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淺析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度

文檔作者：傅俊1　胡愛坤2 文檔來源： 1. 浙江省慈溪市建筑設(shè)計研究院有限公司 2. 華豐建設(shè)股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月17日
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144 建筑建材裝飾2014年第3期　下半刊
經(jīng)驗交流
淺析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度
傅俊1　胡愛坤2
（1. 浙江省慈溪市建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江寧波315300；2. 華豐建設(shè)股份有限公司，
浙江寧波315000）
摘要：建筑結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計時一定要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求，確保滿足安全性、適應(yīng)性
以及耐久性等方面的具體要求。本文通過介紹混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的特征以及安全度的演變，分析了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中
存在的問題并給了應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞：安全度，結(jié)構(gòu)設(shè)計，措施
中圖分類號：TU375 文獻標志碼：A 文章編號：1674—3024（2014）3—144—02
前言
制定和選擇科學合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度標準綜
合反映了國家的整體經(jīng)濟資源狀況、施工設(shè)計技術(shù)水平、
社會財富積累程度以及施工材料的質(zhì)量水平等，意義深遠。
建筑物的承重構(gòu)件主要有水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件和垂直結(jié)構(gòu)構(gòu)件兩
大類，其中的水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要包括網(wǎng)架、梁、薄殼等，
而垂直結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要包括墻、樁和柱子等。因此，建筑結(jié)
構(gòu)工程師在設(shè)計建筑物的結(jié)構(gòu)的時候，首先要明確擬建建
筑物的功能，然后比選各個備選方案，最終挑出最佳的結(jié)
構(gòu)設(shè)計方案。在確定具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案之后，還需要計
算整個結(jié)構(gòu)體系中各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力以及分析具體結(jié)構(gòu)
的特征，同時，還需要詳細研究各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件是如何連接
到一起以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的構(gòu)造措施。此外，設(shè)計結(jié)構(gòu)時
還要確?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度達到規(guī)定的標準，符合
相應(yīng)的耐久性和承載力要求，以確保設(shè)計的混凝土結(jié)構(gòu)能
夠安全地投入使用。
1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的特征
通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的終極
目標是為了設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理、能夠安全使用的建筑物，
因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度主要包括安全性、適用
性以及耐久性三個方面的特征。適用性、安全性及耐久
性也是衡量一個建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)是否達到經(jīng)久耐用
和安全可靠的使用標準的基本標志，故統(tǒng)稱為混凝土結(jié)
構(gòu)設(shè)計安全度。
1.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性特征
結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性具體是指在正常使用的情況下，設(shè)計
的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受必要的外在負荷作用，例如
機械設(shè)備、結(jié)構(gòu)自重、人流、家具、風雪以及氣溫變化等；
在特殊情況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)需要確保能夠屹
立不倒，例如：當遇到颶風、地震、火災或者暴雨等突發(fā)
狀況時還能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
1.2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性特征
結(jié)構(gòu)設(shè)計適用性具體是指在正常使用的情況下，設(shè)計
的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠有效發(fā)揮建筑物各個構(gòu)件和各個
系統(tǒng)所應(yīng)有的使用功能。
1.3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐用性特征
結(jié)構(gòu)設(shè)計耐用性具體是指在正常使用和日常維護的情
