關(guān)于結(jié)構(gòu)安全度與耐久性的思考和意見(jiàn)

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 一、工程質(zhì)量問(wèn)題和我國(guó)結(jié)構(gòu)安全度設(shè)置水準(zhǔn)現(xiàn)狀 
    目前事故頻頻發(fā)生的原因有:大量的是屬管理腐敗,違法違規(guī),假冒偽劣,偷工減料等;其次是野蠻施工,不按施工順序,不按驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),粗制濫造;極少是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的。作為工程學(xué)術(shù)界,更關(guān)心的是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定上找出存在的問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)。 
    有專(zhuān)家提出:工程質(zhì)量問(wèn)題不要與結(jié)構(gòu)安全度、耐久性混為一談,否則容易引起混亂,造成社會(huì)不安定因素。應(yīng)該說(shuō)我國(guó)結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)定水準(zhǔn)是合理的、安全的,是符合我國(guó)國(guó)情的。有的專(zhuān)家說(shuō):“我國(guó)現(xiàn)行的規(guī)范自1989年實(shí)施十年來(lái),全國(guó)已建各類(lèi)建筑達(dá)100億ｍ2,至今尚未發(fā)現(xiàn)一例因設(shè)計(jì)規(guī)范安全設(shè)定不當(dāng)而發(fā)生承載力失效的實(shí)例”。當(dāng)然,這種說(shuō)法是否絕對(duì),尚待研究,但總的說(shuō),是有道理的。 
    我國(guó)結(jié)構(gòu)安全度設(shè)置水準(zhǔn)總體偏低,這是參與專(zhuān)家們的共識(shí),但偏低并不是說(shuō)不安全,而是在國(guó)際認(rèn)可取值范圍內(nèi),是合理的,適合我國(guó)國(guó)情的,在正常條件下,設(shè)計(jì)不出錯(cuò)誤、保證施工質(zhì)量、不違規(guī)使用,是能確保結(jié)構(gòu)安全可靠的。問(wèn)題在于我們現(xiàn)在已進(jìn)入了社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下的大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新時(shí)期,這些設(shè)施將要使用幾十年、上百年,而且結(jié)構(gòu)面臨的風(fēng)險(xiǎn)在不斷提高。我國(guó)結(jié)構(gòu)可靠度數(shù)據(jù)出自80年代前后的統(tǒng)計(jì)資料,而目前荷載與材料強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與20年前比,肯定會(huì)有較大差別。在此前提下,結(jié)構(gòu)一旦失效,引起的損失將是十分巨大的。因此,重新思考結(jié)構(gòu)安全度設(shè)置水準(zhǔn),將有積極意義。50年來(lái)歷次的規(guī)范修訂,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度總體是有所下降。有專(zhuān)家估計(jì):現(xiàn)在的設(shè)計(jì)規(guī)范與50年代中期相比,由于安全系數(shù)和荷載標(biāo)準(zhǔn)值的下降,如辦公室等樓層構(gòu)件的安全儲(chǔ)備平均降低幅度可達(dá)30%,而樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的降低又影響到柱的安全儲(chǔ)備,對(duì)一般多層房屋而言,加上安全系數(shù)的變動(dòng),安全貯備比50年代中期平均降低15%。因此,有專(zhuān)家認(rèn)為:我國(guó)規(guī)范中安全程度的設(shè)置水準(zhǔn),不是偏低“一些”或“一點(diǎn)”,而是低得不少。從橫向比較,有專(zhuān)家估計(jì),如果綜合考慮各國(guó)規(guī)范的規(guī)定,我國(guó)結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備比英、美等國(guó)小很多,最多可小一倍以上。我國(guó)進(jìn)入ＷＴＯ后,我們的工程建設(shè)有一個(gè)與國(guó)際接軌的問(wèn)題,也需要我們認(rèn)真地考慮,否則也不利于走向世界。
    二、關(guān)于安全度設(shè)置水準(zhǔn)的調(diào)整研討 
    影響結(jié)構(gòu)安全控制的因素很多,既要考慮當(dāng)時(shí)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)條件,還要考慮現(xiàn)有的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)水平以及結(jié)構(gòu)的生命周期和功能需求等,甚至還要考慮建筑物的商品屬性和人們對(duì)建筑需求的心理因素。結(jié)構(gòu)安全度是結(jié)構(gòu)安全控制的重要方面。 
    工程技術(shù)人員一直在用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全控制,同時(shí)又不斷地修正標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和探索新的方法。我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全系數(shù)的演變經(jīng)歷了從容許應(yīng)力法、破損階段法、計(jì)算極限狀態(tài)法到現(xiàn)在的概率極限狀態(tài)法。應(yīng)該說(shuō),我國(guó)在結(jié)構(gòu)安全控制方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。當(dāng)然,即便是被認(rèn)為躋身于國(guó)際先進(jìn)行列的我國(guó)可靠度設(shè)計(jì)方法,也還存在很多難以解決的理論和實(shí)踐問(wèn)題,有待進(jìn)一步的探討、完善和提高。因此有專(zhuān)家誠(chéng)懇地指出:當(dāng)用概率理論計(jì)算的指標(biāo)與成熟的工程經(jīng)驗(yàn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)相矛盾時(shí),往往要修正前者,使之服從后者,因?yàn)楹笳吒瞎こ踢壿嫛?nbsp;
