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1目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性現(xiàn)狀

1.1構(gòu)造規(guī)定

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求是為了彌補(bǔ)強(qiáng)度計(jì)算的不足，其中很多是用來(lái)保證結(jié)構(gòu)有必需的延性，因而往往與配筋量相聯(lián)系。低用鋼量是我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特色，這從表1可看出。我國(guó)GB50010-2010規(guī)范規(guī)定柱子壓筋最小配筋率為中柱0.5%，角柱0.6%，如果以中柱0.5%，角柱0.6%的配筋率用于C60級(jí)混凝土設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土柱，則鋼筋對(duì)柱承載力的貢獻(xiàn)為中柱5%，角柱6%，這種柱子的性能更象是素混凝土柱。以總體來(lái)看，我國(guó)的規(guī)范中對(duì)梁拉筋以及柱壓筋的最小配筋率都要比國(guó)外的差。國(guó)外對(duì)于梁的壓筋一般都是有最小配筋率的要求，但是我國(guó)卻沒(méi)有此規(guī)定。荷載的設(shè)計(jì)值與荷載標(biāo)準(zhǔn)值及荷載分項(xiàng)系數(shù)有關(guān)。各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中的荷載標(biāo)準(zhǔn)值在統(tǒng)計(jì)時(shí)考慮的寬嚴(yán)程度大不一樣。恒載的標(biāo)準(zhǔn)值相差不大，而活載就有很大差異。表2是我國(guó)設(shè)計(jì)混凝土樓蓋時(shí)采用的活載標(biāo)準(zhǔn)值與美國(guó)規(guī)范的對(duì)比。從總體上來(lái)看，美國(guó)樓層的活載標(biāo)準(zhǔn)值要比我國(guó)的大很多。而我國(guó)因受到歷史條件的限制，在確定荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)總是力求節(jié)約，以符合最低要求為出發(fā)點(diǎn)。荷載的差異不僅反映在標(biāo)準(zhǔn)值上，更重要的還體現(xiàn)在恒載和活載組合后的荷載分項(xiàng)系數(shù)上。以恒載標(biāo)準(zhǔn)值G和活載標(biāo)準(zhǔn)值Q組合后的荷載設(shè)計(jì)值為例：恒載G的分項(xiàng)系數(shù)我國(guó)約低20%，活載約低巧15%—20%，從而設(shè)計(jì)鋼筋混凝土樓層時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值平均比英、美等國(guó)低80%左右?；钶d約低巧15%～20%，從而設(shè)計(jì)鋼筋混凝土樓層時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值平均比英、美等國(guó)低80%左右。

1.2材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值

材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值等于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是統(tǒng)計(jì)確定的，各國(guó)多取95%保證率的強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值?？雌饋?lái)沒(méi)有差別，但各國(guó)對(duì)混凝土現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，國(guó)外的比我國(guó)嚴(yán)格，所以材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)際保證率，我國(guó)依然偏低。此外，我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的材料分項(xiàng)系數(shù)又比國(guó)外低(表4)，因而同樣的材料，我國(guó)規(guī)定的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值要比英美的高。綜上所述，我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所取荷載值要比國(guó)外的低，材料的強(qiáng)度值比國(guó)外高，估計(jì)結(jié)構(gòu)承載與所用計(jì)算公式的安全裕度也比國(guó)外的低，甚至有時(shí)會(huì)偏于不安全，并且對(duì)于結(jié)構(gòu)的構(gòu)造規(guī)定也要比國(guó)外的要求低很多。這也就表明了，在所涉及到結(jié)構(gòu)安全度環(huán)節(jié)中，幾乎是沒(méi)有可比別人更偏安全的。

2關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)的現(xiàn)行抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)比較低，中震相當(dāng)規(guī)定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，超越10%概率的地震烈度。據(jù)所頒布的地震烈度表，可知烈度為7時(shí)，地震水平的加速度的參考值為125cm/s2，而8時(shí)為250cm/s2，并且在建筑抗震的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中又會(huì)分別的將其降低到100與200cm/s2。此外，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除設(shè)防烈度比較低以外，具體的抗震計(jì)算方法以及構(gòu)造規(guī)定的安全裕度也比不上國(guó)外，在配筋率、軸壓比和梁柱承載力的匹配等一系列的保證抗震延性的要求，也是遠(yuǎn)不如國(guó)外的嚴(yán)格。我國(guó)有很多從事設(shè)計(jì)與研究的工程技術(shù)人員常常習(xí)慣于去挖掘建筑結(jié)構(gòu)的潛力，卻不習(xí)慣去提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在本來(lái)已經(jīng)較低的設(shè)防烈度下，還要從不同角度千方百計(jì)深挖潛力，結(jié)果安全儲(chǔ)備是愈挖愈低。日本在二戰(zhàn)后幾次提高結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。圖1是1995年阪神地震后某一小區(qū)不同年代房屋的損害情況。從中可見(jiàn)，1982年后修建的房屋即使在最嚴(yán)重的震區(qū)也沒(méi)有倒塌和嚴(yán)重破壞的，確實(shí)在保障生命安全上取得了重大成就；可是造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，從保護(hù)投資的角度衡量，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)依然不足。圖1阪神地震中房屋損害比較現(xiàn)在的震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與投資相適應(yīng)，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由業(yè)主來(lái)確定。隨著社會(huì)財(cái)富的增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)的損失愈來(lái)愈大，加之結(jié)構(gòu)造價(jià)在整個(gè)投資中的比例下降，因而有人主張結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì)。在目前情況下，將“小震不壞”的抗震原則改為“中震不壞”，可能對(duì)國(guó)家、對(duì)震區(qū)人民都更有利。

