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混凝土結構設計規(guī)范安全度的調(diào)整

文檔作者：徐有鄰劉剛文檔來源：中國建筑科學研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年02月22日
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第36卷第12期	建筑結構	2006年12月

混凝土結構設計規(guī)范安全度的調(diào)整
徐有鄰劉剛
（中國建筑科學研究院	北京100013)

［提要］  介紹了我國結構安全度的設置水平以及歷次規(guī)范修訂對于安全度的調(diào)整。分析了目前建筑結構安全的實際狀態(tài)以及今后可能的發(fā)展趨勢，可供結構類規(guī)范安全度調(diào)整參考，并有助于技術人員提高對結構安全度的認識。
［關鍵詞］建筑結構規(guī)范安全度調(diào)整

Rectification of Margin of Safety in  Code  for  Design  of  Concrete  Structure/Xu  Youlin, Liu  Gang (China  Academy  of Building Research, Beijing 100013, China)
Abstract: The level of margin of safety in our country and the rectification in code editing are recommended. The state of the structure safety and develop trend are analyzed. It can be the reference  for  rectifying  the  margin  of  safety  in  structure  code. And it is useful to increase the technologist's comprehension to the structure safety.
Keywords: structure; code; margin  of  safety; rectifying

0	概述
結構作為各種建筑設施的載體，其安全性能對使 用者的生命財產(chǎn)有著舉足輕重的影響，成為結構設計 的關鍵。結構設計從經(jīng)驗估計、試驗確定、許用應力、破損階段、安全系數(shù)到目前的概率極限狀態(tài)方法，經(jīng)歷了從定性逐漸轉到定量的過程。因此今天才有可能從 “量”的角度來評價結構的安全性。
客觀地對比，我國建筑結構設計的安全度與發(fā)達國家存在著不小的差距，近年對此已有不少論文作了定量對比及詳細分析。但是安全度設置水平不完全是單純的技術問題，而有其社會性，涉及國家的技術政策，反映為對結構規(guī)范的修訂。只有依據(jù)當時的國情， 采取與時俱進的方式逐步調(diào)整。下面結合我國結構類規(guī)范的歷次修訂，介紹結構設計安全度的變化，并對今后的發(fā)展趨勢作了預測，供有關人員及部門參考。
1	早期的安全度設置水平
1.1	建國初期的規(guī)范標準
解放以前我國沒有自己的標準規(guī)范，直接引用國外規(guī)范在口岸城市建造了一批現(xiàn)代建筑。由千安全儲備較大且得到較好的使用維護，至今雖逾百年仍在安全地使用。
建國以后開展大規(guī)模的經(jīng)濟建設，在物質(zhì)匱乏短缺型經(jīng)濟的條件下只能采取低安全度的政策；加上敢治上向蘇聯(lián)“一邊倒＂，技術也全盤接受蘇聯(lián)體系，規(guī)范標準也予以照搬。當時的蘇聯(lián)正處千戰(zhàn)后重建的階 段，加上“冷戰(zhàn)”的壓力，與中國的國情吻合。上世紀50 年代的蘇聯(lián)規(guī)范采用多系數(shù)極限狀態(tài)的設計方法，安
全儲備相對較低。由此套改而形成的我國最早的結構
 
規(guī)范安全度較低，并對以后安全度的設置水平造成了長久的影響。
上世紀60年代，在蘇聯(lián)規(guī)范的基礎上結合我國的工程實踐，陸續(xù)公布了我國的結構規(guī)范。由于缺乏必 要的科研，這批規(guī)范基本仍沿用原蘇聯(lián)規(guī)范的模式，實 際安全水平較低，而且由千管理水平和技術素質(zhì)不高， 以及客觀條件的干擾（大躍進、文化大革命等），這一階段建筑結構的質(zhì)量及安全度較低。
1.2	規(guī)范安全度的重新審視
上世紀70年代，我國進行了新一輪結構規(guī)范的修訂。盡管存在客觀條件的干擾和影響，但此時我國已積累了二十多年基本建設的實踐（包括成功的經(jīng)驗和失敗的教訓）以及初步的科研成果，并已開始擺脫封閉狀態(tài)而接觸國外信息。編制的以《鋼筋混凝土結構設
計規(guī)范》(TJIO—74)為代表的一批標準規(guī)范，大體適合
當時的國悄。
上述規(guī)范采用了綜合安全系數(shù)的方法，安全度設置水平基本維持不變。盡管已經(jīng)認識到與發(fā)達國家的差距，但限千當時的國力和認識水平，加上科研及技術準備不足，也只能繼續(xù)執(zhí)行低安全度政策，基本維持原有水平。盡管存在缺陷和不足，這批規(guī)范在上世紀70
~ 80年代改革開放初期的大規(guī)?；窘ㄔO起步階段， 仍然起到了控制工程質(zhì)量、保證結構安全的積極作用。
2	安全度的校準和調(diào)整
2.1	可靠度研究以及統(tǒng)一標準                    “文化大革命”以后國家對標準規(guī)范及結構安全十
分重視，最早開展的就是對結構安全度的研究。當時
的各種結構設計規(guī)范（砌體、木、混凝土、鋼等）安全度
 