    在年會(huì)講座中,對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)安全度偏低,需要提高我國(guó)結(jié)構(gòu)安全度設(shè)置水準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)是一致的,但對(duì)于如何提高會(huì)上反映了兩種意見(jiàn):一種意見(jiàn)是根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析,對(duì)比國(guó)外規(guī)范的結(jié)果,認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大幅度提高;另一種意見(jiàn)也通過(guò)對(duì)比,認(rèn)為可以把結(jié)構(gòu)可靠度水平提高一點(diǎn)。兩種意見(jiàn)的差異,是稍作調(diào)整,還是大步到位。這是學(xué)術(shù)問(wèn)題,應(yīng)充分發(fā)揚(yáng)學(xué)術(shù)民主,各抒己見(jiàn),有助于加深認(rèn)識(shí),形成共識(shí)。本人認(rèn)為,根據(jù)當(dāng)前形勢(shì)和條件,最好能有較大幅度的提高。我同意有些專(zhuān)家說(shuō)的意見(jiàn),即我國(guó)現(xiàn)在不再是當(dāng)初的低水準(zhǔn)、短缺型計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的年代,我國(guó)的鋼材不是匱乏,而是富余,現(xiàn)在,由于房子安全性差,而要經(jīng)常大修所帶來(lái)的損失遠(yuǎn)非過(guò)去所能比擬,更何況提高結(jié)構(gòu)安全性所需要的付出在整個(gè)建筑物造價(jià)中的比例已降到了很少的程度,在建筑物的售價(jià)中更是微不足道。而由于結(jié)構(gòu)安全性不足帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)損失卻愈來(lái)愈大。再考慮建筑業(yè)加速與國(guó)際市場(chǎng)接軌等因素,對(duì)本來(lái)較低的安全度進(jìn)行較大幅度的提高,也是現(xiàn)實(shí)的,可為我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)帶來(lái)好處。規(guī)范編制應(yīng)當(dāng)面對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí),考慮業(yè)主和使用者的利益,他們?cè)诟冻雠c風(fēng)險(xiǎn)之間是最有資格權(quán)衡得失的,大幅度提高安全度是有基礎(chǔ)的,但大幅度提高尚需做較多的工作,目前尚未能提出一個(gè)具體的方案。幅度大到什么程度才合適?如何調(diào)整具體指標(biāo)?因?yàn)樵谖覈?guó)規(guī)范中并不是所有指標(biāo)都低,如超高層建筑的風(fēng)壓系數(shù)和輕鋼結(jié)構(gòu)的安全度,有人認(rèn)為過(guò)于保守,但結(jié)構(gòu)的整體性、結(jié)構(gòu)抗災(zāi)能力、結(jié)構(gòu)的耐久性等應(yīng)有較大的提高。因此需要做細(xì)致的工作,以便能在較短的時(shí)間內(nèi)提出適合當(dāng)代并能與國(guó)際接軌的結(jié)構(gòu)安全度參數(shù),建立我國(guó)自己的結(jié)構(gòu)安全度理論和標(biāo)準(zhǔn)。 
    建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司在聽(tīng)取各方面意見(jiàn)后,結(jié)合2000年標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃,提出原則上同意把結(jié)構(gòu)可靠度水平提高一點(diǎn)的指示意見(jiàn),并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)做工作,以求更加完善。目前來(lái)看,這是現(xiàn)實(shí)的一步,如ＧＢＪ68—84修訂組認(rèn)真做了分析研究,提出了具體調(diào)整方案,提出了荷載分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)取值以及辦公室、住宅樓面荷載等具體提高參數(shù)方案,并通過(guò)這些調(diào)整,計(jì)算出可靠指標(biāo)提高了0 3～0 6,用鋼量估計(jì)平均增加12%～20%,但調(diào)整后與歐、美現(xiàn)規(guī)范相比仍相差10%左右,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)安全度的提高還應(yīng)依靠科技進(jìn)步,如提高材料性能,采用新的結(jié)構(gòu)體系、新的施工技術(shù)和施工工藝等,不能走低水平的單純加大材料用量的老路。當(dāng)然,在不能做到有較大幅度調(diào)整的方案時(shí),這個(gè)決策也是現(xiàn)實(shí)的,是可以接受和必要的。 
    總之,結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)定水準(zhǔn)必須從社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面全面、長(zhǎng)遠(yuǎn)地考慮。要傾聽(tīng)各方面的意見(jiàn),深入研究,尋求有較強(qiáng)科學(xué)性的、并能與國(guó)際接軌的我國(guó)自己的結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)定水準(zhǔn)。 
    三、必須重視結(jié)構(gòu)耐久性的研究 
