高层民用建筑结构设计安全度的思考

戚路涛

摘要：由于建筑面积的逐渐减少，所以，在现在的建筑设计中，有大量的高层建筑出现，高层建筑，不仅解决了建筑占地面积多的问题，有时候，其独特的形象也是一个城市的标志。但因为高层建筑的施工不同于一般的建筑，由于设计、施工、使用方法、使用年限、遭受不同自然灾害等因素的影响，许多建筑物的安全性有待评定。但是高层民用建筑又与人们的生命安全有着不可分割的关系，所以，如何提高高层民用建筑的安全度就是所有建筑者们热议的话题了。本文主要分析了现在高层民用建筑施工中存在的安全问题，及提出相关的措施。

关键词：高层建筑；民用建筑；安全度

中图分类号： TU208 文献标识码： A

一、高层建筑结构安全度设计的概念

如果建筑物的结构不安全可能会产生很严重的后果，比如对人们的经济造成损失，产生一定的社会影响，严重的还有可能造成人的生命危险。在我国设定的建筑物结构安全可靠等级中，把建筑物的结构安全划分为三个等级，在人们一般使用的建筑物中都是二级的，对于重要的，有标志性的建筑物一般是一级的，次要的建筑物一般则为三级。在同一栋建筑内，施工时所采用的材料应该与整个建筑的安全等级为同样的，其中一部分的材料构建可根据施工的重要性而进行小规模的调整。如果遇到有的构件安全等级较高，且价格一般，这样的构件运用会减少结构的破坏，减少不安全结构对经济的损失与人员的伤亡，而且该结构构件的安全等级较整个结构的安全等级提高1级。反之，如果在施工的过程中，会遇到有些施工结构构件的损坏，但是其并不影响整个工程的安全结构，就可以将其构件的安全等级降低1级。

现代的建筑结构安全设计的目的是，在施工的过程中，保证结构的安全度，使建筑物在规定的使用期限内，能满足人们正常的生活，办公。在我国的建筑业中，对于建筑结构的安全要求一般是：

保证建筑物在正常使用的条件下使用的安全性，另外，对于突发状况的应对，比如地震、飓风等。在突发的状况下能够保证人们的生命与财产安全。

建筑结构设计中要充分考虑其适用性这一根本目的。保证其能物尽所用。

除了上述提到的安全性、适用性这两点以外，还要保证其耐久性这一要求，也就是结构的可靠性，即结构性能保证其完成预定的功能。

关于离层民用建筑可命度设计理论

我国规范采用了先进的可靠度理论，用失效概率度量结构的可靠性，通过将抗力和作用效应相互独立。将随机过程化为随机变量并以经验为校准点，成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中，这是我国规范先进性的一种表现。工程设计采用可靠度理论为国际标准组织(ISO)所提倡，是国际上大势所趋;多次国际安全度会议也倾向于采纳ISO提出的在设计规范中采用可靠度理论的原则。可靠度理论一样重视经验，可靠度取值用校准法确定。

分项多安全系数设计方法要比可靠度方法更为灵活实用。在确定安全系数时，同样可以利用可靠度理论一起作分析，最后选定合适的系数值。鉴于现行建筑结构设计规范已经采用了可靠度理论，不足之处可继续改进，而其设计公式的表达形式又与分项多安全系数基本相似，所以也不必再回到老路上去。现行可靠度设计规范中的分项系数，其含义可以模糊些，考虑更多的经验因素，这在可靠度理论中也是说得过去的。规范采用可靠度理论应采取实事求是的态度，能用的尽量用，尚不成熟的将来再用，不宜用行政手段一刀切去追求“统一”。

三、我国现在高层民用建筑结构设计安全度现状

高层的建筑安全性不同于一般高度的建筑施工，因为其设计、施工、使用年限、遭受不同自然灾害等因素的影响，很多高层建筑物的安全结构还是不能够确定的。有很多的建筑物在施工的时候，因为很多因素的影响，在没有进行使用的时候就已经产生了多多少少的问题，所以，很有必要对建筑物进行安全程度的鉴定。由于现代建筑企业的商业化，建筑物的质量直接关系到了企业的经济利益，所以提高建筑物的安全度是各个建筑企业亟待解决的问题。

