對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度和規(guī)范修訂的幾點看法1

　　1、規(guī)范中的安全度設(shè)定水平需要大幅度提高

　　我對規(guī)范低安全度的看法，最早源于從事高強混凝土結(jié)構(gòu)科研和推廣應(yīng)用工作中的感受。用現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計C50～C60級高強混凝土結(jié)構(gòu)，其安全儲備比普通強度的混凝土還要低，給推廣造成困難和阻力，何況一項新技術(shù)的開始應(yīng)用會存在經(jīng)驗不足等問題，更需要有較為寬松的安全度環(huán)境;過低的安全度難免捉襟見肘，對新技術(shù)推廣不利。我國規(guī)范安全度與國外的差別已有不少資料作過報道，現(xiàn)在再看我國規(guī)范安全度從解放后的演變，以受彎構(gòu)件為例，將安全度統(tǒng)一折算成解放初期按破損階段設(shè)計方法時的總安全系數(shù)K，則在最早的東北人民政府設(shè)計規(guī)程中K等于2.0;后改為與當(dāng)時的蘇聯(lián)規(guī)范相同即1.8，但鋼材強度取值仍低于蘇聯(lián);約在1956年后，按三系數(shù)極限狀態(tài)方法的蘇聯(lián)規(guī)范設(shè)計，K降到約1.55～1.6，1965年我國頒布的BJG21-66規(guī)范與此相同;1974年頒布TJ10-74規(guī)范，受彎構(gòu)件K值又略有降低;1989年頒布的現(xiàn)行規(guī)范，K值大體保持在1965年規(guī)范的水平。這里需要指出的是，50年代設(shè)計時所用的樓層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本參照了蘇聯(lián)荷載規(guī)范的取值，而在1959年頒布我國的荷載規(guī)范后，不少類型建筑物的樓層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值都降低了，導(dǎo)致這類結(jié)構(gòu)安全儲備的進(jìn)一步降低。

　　橫向比較各國規(guī)范以及豎向縱觀我國規(guī)范的演變，可以深切體會到規(guī)范作為上層建筑，必然反映時代社會經(jīng)濟(jì)的特色和需要。在這次規(guī)范修訂中，除了必需從專業(yè)的技術(shù)角度對安全度作細(xì)致分析外，如何從社會經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行深入探討可能更為重要。這是因為我國正處在從短缺型的社會主義計劃經(jīng)濟(jì)體制過渡到社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制的轉(zhuǎn)型期，而整個世界正面臨科技和生產(chǎn)飛速更新時代的到來。近十年來，我國的社會經(jīng)濟(jì)狀況發(fā)生了從未有過的根本性變化，而我們現(xiàn)在設(shè)計的建筑物又必需適應(yīng)今后幾十年乃至上百年內(nèi)生產(chǎn)和生活水平的發(fā)展。

　　規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)如何從短缺型計劃經(jīng)濟(jì)影響下走出來，使之更好地為社會主義市場經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)服務(wù)，這是本次規(guī)范修訂不同于以往歷次修訂的主要區(qū)別，理應(yīng)作為本次修訂中首要考慮的問題。隨便舉例來說，我們對普通公寓住宅的層高標(biāo)準(zhǔn)作了限制，在北京地區(qū)規(guī)定為2.7m(凈空僅2.55m)，也不準(zhǔn)設(shè)計人員或用戶提高房屋抗震設(shè)防等級，這些限制是否反映了過去短缺經(jīng)濟(jì)年代的特色?短缺經(jīng)濟(jì)的主要傾向是竭盡全力去約束消費和限制投資，并伴以過多的行政干預(yù)來加以保證。過去講節(jié)約，偏重于初期一次性投資和用料的節(jié)省，較少顧及長期和整體效益，更少考慮用戶的利益和要求;設(shè)計規(guī)范的低安全度和某些荷載標(biāo)準(zhǔn)值的過低取值，也是短缺經(jīng)濟(jì)造成的。在今天的市場經(jīng)濟(jì)體制下，如果只需花相對較少的錢，換得更為結(jié)實耐久的房子住，應(yīng)屬合理消費受到鼓勵，為此而必須多花一些鋼材也屬于合理使用，說不上有違節(jié)約原則。安全度的設(shè)置本來就是用來對付比較意外的情況，低安全度的房子盡管在一般情況下安全可靠，但是抵御外界不確定性作用的能力相對較弱。房子結(jié)實些，壽命長些，符合國家提高人民生活質(zhì)量的要求;萬一發(fā)生不測地震，可以減少生命財產(chǎn)損失;再說這種合理消費并不要政府掏錢，而且合理的多用些鋼材、水泥又能促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，從眼前講，還多少能緩解通貨緊縮的困難。這些說法從短缺經(jīng)濟(jì)的立場上看是格格不入的，但符合眼前和長遠(yuǎn)利益以及市場經(jīng)濟(jì)的需要。

　　當(dāng)然，節(jié)約作為人類可持續(xù)發(fā)展的需要和一種美德，應(yīng)該是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的重要守則。這里提出探討的只是計劃經(jīng)濟(jì)年代曾經(jīng)盛行一時的片面的節(jié)約，但即使是那種節(jié)約在過去短缺經(jīng)濟(jì)下仍是合理和必需的，問題是將它搬到今天的社會經(jīng)濟(jì)狀況和體制下，有時就不再適宜。

　　提高結(jié)構(gòu)的安全性能需要從結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)布置、材料選擇等多個方面作出努力，以加強結(jié)構(gòu)的整體性、延性和耐久性，提高其抗御不測之災(zāi)和防止倒塌、特別是抵抗連續(xù)倒塌的能力。也許基于概念設(shè)計的這些措施，對于增進(jìn)結(jié)構(gòu)安全更為有效且更符合經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則。比如這次規(guī)范修訂組提出的用新Ⅲ級鋼替代Ⅱ級或Ⅰ級鋼，就能帶來立竿見影的效果?？墒菫榱嗽鰪娧有院头赖顾芰Γ饕€得靠合理加大構(gòu)造用鋼量。上述與結(jié)構(gòu)安全性能有關(guān)的眾多因素較難用數(shù)值形式加以度量，而我們在這里所討論的安全度，則僅限于截面強度的安全度和與之有關(guān)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值等能夠用數(shù)值度量的那些參數(shù)。

　　提出要大幅度提高設(shè)計安全度，無非是基于客觀形勢變化和對現(xiàn)行安全度進(jìn)行初步分析比較后的一種宏觀的定性估計。究竟需要提高多少，則需經(jīng)過課題立項研究才能確定。對于規(guī)范修訂組這次提出的設(shè)計可靠度改進(jìn)意見[2]，總的趨勢是往高處調(diào)，對此我表示擁護(hù);雖然幅度不夠大。我國幅員廣闊，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，象京、滬、穗等國際性大都市，建筑結(jié)構(gòu)的安全度應(yīng)高些，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的邊緣地區(qū)允許適當(dāng)?shù)托?。?guī)范修訂時是否尚可通過結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，或者荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值，或地方性標(biāo)準(zhǔn)予以區(qū)別對待，大城市的結(jié)構(gòu)安全儲備是否能再高些，當(dāng)然也可以分步漸進(jìn)。鋼材的分項系數(shù)過去偏低，似不宜再低于1.1。梁的最小配筋率一般根據(jù)截面抗彎屈服能力不低于截面拉區(qū)混凝上抗裂能力的原則來定，具體計算時所用的材料強度似宜采用平均值而不是標(biāo)準(zhǔn)值，否則從概率保證的角度不能符合要求。

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