    目前對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題還認(rèn)識(shí)不足,往往是憑經(jīng)驗(yàn)增加一些構(gòu)造措施來(lái)加以彌補(bǔ),缺乏在耐久性方面系統(tǒng)的理論研究和完善措施。耐久性研究需要宏觀的定性描述和微觀機(jī)理的定量分析,這是今后需要加強(qiáng)和深化的一項(xiàng)重要工作。 
    我國(guó)在耐久性設(shè)計(jì)方面主要存在標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程跟不上的問(wèn)題,缺乏全面、完善、可靠的措施。規(guī)范對(duì)耐久性的要求,主要應(yīng)在構(gòu)造(如保護(hù)層厚度等)和材料性能(如混凝土配比、抗氧離子滲透性等)等若干個(gè)易于明確表達(dá)的幾種指標(biāo)上規(guī)定,有些規(guī)定也沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的機(jī)理研究,如對(duì)混凝土的徐變、碳化、堿骨料反應(yīng)及鋼筋銹蝕與時(shí)間的關(guān)系,研究得也很膚淺。影響耐久性的因素很多,需要加強(qiáng)的措施也很復(fù)雜,如本次年會(huì)上就有專(zhuān)家嚴(yán)肅指出:應(yīng)重視后張灌漿不密實(shí)而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題,要完善無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝,加強(qiáng)張拉端和固定端錨具的選用和防腐措施,確保全密封方面的技術(shù)措施;再如要重視樓板中收縮和溫度構(gòu)造配筋要求,解決現(xiàn)澆樓板中出現(xiàn)收縮、溫度裂縫給使用帶來(lái)的危害和由此造成的鋼筋銹蝕等結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題。在設(shè)計(jì)、施工中對(duì)耐久性問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足,普遍存在混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低、保護(hù)層厚度過(guò)小、鋼筋直徑過(guò)細(xì)、構(gòu)件截面過(guò)薄而削弱結(jié)構(gòu)耐久性的問(wèn)題。從觀念上要克服設(shè)計(jì)中考慮強(qiáng)度多,而考慮耐久性少;重視強(qiáng)度極限狀態(tài),而不重視使用極限狀態(tài);重視新建筑建造而忽視舊建筑的維護(hù)。專(zhuān)家們強(qiáng)調(diào):耐久性問(wèn)題導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全存在隱患已不容忽視,今后似應(yīng)把研究的重點(diǎn)放在耐久性上。 
    四、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與工程師職責(zé) 
    我國(guó)也正處于前所未有的大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期,尤其西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施將為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們?cè)O(shè)計(jì)的建筑物須在今后幾十年、上百年的生產(chǎn)和生活中滿足發(fā)展的需要,我們建造的工程應(yīng)該具有更大的安全儲(chǔ)備,能夠提供更長(zhǎng)的使用年限,可以承受更大的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),這是工程界、工程技術(shù)人員的重大歷史使命和事業(yè)追求的永恒主題。 
    工程師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全控制時(shí),應(yīng)遵循規(guī)范的指導(dǎo),但規(guī)范不可能取代設(shè)計(jì)人員所必需的理論知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判斷,設(shè)計(jì)人員必須自己承擔(dān)設(shè)計(jì)的全部責(zé)任,針對(duì)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象、環(huán)境和使用條件等,創(chuàng)造性地選用規(guī)范中的數(shù)據(jù)。因?yàn)橐?guī)范再詳細(xì),也不能包羅本來(lái)應(yīng)由設(shè)計(jì)人員自己去解決的各種問(wèn)題。 
    五、結(jié)語(yǔ) 
    上述諸方面表明設(shè)計(jì)的安全控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要多方努力。在我國(guó)單靠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范這一道平面防線是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,如果上升到法律的高度,問(wèn)題就更多。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)是立體的多道防線:上有經(jīng)典概念和理論指導(dǎo),中有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范給出的控制下限指標(biāo)可供執(zhí)行,下有各個(gè)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)規(guī)程和指南給出的細(xì)則?，F(xiàn)在學(xué)會(huì)的這個(gè)職能遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮,有專(zhuān)家已向土木學(xué)會(huì)提出要成立“標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)”,進(jìn)行這一道防線工作。此項(xiàng)工作的展開(kāi)將有待各方面的支持和管理體制的不斷完善。