建筑結構的安全性

1、建筑結構的安全性結構設計的目的是希望通過最經濟的途徑來滿足建筑物的 功能要求，建造是將設計圖變成真實的結構。 通過對建筑結構設 計及建造，以求達到保證建成的建筑結構的安全性，建筑結構才能完成自身的功能。研究和把握清楚結構安全性的內涵及實現(xiàn)的 方法對結構的安全性而言非常重要。安全性這個詞表述的是一個宏觀概念，不同于力或位移可以 直接成為設計參數(shù)，不能直接在設計中應用。 結構性能往往可以 通過結構受力極限狀態(tài)或鄰近破壞程度來體現(xiàn)，而結構的受力極限狀態(tài)或破壞程度又可以由結構的反應參數(shù)來表示（如內力、應力、位移、能量及其他一些可以用來表示破壞指標）。確定結構 的安全性能標準，并進一步找到相應的結構反應

2、參數(shù)或設計方 法，才能確保設計結構的安全性。結構在正常施工和正常使用時， 能承受可能出現(xiàn)的各種作用 而不發(fā)生破壞；在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必要的整體穩(wěn)定性；在正常維護下具有足夠的耐久性。結構安全性是結構在各種作用下防止破壞、倒塌的能力。安全性是結構 設計最主要的追求目標，其中應至少包括結構構件承載能力的安 全性、結構的整體牢固性和結構在環(huán)境作用下與耐久性相聯(lián)系的 安全性”。建筑結構是按一定的使用要求設計并按一定建造要求建造的，要求在其設計使用年限內都具有安全的性能，即在一般情況下，結構能承受可能出現(xiàn)的各種作用而不發(fā)生破壞，在正常維護下具有足夠的耐久性；在偶然情況下，按偶然作

3、用的情況及結構 重要性的不同可以區(qū)別對待， 比如現(xiàn)階段對待地震作用的“小震 不壞、中震可修、大震不倒”為其安全性能要求，或采用基于性 能的抗震設計，提出相應的抗震性能水平。結構的概念設計是根據各種安全災害和工程經驗等形成的 基設計原則和設計思想，依據對建筑結構的總體理解及掌握， 在 特定的建筑空間及環(huán)境條件下， 有意識的利用結構總體系和各分 體系間的力學特性及關系，采用概念性近似計算方法，快速、有 效地對結構總體系及分體系進行構思、比較與選擇，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和細部措施的宏觀控制。具體為選出合適的豎向結構體系、水平分體系、基礎類型、確定結構總體 方案的布置、相應的分體系以及

4、它們之間的關系、結構的計算模 型、結構的構造等，在初步設計前為所設計的工程項目設想一個 概念性的總體方案，使其后的設計、施工都能夠比較順利，避免 發(fā)生難以補救的原則性錯誤。結構方案對其安全性具有根本性的影響，一個好的結構方案是實現(xiàn)結構安全性的基礎性條件。結構方案設計屬于創(chuàng)造性工 作，是一個從無到有的過程，在選擇確定豎向結構體系、水平分 體系、基礎類型，進行結構布置、截面尺寸確定、構件連接、材 料強度等級選擇等工作中，需要考慮所選結構體系是否具有好的整體穩(wěn)定性、結構傳力途徑是否直接明確、 結構整體是否有足夠的必要的多余約束、局部破壞會不會引起連續(xù)倒塌等等，規(guī)范沒有規(guī)定現(xiàn)成的公式，需要設計人員根據

5、經驗對所設計建筑及結構 整體把握，選用適當?shù)哪Ｐ瓦M行適當?shù)挠嬎?，并判斷選擇，確定 結構方案。對建筑進行改造前對建筑物進行結構檢測和安全性能評估，然后結合新的使用功能進行重新設計，提出結構加固的方案。在方案實施的過程中，除了對結構破損的部分修復以及進行必要的 加固外，還拆除大部分以往建筑物被挪作它用時所增建的內隔 墻，并根據新的功能定位采用輕質隔墻，隔斷來劃分空間。對其 進行裝修設計和改造利用時做到不破壞原有的結構系統(tǒng)，注意維系其可靠度，仍然是需要放在首位考慮的大問題。有關這一點， 注意力應該放在結構的承載能力和結構的抗震能力上，兩者缺一不可。在一個較好的結構方案的基礎上， 選取合適的計算模型對

6、結 構進行分析計算，進行構件承載力設計或校核是實現(xiàn)結構安全性 的重要方法及步驟。也就是說，建筑結構計算設計分為結構分析 和截面設計。在結構設計過程中進行的建筑結構的分析，是將預測出的結構設計基準期內施加于結構的各種作用代表值施加于 前面所述建筑結構方案的簡化后得出的計算簡圖，并求解結構在各種工況下的效應軸力、 彎矩、剪力、扭矩、截面的位移、 裂縫、正應力、切應力等，并選擇合適的參量作為控制構件截面 承載力、變形設計的依據。設計過程中的結構分析有幾點需要注意： a. 對于作用預測得 是否準確， 尤其一些偶然作用如地震作用， 對結構分析的影響很 大。比如 9?11 恐怖襲擊事件中世貿大廈在飛機撞擊

7、后發(fā)生了倒 塌。b.結構分析的對象是計劃建造結構簡圖，是模型，不完全等 同于建造好的結構， 分析計算出的結果是否是結構受力后真實的 力學響應。這些都是結構分析中需要注意的地方。目前，對結構 設計中的結構分析還沒有達到系統(tǒng)化、 完善化， 還需要進行系統(tǒng) 研究，完善現(xiàn)行相關規(guī)范的有關內容， 為實現(xiàn)結構的安全性做出 貢獻。截面計算設計是我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定最為全面， 內容最為翔 實的結構設計內容， 這是我國設計人員最熟悉、 把握最好的內容， 也是土木學科教育中抓的最扎實的方面， 目前，也是做得最好的 一個方面。通過截面計算設計及構造設計完成結構構件的設計， 這也是實現(xiàn)結構安全的一個主要方面。完成設計的建筑結構還不是真正的實際存在的建筑結構， 只 有通過合格的建造， 才能實現(xiàn)建筑結構， 才能使建筑結構具有真 正的安全性。故而，建造的技術、方法、過程、環(huán)境等都會對結 構的安全性有所影響， 必須做好建造過程中的質量控制工作， 才 能實現(xiàn)設計好的結構的安全性。結構的實際使用狀態(tài)對結構的安全性的影響是長遠的， 不合 理的使用會造成結構安全性降低甚至破壞， 比如未經論證改變建 筑物的用途、 在裝修過程中根據自