建筑设计评职范文安全度认识

　　摘要：对提高建筑结构设计安全度问题当前的建筑物安全事故与结构设计可靠度无关,结构设计仍宜提倡节约,我国建筑设计规范中的构造规定尚属适当,规范与国际市场并无直接联系,规范要根据国家政策而定。

　　关键词：建筑结构,设计,安全度

　　引言：最近在建筑工程界，有些同志提出，要大幅度提高建筑结构设计的安全度，引起一些议论。现将我个人对此问题的一些看法提出来请诸位指正。

　　一、当前的建筑物安全事故，与结构设计安全度无关

　　50年代的结构设计方法 ，与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，只有110~140号，比现在的C15还低。50年代初期施工手段也很落后，混凝土用体积配合比，人工搅拌，没有振捣器……而当时施工发生安全事故的较少。有一些建筑物，如王府井百货大楼、北京饭店等，使用至今已逾45年，而且经过了唐山地震影响的考验。因此可以说，现在的安全事故，与结构设计安全度是没有连带关系的。

　　二、结构设计仍宜提倡节约

　　1、关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师，重要职责之一，就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。如果将构件截面任意加大，材料用量任意增多，这个工作，建筑师也能做。

　　2、在发达国家，节约材料也是工程师所追求的。1998年美国《商业周刊》登载由美国建筑师学会(AIA)举办的最佳建筑设计竞赛，"节省材料"是该次竞赛的主题之一。纽约时报新印刷厂的设计，因采用规则的矩形平面和常规材料，节约五千万美元而获奖：又如香港 中国 银行(贝聿铭设计)因其结构方案布置得当，比同样高度的其他结构大量节约钢材，所以若干个杂志上都发表文章加以表扬。

　　三、我国规范中的构造规定，并非都比别国低

　　1、我国规范规定的是最低用钢量，设计者一般根据结构重要性，予以适当提高，所以下能以此来判定我们在工程中的材料用量，更不能以我们的最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量力0.4%，是不考虑抗地震时的数量，我们大多数城市设计时都考虑抗震，高层建筑更是都要考虑，这时柱子的最小含钢量就是0.5%~1.0%.而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比，实际用钢量并不太小。

　　我们有些构造要求，已与国外持平，如剪力墙的最小配筋率为0.25%，与美国相同。至于墙的暗柱配筋量，在许多方面已是世界领先。

　　2、我国规范对于梁受压钢筋的配筋率，有明确规定。且数值与美国基本相等，并非"无此规定"。至于受拉钢筋的最小配筋率，有设计经验的人都知道，在一般梁板构件中，此值并不起作用，有影响的是在类似基础厚板一类构件中。这种构件中，我国规范与国外规范相比，在某些情况下配筋更多。因为如美国或新西兰规范，对于控制最小配筋量还有一些放松要求的措施，可使配筋减少，所以在一定情况下，配筋可以比我们更少。因此也不能一概而论，说我国的构造配筋比国外如何的少。

　　四、建筑结构设计可分为整体设计和部件设计

　　1、在进行主体结构内力计算后，主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。内力计算一般尽量简化为平面体系来计算，但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样，内力计算最终是对柱、梁、板、墙(剪力墙)和块体这五种部件的计算。也就是说，进行整体设计后，就要进行部件设计。梁和柱一般可看作细长杆件，内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算，双向板的计算 理论 也较成熟，异型板的计算就较为复杂，应尽量避免。对于单片的剪力墙，一般把它视作薄壁柱来近似计算，有时要考虑翼缘的作用;对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙，它在空间三个方向的尺寸都比较大，难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础，桩的承台，深梁都是块体，受力情况很复杂，难以精确分析 ，所以在计算中往往加大安全系数，以策安全。

　　2、目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法，作用效应S必须小于等于结构抗力R，结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型，要考虑塑性变形内力重分布时，往往是把利用弹性模型计算所得的内力乘以一个调整系数。

　　3、手算和计算机算所采用的计算方法、理论、计算模型是有差别的。结构计算的工作量是很大的，采用手算时要在工作量和计算精度之间折衷。手算为降低工作量，受力体系尽量简化为平面力系，计算中作一些假设，利用经验值和查用图表。但随着高层、超高层建筑的日益增多，结构越来越复杂，抗震要求越来越高，手算的工作量和计算精度难以满足要求，计算机已被大量利用到结构计算中来。计算机的工作量和速度非人所及，机算采用更 科学 、精度更高的计算方法，机算的能力远远超出了手算。要充分发挥计算机的优势，进行合理的结构内力计算，需要优秀的结构计算程序。这些程序一般以空间力系作计算模型，以有限元的方法计算。例如著名的TBSA的计算模型是空间杆件体系。要编写优秀的结构计算程序，开发人员除了必须具备编程技巧外，还要掌握科学的先进的结构计算方法。作为结构设计人员也应 学习 计算机所用的计算理论，不应只停留在会用结构计算程序，而不知所以然。结构设计程序的出现并没有降低对设计人员的要求，相反，它要求设计人员学习更先进的计算理论。目前结构计算程序有一个弊端：就是计算过程的屏蔽。使用者只管输入数据和会看结果，对计算过程一无所知，不知道计算是建立在什么基础上，不知道适用范围，这是潜在的危险。一个优秀的结构计算程序还应该提供程序采用的计算理论的详细说明，说明其采用的计算模型、计算假设、适用范围等，另外应允许使用者干预计算过程，充分发挥设计者的主观能动性和创造力。

　　五、不容忽视设计中的浪费现象

　　当前建筑结构设计存在的问题中，有一个方面不容忽视，就是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量，已超过国外同等高度钢结构的用钢量，其不合理可见一斑! 现在这种关于建筑结构设计安全度的讨论，是正常的，但我担心会不会引起误导，使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全，以致盲目加大构件截面，增加用钢量，造成不必要的浪费。这种可能性，是不能不防的。

　　六、规范要根据国家政策而定

　　1、一个国家的规范，不仅仅是技术性的，还有根强的政策性，许多方面，是一个国家 经济 条件的直接反映。因此，我国规范的材料用量，当然应该比发达国家低,也即安全度应该低一些。这方面我们完全可以理直气壮地说，我们过去的设计标准，是符合我国国情的，是安全的。当然某些局部有不足，要不断修改。国外的规范也不是十全十美，也在不断的修改。我们过去的结构成功地经受了几十年的考验,那就是说,我们的规范,基本是正确的,安全度基本是能满足要求的。

　　2、至于抗震规范，更与政策密切相关。美国抗震专家Mark Fintel说过，一个国家的抗震政策(体现在规范上)，实际上是一个国家的政府愿意为他的人民在抗震方面投多少保险。所以国家富了，可多投些保险费，穷国只能适当少投。

　　结语

　　今后的设计除了提高结构抗力，还应考虑尽可能的降低作用效应。因为降低作用效应，对增加结构安全性，降低造价，节约国家投资意义重大。使用具有高强、轻质、环保等特点的新型建材。建筑物的自重在结构计算中占很大的比重，使用轻质、高强的建材，将使建筑结构设计发生革命性的变化。

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