摘要：對提高建筑結構設計安全度問題當前的建筑物安全事故與結構設計可靠度無關,結構設計仍宜提倡節約,我國建筑設計規范中的構造規定尚屬適當,規范與國際市場并無直接聯系,規范要根據國家政策而定。

　　關鍵詞：建筑結構,設計,安全度

　　引言：最近在建筑工程界，有些同志提出，要大幅度提高建筑結構設計的安全度，引起一些議論。現將我個人對此問題的一些看法提出來請諸位指正。

　　一、當前的建筑物安全事故，與結構設計安全度無關

　　50年代的結構設計方法 ，與現在近似，當時所用的混凝土強度很低，只有110~140號，比現在的C15還低。50年代初期施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器……而當時施工發生安全事故的較少。有一些建筑物，如王府井百貨大樓、北京飯店等，使用至今已逾45年，而且經過了唐山地震影響的考驗。因此可以說，現在的安全事故，與結構設計安全度是沒有連帶關系的。

　　二、結構設計仍宜提倡節約

　　1、關于節約鋼材的問題。作為一個結構設計工程師，重要職責之一，就是以較少的材料去完成建筑物各種功能的要求。如果將構件截面任意加大，材料用量任意增多，這個工作，建筑師也能做。

　　2、在發達國家，節約材料也是工程師所追求的。1998年美國《商業周刊》登載由美國建筑師學會(AIA)舉辦的最佳建筑設計競賽，"節省材料"是該次競賽的主題之一。紐約時報新印刷廠的設計，因采用規則的矩形平面和常規材料，節約五千萬美元而獲獎：又如香港 中國 銀行(貝聿銘設計)因其結構方案布置得當，比同樣高度的其他結構大量節約鋼材，所以若干個雜志上都發表文章加以表揚。

　　三、我國規范中的構造規定，并非都比別國低

　　1、我國規范規定的是最低用鋼量，設計者一般根據結構重要性，予以適當提高，所以下能以此來判定我們在工程中的材料用量，更不能以我們的最低值來與人家比。我國規范規定的柱子最小含鋼量力0.4%，是不考慮抗地震時的數量，我們大多數城市設計時都考慮抗震，高層建筑更是都要考慮，這時柱子的最小含鋼量就是0.5%~1.0%.而且設計單位在設計高層建筑的柱子時,用鋼量常比規范要求的還大,因此與國外相比，實際用鋼量并不太小。

　　我們有些構造要求，已與國外持平，如剪力墻的最小配筋率為0.25%，與美國相同。至于墻的暗柱配筋量，在許多方面已是世界領先。

　　2、我國規范對于梁受壓鋼筋的配筋率，有明確規定。且數值與美國基本相等，并非"無此規定"。至于受拉鋼筋的最小配筋率，有設計經驗的人都知道，在一般梁板構件中，此值并不起作用，有影響的是在類似基礎厚板一類構件中。這種構件中，我國規范與國外規范相比，在某些情況下配筋更多。因為如美國或新西蘭規范，對于控制最小配筋量還有一些放松要求的措施，可使配筋減少，所以在一定情況下，配筋可以比我們更少。因此也不能一概而論，說我國的構造配筋比國外如何的少。

　　四、建筑結構設計可分為整體設計和部件設計

　　1、在進行主體結構內力計算后，主體結構底截面的內力成了基礎選型和計算的重要依據。內力計算一般盡量簡化為平面體系來計算，但有時必須采用空間受力體系來計算。無論怎樣，內力計算最終是對柱、梁、板、墻(剪力墻)和塊體這五種部件的計算。也就是說，進行整體設計后，就要進行部件設計。梁和柱一般可看作細長桿件，內力情況與計算體系相符合。單向板可簡化為單位寬度的梁來計算，雙向板的計算 理論 也較成熟，異型板的計算就較為復雜，應盡量避免。對于單片的剪力墻，一般把它視作薄壁柱來近似計算，有時要考慮翼緣的作用;對于筒體結構中的剪力墻則要用空間力學的方法來計算。塊體不同于梁、柱、板、墻，它在空間三個方向的尺寸都比較大，難以視作細長桿件或簡化為平面體系來計算。如單獨基礎，樁的承臺，深梁都是塊體，受力情況很復雜，難以精確分析 ，所以在計算中往往加大安全系數，以策安全。