表達形式不統(tǒng)一；安全系數(shù)由1.4 - 2.3不等；有些還采取許用應力的形式；同一結構規(guī)范中不同設計狀態(tài)的安全系數(shù)也并不一致。因此深入理解安全度的本 質(zhì)，并協(xié)調(diào)統(tǒng)一各種結構以及不同設計狀態(tài)的安全水平，就成為當務之急。
上世紀70年代開始引進、消化、吸收國際上比較先進的設計理念——可靠度，并結合國情開展大規(guī)模的調(diào)查分析及科學研究，成果體現(xiàn)為上世紀80年代公布的《建筑結構設計統(tǒng)一標準》(GBJ68—84)?；诳?靠指標以及其相應的失效概率表述結構安全的客觀標準，以此衡量各種結構規(guī)范以及各種設計狀態(tài)的安全水平。進一步采取基于概率的極限狀態(tài)設計方法，通過調(diào)整分項系數(shù)和設計表達式來達到安全度的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。
這是對結構安全本質(zhì)認識上的重大進展，使傳統(tǒng)
比較定性的概念提升到相對定量的層次上來理解。以統(tǒng)一標準(GBJ68—84)為指導修訂各結構規(guī)范以及不 同狀態(tài)下的設計，使我國的結構設計理論提升到比較先進的水平。盡管由于客觀條件及認識的局限性，統(tǒng)一標準(GBJ68一84)及配套的標準規(guī)范體系尚待改進 完善，而且安全度設置水平的差距也尚未解決，但這為以后科學合理地調(diào)整安全度設置水平提供了可靠的理論依據(jù)。
2.2	設計規(guī)范的校準和調(diào)整
在統(tǒng)一標準(GBJ68-84)指導下，各種結構規(guī)范對傳統(tǒng)設計方法利用可靠指標進行校準，比較清楚地認識了原規(guī)范的實際安全度水平及差距。通過系統(tǒng)的科研試驗，對某些可靠指標明顯偏低的設計方法進行了局部調(diào)整，使結構的總體安全度更趨科學和合理，并略有提高。
例如，《混凝土結構設計規(guī)范》(GBJI0-89)就是在連續(xù)開展三批科研試驗的基礎上，全面校準并調(diào)整了 所有設計環(huán)節(jié)的可靠指標，使其處于比較科學合理的 水平。參與試驗研究工作的有國內(nèi)50多個高等學校、 科研院所、設計單位的將近200名專家學者?；诔?續(xù)15年大規(guī)模的系統(tǒng)試驗研究，總體上奠定了我國現(xiàn) 代混凝土結構的設計理論以及設計規(guī)范的基本模式。
依靠我國自主科研成果形成的這批結構規(guī)范構成了具有我國特色的工程建設標準體系，在改革開放以后的大規(guī)?；窘ㄔO中起到了保證結構安全的重大作用。盡管這次修訂并未對安全度設置水平作普遍調(diào) 整，但通過校準提升了某些薄弱環(huán)節(jié)（例如抗剪承載力、描固長度、最小配筋率等）的安全儲備，以較小的代價（使設計用鋼量增加5%）全面提高了結構設計中的
實際安全度水平，并為以后進一步提高安全儲備準備
 
