土建結構工程的安全性與耐久性

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?? 由中國工程院土木水利建筑學部發(fā)起，并會同國家安全生產監(jiān)督管理局、國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術中心、國家自然科學基金委員會工程與材料學部共同主辦，清華大學結構工程與振動教育部重點實驗室承辦的“土建結構工程的安全性與耐久性”科技論壇，于2001年11月17~18日在清華大學舉行。論壇的宗旨是：分析我國土建結構工程的安全性與耐久性現(xiàn)狀，交流近年來這一領域的研究成果，探討亟待解決的重大問題與應對途徑，并積極提出建議為政府有關部門制定或修訂相關的技術政策或技術標準提供參考依據(jù)，以期土建工程結構的安全性與耐久性能夠更好地適應我國現(xiàn)代化建設的需求，適應我國經(jīng)濟轉型后面向市場經(jīng)濟的需求。
??會議收到論文報告58篇并印發(fā)了文集，有140人參加會議，在第一天的大會和第二天的分組會上分別有17位和26位專家作了報告，另外還安排了半天時間進行自由發(fā)言和討論。會議氣氛熱烈，取得了預期的效果，不同觀點之間也進行了較為充分的交流。
?? 鑒于這一會議的論壇性質，以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納，提交與會專家考慮并審議。
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??一、土建結構工程的安全性
?? 結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設置及運用相關聯(lián)。
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??1．我國結構設計規(guī)范的安全設置水準
?? 對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規(guī)范在這些方面的安全設置水準，總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
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??1.1構件承載能力的安全設置水準
??與結構構件安全水準關系最大的二個因素是：1）規(guī)范規(guī)定結構需要承受多大的荷載（荷載標準值），比如同樣是辦公樓，我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤；2) 規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算確定荷載對結構構件的作用時，將荷載標準值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算確定結構構件固有的承載能力時，將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規(guī)范)中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規(guī)范)中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。我國建筑結構設計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載（如結構自重）的分項系數(shù)分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和 1.4 ；這樣根據(jù)我國規(guī)范設計辦公樓時，所依據(jù)的樓層設計荷載（荷載標準值與荷載分項系數(shù)的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設施等活載）和85%（對結構自重等恒載），而設計時據(jù)以確定構件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數(shù)有關）卻要比英美規(guī)范高出的10~15%，二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結構設計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范，就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是，在其他建筑物的活荷載標準值上，與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同，比如鋼結構的差距可能相對小些。