现在经常发生的安全事故中，与建筑物的安全结构设计的关系很少，因为我国现在所使用的建筑结构设计的方法与上世纪五十年代所使用的建筑结构设计方法几近相似，然而，当初所使用的不管是施工材料、施工手段、或是机械设备都比现在落后很多，但是却很少在施工期间发生安全事故。现在的安全事故与结构设计安全度没有连带关系。

其次，在我国现在运用的建筑设计规范中的构造规定还是比较准确的。我国所用的建筑工程安全规范与国际的市场没有直接的关系，都是根据国家的相关法规政策而定。从我国现在的施工情况来看，我国所制定使用的构造规定与其他的国家相比并没有低于他们。在我国的规范制度中所规定的都是最低的用钢量，然而在正式施工时候，施工人员往往会根据建筑结构的安全重要性来提高用钢量，所以，在实际中，不能根据规范中的用钢量来判定我国工程在建设使用中的用钢量，当然也不能用我们的最低用钢量来与其他的国家相比。在我国规范规定的柱子最小含钢量为0.4%，是在没有考虑地震情况下的使用情况，然而，在现代的建筑中，在设计的时候，都会考虑建筑物的抗震性。高层建筑物更要考虑其抗震性，这时候施工的钢含量就是0.5%-1.0%。而且设计单位在设计高层建筑的柱子时，用钢量常比规范要求的还大，因此与国外相比，实际用钢量并不小 。

四、高层民用建筑物安全性设计要从多个方面来保证结构的安全性

在高层建筑物進行设计的时候，首选方案应该经济合理的，然后分析结构与构件的连接设计，要按照国家的规范或规定进行安全指标的设计，来保障工程的安全性，结构的安全度通常指安全系数或可靠指标,实际上只是对结构截面强度安全的一种度量，与此相关的还有荷载和材料强度标准值的取值。影响高层建筑的安全性因素很多，其中，安全度是保证结构安全性的最重要的因素，但不是全部的因素。有些设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系，结构构造，结构材料，结构维护，结构耐久性、以及从设计，施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，抗偶然作用和防倒塌能力差;或者计算图形和受力路线不明确，造成局部受力过大: 或者混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄，削弱了结构耐久性;这些都会严重影响结构的安全性;有的城市桥梁虽然满足设计规范的强度要求仅用了5～10年就因耐久性出了毛病影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性，并要对施工单位提出具休要求。

在国际上使用的高层民用建筑物安全性的结构设计规范制度有二种，一种是推荐性的，另一种是强制性的。在国外很多发达国家都是用推荐性的，只能对施工人员起一定的引导的作用，建筑施工的安全结构复杂，国家规定的制度规范不可能取代设计人员在整个工程中所需要的理论知识。经验和判断，设计人员必须自己承担设计的全部责任，可以不受推荐性规范的约束。在我过实行的制度是强制性的，是设计人员在设计的时候必须遵守的规章制度，如果不按照规范实行，所有后果都是有设计人自负，而出了事故，设计人员也可凭规范推卸责任。几十年来，这种做法已在工程设计界深入人心，因而对规范的制定工作也就提出了很高的要求。强制性制度在设计中的不足之处是不能灵活的变通，无法应对工程中出现的各种问题，而且客观上不利于发挥调动甚至限制设计人员的创造性。强制性规范的利弊值得仔细探讨。长期以来，我国规范由政府部门管理，随着政府机构精简和政府功能转变，有人担心在规范管理的力度上会否削弱今后可否借助各种学会、协会的积极性，委托学会、协会来编制和管理，而政府部门则起批准监督作用。如果将规范的课题研究，规范的编制和规范的批准分成独立的不同层次，是否会更好一些。在规范的编订和管理上如何能更好地适应既是社会主义、又是市场经济的体制，有必要作细致的研究。

总而言之，过去所有房子政府出钱盖，坏了公家修。而现在的建筑物是商品，家自己出钱买，从老百姓的角度看，买房子宁可要结构厚一点，里面多配根钢筋，谁不愿意每ｍ²多花几十元钱买个心里踏实?如果我们的建筑结构设计能和国外大体取齐，与国际接轨，使房子更耐久、更安全，这样国家得利，老百姓得利，投资人也有利。

参考文献：

[1]程懋堃. 关于提高建筑结构设计安全度的意见[J]. 建筑科学,1999,05:14

[2]黄晓莺. 关于建筑结构设计安全度的探讨[J]. 工业建筑,2001,10:19

[3]宋磊,姜燚. 建筑结构设计安全度的几种理论及提高意见的研究[J]. 民营科技,2007,03:19