了理論和工程實踐的條件。
3	安全度的適度提高
3.1	提高安全度的條件
改革開放以來我國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，國力迅速增強，已基本擺脫了短缺型計劃經(jīng)濟而過渡到市場經(jīng)擠并逐步與國際接軌。建筑物歸屬關系（業(yè)主）多元化也帶來了對結構安全度的不同要求。因此，提高我國結構的安全度以適應形勢的變化并減小與國外的差 距，就不僅有了需要而且還具備了客觀的物質(zhì)基礎。
與此同時，有關結構可靠度的研究也繼續(xù)取得進展，除房屋結構以外，水工、港工、公路等行業(yè)也先后基 于概率極限狀態(tài)編制了相應統(tǒng)一標準。此外，對荷載效應的調(diào)研和結構抗力的試驗研究也繼續(xù)深入進行?；炷两Y構方面又開展了第四、第五批圍繞規(guī)范的大規(guī)?？蒲性囼?，組織了約40個單位150名專家學者系統(tǒng)地探討了規(guī)范修訂中尚存的各種問題，研究了國際上先進的標準規(guī)范，吸收了現(xiàn)代混凝土結構理論的最新成果。
有了提升結構安全度的需要并且具備了一定經(jīng)濟
基礎（物質(zhì)條件），依托豐富的科研成果及工程實踐，全面提高我國結構安全度設置水平的條件已經(jīng)成熟。在 上世紀末開展的新一輪的結構規(guī)范修訂就反映了這種 變化。
3.2	安全度設置水平的討論
在新一輪結構規(guī)范修訂開始時，陳肇元院士提出“安全度設置水平”這個帶根本性的問題，并引起了較大規(guī)模的學術爭鳴和討論。陳院士對比了我國規(guī)范安全度與國外的巨大差距，指出低安全度的傳統(tǒng)觀念已不符合我國社會經(jīng)濟發(fā)展的要求，從可持續(xù)發(fā)展的角度，已經(jīng)有條件與國際接軌，大幅度提高結構設計規(guī)范的安全度。
陳院士的提議引起了建設部領導及眾多專家學者的關注，先后進行了四次大規(guī)模的討論，開展了熱烈的學術爭鳴，大大加深了對結構安全度的理解。討論的基本看法如下：l）我國結構設計的安全度與國外尚有較大的差距，這是客觀存在的事實；2）實踐證明，在三 正常（設計、施工、使用）條件下，現(xiàn)行規(guī)范基本能夠保證結構的安全；3）發(fā)生的安全事故與設計安全度設置 水平基本無關，多是非正常錯誤及違反規(guī)范造成的；4) 現(xiàn)行規(guī)范的安全度是歷史形成的，隨著經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力提高，有必要作適當提高；5）大幅度提高結構安全度暫不具備條件，但應促進技術進步，制定相應政策，積極準備條件。
對于各本結構設計規(guī)范安全設置水平的調(diào)整，建
設部并未作統(tǒng)一規(guī)定，而由各編寫組自己審時度勢，根
 
據(jù)具體情況確定。例如混凝土結構設計規(guī)范就是根據(jù)“適度調(diào)整，提高一點”的原則作了一定幅度的提升。3.3混凝土結構規(guī)范安全度的調(diào)整
根據(jù)上述原則，適度地提高了混凝土結構規(guī)范的 安全度設置水平，主要措施如下：住宅、辦公室使用荷 載由1.5kPa提高為2.0kPa，廚房廁所由2.0kPa提高為2.SkPa；風雪荷載由30年一遇提高為50年一遇，荷載 標準值增加約10%；增加以恒載為主的荷載組合計算 值，荷載分項系數(shù)由1.20提高為1.  35；混凝土的材料分項系數(shù)由1.35提高為1.40，設計強度普遍降低 3.7% ;HRB335(II級）鋼筋材料分項系數(shù)由1.08提高為1.10，設計強度由310N/m礦降為300N/mm氣C40級 以上的混凝土考慮脆性折減系數(shù)；正截面受壓承載力 計算乘系數(shù)折減；考慮柱的層間位移和撓曲變形導致 二階效應引起的附加彎矩進行內(nèi)力計算；抗剪承載力 計算公式修改，雛筋抗力項系數(shù)降低以提高安全儲備； 沖切承載力計算公式修改，混凝土抗力項系數(shù)提高，降 低安全儲備；適當增加混凝土保護層厚度，增強耐久 性；加長鋼筋搭接長度以適應不同接頭面積百分率的 情況，保證傳力性能可靠；適當提高縱向受力鋼筋的最 小配筋率，并與配筋特征值JJJy有關，以保證結構安全；補充完善節(jié)點設計方法，確保關鍵部位可靠性；考 慮結構抗震性能，通過調(diào)整墻柱的配筋率及剪力墻邊 緣構件的構造措施，保證安全；在施工中通過強化質(zhì)量 驗收，在市場經(jīng)濟條件下保證實際工程質(zhì)量的可靠和安 全；增加見證檢測、混凝土結構實體強度檢驗以及受力
鋼筋移位檢測，確保施工質(zhì)量和安全等等。這些調(diào)整均反映在《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2002)中。3.4安全度調(diào)整的效果
這次規(guī)范修訂全面提高了混凝土結構的安全度設置水平，盡管與國際標準尚有一定差距，但差異己大為減少?？紤]我國目前的國情，這樣調(diào)整的幅度是適當?shù)?。隨著形勢和條件的變化，不排除今后繼續(xù)減少這種差距的可能。
規(guī)范修訂時試設計的結果表明，不同結構類型材料消耗量的增加不盡相同，總體核算在相同條件下較原規(guī)范增加用鋼植10％左右，近年工程的實際調(diào)查結果，約為15％或稍多。
4	尚待解決的問題
4.1	安全度的調(diào)整趨勢
規(guī)范修訂全面提高了安全度后與國際標準仍存在一定差距，因此根據(jù)國情變化將來適當提高安全度仍是有可能的。當然提高幅度要慎重控制，不必盲目追求國際先進水平而可稍低一些。因為各國規(guī)范安全水
平也不一致；近年某些國外規(guī)范也有調(diào)低安全度的趨
 