　　2、目前國內結構設計所用的設計方法是概率極限狀態設計法，作用效應S必須小于等于結構抗力R，結構要滿足強度條件和位移條件。內力計算采用的力學模型一般是彈性模型，要考慮塑性變形內力重分布時，往往是把利用彈性模型計算所得的內力乘以一個調整系數。

　　3、手算和計算機算所采用的計算方法、理論、計算模型是有差別的。結構計算的工作量是很大的，采用手算時要在工作量和計算精度之間折衷。手算為降低工作量，受力體系盡量簡化為平面力系，計算中作一些假設，利用經驗值和查用圖表。但隨著高層、超高層建筑的日益增多，結構越來越復雜，抗震要求越來越高，手算的工作量和計算精度難以滿足要求，計算機已被大量利用到結構計算中來。計算機的工作量和速度非人所及，機算采用更 科學 、精度更高的計算方法，機算的能力遠遠超出了手算。要充分發揮計算機的優勢，進行合理的結構內力計算，需要優秀的結構計算程序。這些程序一般以空間力系作計算模型，以有限元的方法計算。例如著名的TBSA的計算模型是空間桿件體系。要編寫優秀的結構計算程序，開發人員除了必須具備編程技巧外，還要掌握科學的先進的結構計算方法。作為結構設計人員也應 學習 計算機所用的計算理論，不應只停留在會用結構計算程序，而不知所以然。結構設計程序的出現并沒有降低對設計人員的要求，相反，它要求設計人員學習更先進的計算理論。目前結構計算程序有一個弊端：就是計算過程的屏蔽。使用者只管輸入數據和會看結果，對計算過程一無所知，不知道計算是建立在什么基礎上，不知道適用范圍，這是潛在的危險。一個優秀的結構計算程序還應該提供程序采用的計算理論的詳細說明，說明其采用的計算模型、計算假設、適用范圍等，另外應允許使用者干預計算過程，充分發揮設計者的主觀能動性和創造力。

　　五、不容忽視設計中的浪費現象

　　當前建筑結構設計存在的問題中，有一個方面不容忽視，就是設計中的浪費現象。我們有不少鋼筋混凝土高層建筑的用鋼量，已超過國外同等高度鋼結構的用鋼量，其不合理可見一斑! 現在這種關于建筑結構設計安全度的討論，是正常的，但我擔心會不會引起誤導，使一些設計人員誤以為按我國規范進行設計會造成不安全，以致盲目加大構件截面，增加用鋼量，造成不必要的浪費。這種可能性，是不能不防的。

　　六、規范要根據國家政策而定

　　1、一個國家的規范，不僅僅是技術性的，還有根強的政策性，許多方面，是一個國家 經濟 條件的直接反映。因此，我國規范的材料用量，當然應該比發達國家低,也即安全度應該低一些。這方面我們完全可以理直氣壯地說，我們過去的設計標準，是符合我國國情的，是安全的。當然某些局部有不足，要不斷修改。國外的規范也不是十全十美，也在不斷的修改。我們過去的結構成功地經受了幾十年的考驗,那就是說,我們的規范,基本是正確的,安全度基本是能滿足要求的。

　　2、至于抗震規范，更與政策密切相關。美國抗震專家Mark Fintel說過，一個國家的抗震政策(體現在規范上)，實際上是一個國家的政府愿意為他的人民在抗震方面投多少保險。所以國家富了，可多投些保險費，窮國只能適當少投。

　　結語

　　今后的設計除了提高結構抗力，還應考慮盡可能的降低作用效應。因為降低作用效應，對增加結構安全性，降低造價，節約國家投資意義重大。使用具有高強、輕質、環保等特點的新型建材。建筑物的自重在結構計算中占很大的比重，使用輕質、高強的建材，將使建筑結構設計發生革命性的變化。