浅议ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ在结构工程中的定名

方召欣

摘要：structural robustness的意义在结构工程领域已受到广泛认可，但在国内还没有公认合适的译名，这不利于国内技术人员对此概念的理解和交流。通过简要回顾structural robustness的产生思路，探讨了结构鲁棒性等几种定名。

关键词：structural robustness，结构工程，结构鲁棒性，减灾

中图分类号：N04；TU312+1文献标识码：A文章编号：1673—8578(2009)05-0058-03

引言

据圣塔菲研究所统计，robustness已运用于生态和免疫系统、非线性控制、统计、语言识别等17个学科领域。中文科技文献中，robustness常译作鲁棒性。从中国期刊全文数据库(CNKI)检索，1990年到2007年间，题名或摘要中含有“鲁棒性”的文献分别达到567篇和11 994篇，而到2009年8月底，则分别为805篇和18 161篇，这足以说明鲁棒性概念在自然科学和工程领域已有十分广泛的应用，而“鲁棒性”的叫法也是相当普及的。归结起来，“鲁棒性”通常用来描述指定对象在某种扰动情况下不偏离预期要求的性能。

structural robustness(或integrity)是现代土木工程风险控制和防灾减灾的必然要求。近年来，尤其是“9·11”事件之后，structural robustness的意义在结构工程领域得到越来越广泛的认可。国际标准化组织ISO 2394：1998、欧洲标准化委员会EN1990、美国混凝土学会ACI 318一02、美国土木工程师学会ASCE 7—05等规程对structural robustness都有明确要求。

一结构工程中的structural robustness

目前对于structural robustness的译名尚不统一，有结构整体牢固性、坚固性、鲁棒性等多种版本，这在一定程度上妨碍了结构工程技术人员对structuralrobustness的把握和交流。中国《建筑结构可靠度设计统一标准(GB 50068-2001)》没有明确提到structural robustness，但要求“结构在设计规定的偶然作用发生时和发生后仍能保持必需的整体稳定性，即不致造成与起因不相称的破坏后果”。

在结构工程领域，robustness并非一个完全陌生的概念，只是延续了它在控制理论中的用法。而structural robustness对结构工程专业人员来讲却是一个新颖的概念，尽管它的产生不是一帆风顺的。

structural robustness研究可以追溯至1968年的Ronan Point事故，当时一个厨房发生燃气爆炸导致该侧结构自上而下连续坍塌，最终造成了与起因程度不相称的破坏。在此后的40年间，这类由偶然或突发事件(如人为施工不当、炸弹爆炸、飞机撞击)引发的结构不相称破坏事故屡有发生，学术界和工程界在总结归纳结构体系安全经验和教训的基础上提出了structural robustness要求。其中的代表性事故可以参见图l时间轴下方，时间轴上方显示相关机构针对structural robustness的改善和实现所作的努力。从中也可以看出，欧洲和北美各界在这个问题上经历过深刻反省、求同存异，才逐步形成共识。

structural robustness问题受到越来越多的关注，是与当前结构工程的实际状况分不开的。首先，很突出的一点就是，常规结构设计思路的出发点是假设结构在原始状态或无损的情况下抵抗各种外部作用，忽视了偶然局部损伤对结构体系安全性能的影响；其次，工程结构的外在环境日趋复杂，人为失误和人为蓄意破坏(如恐怖爆炸袭击)严重威胁工程结构及人员、财产安全。在上述背景下，structural robustness研究具有重要的理论价值和显著的现实意义。有必要关注的是，代表目前先进设计理念的EN 1990已将structural robustness与安全性、适用性一起列为结构设计的基本要求，此举值得认真解读。

二structural robustness译名浅议

结构工程中，“a robust structure”不是指这个结构在原始或无损状态下的承载力、可靠度、冗余度有多高，或者多坚固。structural robustness关注偶然损伤下的体系安全，要求结构在偶然局部损伤情况下，不致发生与此损伤起因不相称的破坏。这里，偶然损伤是由偶然或突发作用引起的结构性能退化，强调偶然性或突发性，应与长期累积效应或耐久性相关的损伤相区别；局部损伤也是相对结构本身的规模来说的。

在北美，structural robustness被视作与structuralintegrity(直译是结构整体性)平行的概念，ASCE 7-05对其有明确要求，即“结构应能够承受局部损伤，同时其整体保持稳定而不致造成与初始损伤不相称的破坏”。但结构整体性的译法在两个方面显得不妥：首先它容易与“结构整体性能”这一中性化术语混淆；再者，structural integrity不是要求结构体系具有绝对的连贯性或者浑然一体，它们之间的关系多少有些微妙，比如多跨连续桥反而要限制其连贯性，避免突发事件下出现牵一发而动全身的局面。

译作“坚固性”容易误解robustness的本意。对于土建结构，坚固是与刚性近似、与柔性相对的单纯性概念。经验表明，结构过“刚”可能出现脆性破坏，过“柔”则不利于结构稳定。structural robustness强调结构体系在遇到偶然干扰、局部损伤情况下维持主体稳定的能力。结构需要在“刚”和“柔”之间寻求平衡。显然structural robustness更倾向于结构具备“刚柔相济”的能力，因此有着更深刻的内涵。

“牢固”与“坚固”一字之差，意思迥异。相比之下，陈肇元先生以“结构整体牢固性”作为structural robustness的中文译名，通俗易懂，但用它来解释integrity似乎更为稳妥。另一方面，structural robustness中robustness的意义与一般工程技术中“鲁棒性”的基本含义(可解释为结构体系在偶然损伤情况下保持主体稳定的能力)是吻合的，即便没有必要追求中文译名的统一，译成“结构鲁棒性”仍不失为一个折衷的做法。

三总结

structural robustness(或integrity)在现代土木工程风险控制和防灾减灾中的意义不言而喻。为structural robustness合理定名已然是当务之急。由于structural robustness的概念(确切的说是要求)首先是以英文形式出现的，简单的句子甚至难以表述清楚，而它本身又有着深刻内涵，这种情况下采用音译名“结构鲁棒性”不失为一个合适的办法。