勢；而且我國長期低安全度執(zhí)行過程中的成功經(jīng)驗也應充分加以利用。
4.2	關于設計年限的考慮
長期計劃經(jīng)濟用行政手段解決技術問題，在物資匱乏的短缺型經(jīng)濟條件下往往把“節(jié)材“當作“先進”的 標志。此時往往以近期基建投資作為目標，而不考慮在使用年限內(nèi)維護檢修費用的全成本核算。而考慮結 構耐久性適當提高基建投入，延長結構的使用年限，應 該是更符合建設節(jié)約型社會的原則，因而更加“先進”。這方面的研究急待加強并應在規(guī)范中得到反映。
4.3	關于抵御風險的能力
現(xiàn)行規(guī)范只在“正常設計，正常施工和正常使用“ 條件下保證結構安全，但這只是一種理想狀態(tài)。實際上設計錯誤、施工失控、野蠻使用在我國并不少見，引起的質(zhì)量安全事故時有發(fā)生。當然這種風險不能單純依靠提升規(guī)范安全度來解決；但適度提高安全儲備可以大大增強結構承受非設計工況的能力，這種設計理念值得我們參考。
4.4	加強結構牢固性的研究
影響結構安全有結構方案、內(nèi)力分析和截面設計三個層次［5]。目前關于安全度的討論多斤斤計較千第 三層次的局部問題，而對結構安全有著根本影響的前兩個層次重視不夠?？煽慷妊芯吭跇嫾乃缴弦演^成熟，作為結構體系可靠度的研究尚待深入。近年來我國已有學者開始探討結構的牢固性(Robnstness，也有 譯為魯棒性）對結構安全的影響；對于各類混凝土結構內(nèi)力分析方法的研究也在深入開展。這些成果應反映于結構規(guī)范中，以提升結構安全度的實際水平。
4.5	規(guī)范修訂的安全度調(diào)整
規(guī)范需要與時俱進地不斷修訂加以完善，而安全度也可就此加以調(diào)整?？偟内厔菔?，耐久性設計是規(guī)范的薄弱環(huán)節(jié)，鑒千其他國家在發(fā)展過程中的嚴重教訓，須有較大幅度的提高；承載能力設計可以通過對不同受力狀態(tài)的分析局部調(diào)整以達到總體上微調(diào)的水 平；正常使用狀態(tài)設計相對偏嚴，可適當降低要求，為推廣采用高強、高效材料創(chuàng)造條件。
4.6	采用高強材料提高安全水平
我國結構大量采用低強、低性能材料，安全度不高但材料消耗并不少。在提高安全度的條件下降低材料用量，唯一的出路是推廣高強、高性能材料。我國建筑結構材料的強度是世界上最低的，與國外存在巨大差距。我國從技術上、生產(chǎn)上普遍采用高強、高性能材料早已具備條件，但長期以來始終未見實際成效。這在強調(diào)發(fā)展先進生產(chǎn)力和建設節(jié)約型社會的我國，是很
難理解的現(xiàn)象。
 
4.7	強化施工質(zhì)量驗收保證結構安全
建筑施工被認為是傳統(tǒng)粗放型的行業(yè)，加上市場競爭引起的種種不良后果，我國結構施工的實際安全質(zhì)量堪憂。目前我國施工技術、裝備并不落后，但管理水平、人員素質(zhì)差。質(zhì)量檢驗仍基本停留在定性、經(jīng)驗的水平上。因此通過規(guī)范修訂強化工程質(zhì)量驗收，逐漸推廣基于概率統(tǒng)計的檢查驗收方法以保證施工質(zhì) 量，是十分迫切的任務。
4.8	完善結構維修制度
建筑結構的安全不僅取決于設計、施工，還取決于耐久性及在役期的使用管理。目前建筑物作為商品通過市場經(jīng)常發(fā)生歸屬關系的轉移，從而導致使用荷載及環(huán)境的變化，引起的質(zhì)量安全事故時有發(fā)生。因此根據(jù)國情變化急須進行有關的立法和編制相應的規(guī) 范，將建筑（包括結構）的正常維護使用、定期檢查維修納入制度化的渠道，這是保證結構長久安全的必要 措施。
5	結語
結構安全是復雜的系統(tǒng)工程，對此問題的深入認
 