3提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性的措施

3.1提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震性能的重視

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性、綜合性較強(qiáng)的全面性的工作，需要擁有扎實(shí)的理論知識(shí)、靈活創(chuàng)新的思維、嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和高度的責(zé)任心的設(shè)計(jì)人員完成。設(shè)計(jì)人員做到精益求精，重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一個(gè)基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)，并且做到對(duì)整個(gè)建筑都了如指掌。對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范和章程，特別是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的含義要做到深刻理解，密切配合建筑工程，在設(shè)計(jì)工作中做到事無(wú)巨細(xì)，善于反思和總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作積累經(jīng)驗(yàn)。

3.2提高帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)的安全性

提高帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)的安全性一般主要注意一下幾點(diǎn)：I.盡量避免高位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層位于3層以上時(shí)，層間位移角和剪力的分配及其傳力途徑發(fā)生突變，容易形成薄弱層，對(duì)抗震很不利。而對(duì)于部分的框支剪力墻高層的建筑結(jié)構(gòu)而言，它的轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不應(yīng)大于第5層；8度區(qū)不允許超過(guò)3層。如果轉(zhuǎn)換層的位置有超過(guò)上述規(guī)定的，要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究并且采取相應(yīng)的有效措施，6度時(shí)其層數(shù)可以進(jìn)行適當(dāng)增加；底部帶的轉(zhuǎn)換層框架—核心筒結(jié)構(gòu)以及其外筒是密柱框架的筒中筒結(jié)構(gòu)，它的轉(zhuǎn)換層位置則可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾?。II.轉(zhuǎn)換層配筋的構(gòu)造要合理，梁上下部的縱向鋼筋最小配筋率，在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)不小于0.3%；而在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，特一、一以及二級(jí)不應(yīng)小于0.6%、0.50%和0.40%；受拉框支梁支座上部的縱向鋼筋至少要有50%是沿梁全長(zhǎng)貫通的，其下部縱向鋼筋必須全部直通到柱內(nèi)；沿梁高配置的間距不可以大于200mm，其直徑不可以小于16mm的腰筋。若框支梁上部墻體，開(kāi)有門(mén)洞或者梁上托柱的時(shí)候，該部位框支梁箍筋必須要加密配置，箍筋直徑和間距以及配箍率要按規(guī)范進(jìn)行采用，當(dāng)其洞口靠近框支梁端部并且梁的受剪承載力不能達(dá)到要求時(shí)，要采取框支梁加腋和增大框支墻洞口連度等措施等進(jìn)行處理。

3.3嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越受到人們的重視，與此同時(shí)國(guó)家出臺(tái)了大量的有關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的法律法規(guī)，促進(jìn)建筑業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。相關(guān)的工程管理規(guī)范中明確規(guī)定，結(jié)構(gòu)需要承受的荷載標(biāo)準(zhǔn)值及規(guī)定的材料強(qiáng)度系數(shù)與荷載分項(xiàng)系數(shù)是建筑構(gòu)件安全水準(zhǔn)的重要因素。這些都是與建筑構(gòu)件的安全性緊密相連的，其中，材料的強(qiáng)度系數(shù)指的是縮小建筑構(gòu)件材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)師一定要用材料的強(qiáng)度系數(shù)去計(jì)算并確定建筑構(gòu)件所要承受的荷載力。荷載的分項(xiàng)系數(shù)指的是放大荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，用它來(lái)計(jì)算和確定荷載在構(gòu)件中所產(chǎn)生的作用。一般在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，兩者都體現(xiàn)出了對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也體現(xiàn)出了一定的可靠指標(biāo)和名義失效率。這兩種系數(shù)越大也就意味著建筑構(gòu)件的安全性越高。所以，建筑師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要嚴(yán)格按照。

4結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性是非常重要，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的國(guó)家規(guī)定，針對(duì)具體的工程以施工的特點(diǎn)，去綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性等方面的因素，以此來(lái)保證建筑物結(jié)構(gòu)的安全可靠以及經(jīng)濟(jì)美觀。

作者：劉勝單位：廣西南寧