有违节约原则。安全度的设置本来就是用来对付比较不测的情况，低安全度的房屋尽管在一般情况下安全可靠，可是抵挡外界不确定性作用的能力相对较弱。房屋结实些，寿命长些，吻合国家提高人民生活质量的要求；万一发生意外地震，能够减少生命财产损失；再说这类合理花销其实不要政府掏钱，而且合理的多用些钢材、水泥又能促进生产发展，从眼前讲，还多少能缓解通货缩短的困难。这些说法从短缺经济的立场上看是格格不入的，但吻合眼前和长远利益以及市场经济的需要。自然，节约作为人类可连续发展的需要和一种美德，应该是构造设计人员的重要守则。这里提出商议的可是计划经济年代从前流行一时的片面的节约，但即即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情况和系统下，有时就不再合适。提高构造的安全性能需要从构造选型、构造构造、构造部署、资料选择等多个方面作出努力，以加强构造的整体性、延性和长远性，提高其抗御不测之灾和防范倒塌、特别是抵挡连续倒塌的能力。也许基于看法设计的这些措施，关于增进构造安全更为有效且更吻合经济节约的原则。比方此次规范校正组提出的用新级钢取代级或级钢，就能带来立竿见影的收效。可是为了加强延性和防倒塌能力，主要还得靠合理加大构造用钢量。上述与构造安全性能有关的众多因素较难用数值形式加以胸襟，而我们在这里所谈论的安全度，则仅限于截面强度的安全度和与之有关的荷载标准值和资料强度标准值等能够用数值胸襟的那些参数。提出要大幅度提高设计安全度，可是是基于客观形势变化和对现行安全度进行初步解析比较后的一种宏观的定性估计。终归需要提高多少，则需经过课题立项研究才能确定。关于规范校正组此次提出的设计可靠度改进建议2，总的趋势是往高处调，对此我表示拥护；虽然幅度不够大。我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，象京、沪、穗等国际性多半市，建筑构造的安全度应高些，经济不发达的边缘地区赞同合适低些。规范校正时可否尚可经过构造重要性系数，也许荷载标准值取值，或地方性标准予以差别对待，大城市的构造安全储备可否能再高些，自然也能够分步渐进。钢材的分项系数过去偏低，似不宜再低于1.1。梁的最小配筋率一般依照截面抗弯信服能力不低于截面拉区混凝上抗裂能力的原则来定，详细计算时所用的资料强度似宜采用平均值而不是标准值，否则从概率保证的角度不能够吻合要求。2、关于可靠度设计理论将可靠度设计理论用于设计规范，不论在学术或工程界素来有分歧建议 3。我倾向于多安全系数的极限状态设计法，由于其中对安全度的表示比较灵便又易于理解，而且在确定各项安全系数时其实不排斥利用可靠度理论手段进行解析比较，尔后再综合考虑其他因素加以修正。由于现行建筑构造设计规范业已采用了可靠度设计理论，其在规范中的计算表达形式又与多安全系数方法相似，在合用上暂时将它理解为多安全系数也并无不能。在这类情况下，我赞同认同现实，在此次校正中仍是保留现有的设计方法系统为好。可靠度理论关于不相同种类工程构造的合用程度必定会有很大差别，用于混凝土建筑构造尚没有解决不了的大问题，所以不宜再变。至于还没有使用的规范似宜合适放慢“一致”步伐，实在难以使用的更不宜经过行政手段去一致。可靠度理论还在发展，这方面的学术谈论希望能够深入睁开下去。