識得益于有關安全度設置水平的討論。學術爭鳴是促進技術進步的動力，開放活潑的爭鳴環(huán)境將有助于學術發(fā)展。大幅度提高安全度的設想屬于新的思維，由此引起的爭鳴大大促進了我國關千結構安全的深入考慮。各結構規(guī)范對此所進行的調(diào)整，對保護我國人民牛命財產(chǎn)安全和可持續(xù)的長遠發(fā)展，將起到積極和長久的作用。
上述僅為個人的體會和看法，供有關人員考慮。
不妥之處請批評指正。
參考文獻
[!]陳肇元．要大幅度提高建筑結構設計安全度［J].建筑結構，
1999(1).
[2]	陳肇元．對混凝土結構設計安全度和規(guī)范修訂的幾點看法[J]
建筑科學，1999(5).
[3]	李明順，胡德忻我國建筑結構設計可靠度設定水平的分析與改進意見［J].建筑科學，1999(5).
[4]	徐有鄰．采用高強材料提高結構可靠度的建議[J]．建筑科學， 1999(5).
[5]	徐有鄰，朱愛萍有關結構安全的全面考慮［J]    建筑結構，2006
(II).

（上接第87頁）
滿足建筑自然采光和通風的要求。
(2)	連接構件剛度的調(diào)整對結構振動特性有一定影響，但連接構件剛度提高或降低到一定程度后，對結構振動特性的調(diào)整作用不大，故不宜僅采用調(diào)整連接構件剛度的方式來調(diào)節(jié)結構的振動特性。同時，為了使結構具有一定的整體性，連接構件宜具有一定的
 
（上接第103頁）
灰土分層回填窮實，灰土頂面至基礎底面用Cl5混凝土澆筑密實，其上至地表部分用素土分層回填窮實。
6	樁頂壓力滯后
坑式靜壓樁托換法加	200
固地基時，受施工工藝和托i 150
換樁回彈等的影響，壓樁結六H'j 100
束卸去千斤頂后的瞬間，樁醫(yī)
:ll,I 50
 
剛度。
(3)	可以通過調(diào)整連接構件布置方式來調(diào)整結構
 
頂?shù)膶嶋H壓力小于設計的 托換樁單樁承載力標準值，
 
I	2	3	4	5	6
時間(d)
 
的振動特性。為保證結構的整體性能，連接構件宜層層設置或隔層設置。
(4)	因結構轉換層上、下結構的剛度比為1.05，接近于1，結構在山低位轉換到高位轉換的調(diào)整過程中， 振動特性的變化不太明顯。
(5)	核心筒剛度變化對結構抗側剛度的影響較大。隨著核芯筒體剛度的增加，結構的自振頻率逐漸增加。核芯筒體剛度改變對結構振型的影響不大。進行此類 結構設計時應設落地核心筒。

參考文獻

[1l葉艷霞等．框支分區(qū)剪力墻高層商住樓抗震性能研究及設計建議[J]．結構工程師，2003(4) :7-12.
[2]葉艷霞，梁興文，李青寧等．底部大空間上部弱樓板高層結構動力分析子結構法［J].工業(yè)建筑，2003(4).
 
但隨后由于結構變形等因  圖3  44號樁樁頂實測壓力發(fā)展示意素的影響，樁頂壓力逐漸回（注：曲線起點為卸去于斤頂?shù)乃查g） 升，最后達到設計的托換樁單樁承載力標準值上下穩(wěn) 定下來。從該工程施工結束前開始，對這種現(xiàn)象進行
了實際測量，如圖3所示。
7	結語
采用坑式靜壓樁托換法加固建筑物地基基礎，效果好，見效快，不但能迅速阻止建筑物的沉降，還可對傾斜建筑物進行糾偏，加固后地基變形較小，適用范圍較廣，有較好的市場應用前景。
致謝：工程得到了楊鴻貴總工的指導，謹致謝意。
參考文獻
[!]建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002) [S]北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.
[2]	建筑地基基礎設計規(guī)范(GBJ7—89) [S]．北京：中國建筑工業(yè)出
版社，1989.
[3]	濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范(GB50025一2004)[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社．

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