況下，設(shè)計的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)能夠安全使用足夠長的
年限。
2 我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全度的演變
我國建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求具體表現(xiàn)
在設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到規(guī)定的安全性承載能力和建筑結(jié)構(gòu)
的整體牢固性兩個方面。通過對現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)
范和老規(guī)范進行對比發(fā)現(xiàn)了以下幾個方面的發(fā)展演變。
2.1 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力
根據(jù)以往的觀察和研究發(fā)現(xiàn)，通常影響混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)
計安全性的兩個主要因素是混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和
材料強度及荷載強度分項系數(shù)。材料強度分項系數(shù)具體是
指在計算混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身所固有的承載能力時，把結(jié)
構(gòu)構(gòu)件的材料強度標準值和縮小系數(shù)相乘；而荷載強度分
項系數(shù)具體是指在計算混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的荷載作
用時，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的荷載標準值和放大系數(shù)相乘。表示系
數(shù)的具體量值體現(xiàn)了在給定負荷標準的情況下混凝土結(jié)構(gòu)
構(gòu)件的安全度。具體調(diào)整如下：
（1）荷載方面的調(diào)整：風荷載的基本風壓、地面粗糙
度類別、風壓高度變化系數(shù)、脈動增大系數(shù)以及脈動影響
系數(shù)發(fā)生了改變；活載的具體內(nèi)容也做了相應(yīng)的調(diào)整。
（2）作用效應(yīng)組合方面的調(diào)整：現(xiàn)行規(guī)范中增加了用
永久荷載效應(yīng)所控制的組合，還增加了永久荷載效應(yīng)控制
組合中的恒載分項系數(shù)的具體取值為1.35。
（3）抗力方面的調(diào)整：材料的強度和分項系數(shù)都做了
相應(yīng)調(diào)整；板設(shè)計規(guī)范也發(fā)生了一定程度的改變；斜截面
的具體承載能力設(shè)計要求也有些許調(diào)整。
2.2 混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求除了要滿足一定程度的
承載能力之外，還需要確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的連接滿足一定程
度的牢固性?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計的牢固性具體是指當混凝土
結(jié)構(gòu)的某一部位受到局部破壞時不會直接導致建筑物發(fā)生
大面積坍塌，換句話說，混凝土結(jié)構(gòu)的整體不會發(fā)生與破
2014年第3期　下半刊 建筑建材裝飾 145
經(jīng)驗交流
壞原因不對稱的嚴重后果。其中所指的破壞原因具體包括
爆炸、地震、火災、颶風等可能導致嚴重后果的突發(fā)災害，
而牢固性越高則抵抗這種突發(fā)災害的能力就越強，以減輕
突發(fā)災害所帶來的損失。而混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的牢固性要求
結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接具有比較良好的延展性、一定程度的
冗余度和較強的可靠性能?，F(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相
對以往的規(guī)范在結(jié)構(gòu)設(shè)計的構(gòu)造方面有所調(diào)整，具體包括
鋼筋的連接、鋼筋的錨固以及鋼筋的最小配筋率等方面的
規(guī)范做了一定程度的改變。
3 加強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全度的意義
建筑結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計建筑混凝土結(jié)構(gòu)的目的就是賦予
建筑混凝土結(jié)構(gòu)一定的安全性能、牢固性能以及耐久性能，
確?；炷两Y(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限以內(nèi)能夠有效發(fā)揮其預
定的各種使用功能?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中所制定的各種
計算公式和結(jié)構(gòu)要求的出發(fā)點就是為了確保混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)
計的安全度，因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求全面考
慮經(jīng)濟、技術(shù)和政策等方面的因素。從經(jīng)濟的角度來看，
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度直接體現(xiàn)了工程造價、投資風險
以及維修費用等之間的關(guān)系，即若要增強結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全
度，則必然會增加工程造價，但會相應(yīng)降低投資風險和維
修費用；反之，若結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度較低，盡管工程造價
較低，但又會相應(yīng)提高投資風險和維修費用。因此，合理
的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求權(quán)衡工程造價和工程風險，
并尋求兩者間的最佳平衡點。從技術(shù)的角度來看，混凝土
結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度直接關(guān)乎選擇的結(jié)構(gòu)類型、力學模型以
及設(shè)計概念等是否合理，需要全面考慮，切忌和多種材料
直接等同處理。從政策的角度來看，選擇合理的混凝土結(jié)
構(gòu)設(shè)計安全度不僅關(guān)乎人們的生命財產(chǎn)安全，甚至還會影
響社會安全和政治穩(wěn)定，導致國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和基本
經(jīng)濟基礎(chǔ)發(fā)生改變?？偠灾贫ê瓦x擇科學合理的混
凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度標準綜合反映了國家的整體經(jīng)濟資源
狀況、施工設(shè)計技術(shù)水平、社會財富積累程度以及施工材
料的質(zhì)量水平等，意義深遠。
4 根據(jù)建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法存在的問題給予
的措施
4.1 提高技術(shù)標準，加強安全系數(shù)
在建筑設(shè)計方法中要提高技術(shù)標準和安全系數(shù)，在設(shè)
計前首先要對技術(shù)標準進行相關(guān)計劃，緊跟技術(shù)標準走，
技術(shù)標準的設(shè)計不要過大，也不可過小。跟著規(guī)范走，才
能使設(shè)計不偏離實際，同時要加強安全系數(shù)。安全系數(shù)不
過關(guān)會使其他一切都為零，在設(shè)計中要突出安全的設(shè)計。
要達到安全的效果可以聘請相關(guān)的設(shè)計專家制定符合標準
的技術(shù)，并根據(jù)設(shè)計的技術(shù)標準制定相應(yīng)的安全系數(shù)。要
根據(jù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的要求對建筑的防治自然災害和人為的災
害進行相應(yīng)的預防，有的建筑需要防水，在建筑過程中要
加強對水的防范，還要加強防震的要求，建筑一定要通過
地震檢測，真正意義上做到安全系數(shù)第一位、技術(shù)水平過
硬的原則，為建筑服務(wù)。
4.2 加強結(jié)構(gòu)的耐久性和材料的耐久性
在設(shè)計的方法中要加強對結(jié)構(gòu)和材料的管理，加強材
料的選擇，材料的質(zhì)量一定要過關(guān)，只有這樣才能保證結(jié)
構(gòu)上的設(shè)計方法過關(guān)。使用的材料要經(jīng)過檢測方可實用，
結(jié)構(gòu)的混凝土的量一定要到，并且混凝土的質(zhì)量一定是上
品，只有這樣才能使結(jié)構(gòu)耐久性。設(shè)計方法中要把結(jié)構(gòu)的
耐久性和材料的耐久性制定相關(guān)的規(guī)程，讓質(zhì)量有規(guī)程保
證，切記沒有規(guī)矩不成方圓。讓設(shè)計中規(guī)中矩、讓設(shè)計完
美無缺。只有這樣才能使結(jié)構(gòu)和材料具有耐久性。耐久性
是設(shè)計的要求，同樣是質(zhì)量上的要求，要服從大局，讓設(shè)
計方法完美無缺。
4.3 加強設(shè)計過程中的質(zhì)量監(jiān)管
在建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中要加強設(shè)計工程中的質(zhì)
量監(jiān)管。政府要投入相關(guān)的精力去完成。在設(shè)計中政府就
應(yīng)宣傳質(zhì)量過關(guān)的要求，并隨時進行監(jiān)督，并用相關(guān)的工
程質(zhì)量法作為監(jiān)督的背景，投入到相關(guān)的執(zhí)法中。同時設(shè)
計人員也應(yīng)減少人為的錯誤和差錯，要以相關(guān)職業(yè)道德和
職業(yè)操守為基礎(chǔ)去完成每一次設(shè)計工作。要加強相關(guān)經(jīng)驗
的積累，向經(jīng)驗豐富的設(shè)計者學習，并加強自我鍛煉。同
時公司要對每個設(shè)計師進行了解，清楚他們擅長的工作，
讓它們在自己擅長的領(lǐng)域工作，公司應(yīng)嚴把質(zhì)量關(guān)，對質(zhì)
量不合格的人員進行懲戒，并對質(zhì)量合格的優(yōu)秀員工進行
獎勵，做到一碗水端平，對質(zhì)量水平切記不能放寬要求，
在相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)管中把設(shè)計方法的高質(zhì)量設(shè)計更好地應(yīng)用
到每一次的設(shè)計中，做到用質(zhì)量提高實際生產(chǎn)率，讓質(zhì)量
帶動設(shè)計方法。
4.4 提高設(shè)計方法的安全檢測
在設(shè)計方法中要提高安檢，每一步驟都要經(jīng)過相應(yīng)的
安全檢查，政府也要輔助進行安檢。在公司安檢后，政府
也要相應(yīng)的進行復查，讓安檢萬無一失不存在任何的問題。
設(shè)計方法中的安全檢查是不可缺少的一個步驟，要加強安
全措施，對不符合安全措施的設(shè)計要從開始就加以杜絕。
安檢是設(shè)計完成不可缺少的一步，也是關(guān)鍵的步驟，要編
入設(shè)計流程。在政府和設(shè)計者的雙管齊下監(jiān)督下會讓安全
檢測得到保證，為設(shè)計方法的正確投入做出貢獻。
5 結(jié)束語
綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)
計時一定要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度要求，確保滿足
安全性（牢固性）、適應(yīng)性以及耐久性等方面的具體要求。
同時，制定和選擇科學合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度標
準綜合反映了國家的整體經(jīng)濟資源狀況、施工設(shè)計技術(shù)
水平、社會財富積累程度以及施工材料的質(zhì)量水平等，
意義深遠。
參考文獻：
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[2] 李翔，馬偉召. 對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的剖析[J].
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