建筑結(jié)構(gòu)的安全性

1、建筑結(jié)構(gòu)的安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是希望通過最經(jīng)濟(jì)的途徑來滿足建筑物的 功能要求，建造是將設(shè)計(jì)圖變成真實(shí)的結(jié)構(gòu)。 通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)及建造，以求達(dá)到保證建成的建筑結(jié)構(gòu)的安全性，建筑結(jié)構(gòu)才能完成自身的功能。研究和把握清楚結(jié)構(gòu)安全性的內(nèi)涵及實(shí)現(xiàn)的 方法對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性而言非常重要。安全性這個(gè)詞表述的是一個(gè)宏觀概念，不同于力或位移可以 直接成為設(shè)計(jì)參數(shù)，不能直接在設(shè)計(jì)中應(yīng)用。 結(jié)構(gòu)性能往往可以 通過結(jié)構(gòu)受力極限狀態(tài)或鄰近破壞程度來體現(xiàn)，而結(jié)構(gòu)的受力極限狀態(tài)或破壞程度又可以由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)來表示（如內(nèi)力、應(yīng)力、位移、能量及其他一些可以用來表示破壞指標(biāo)）。確定結(jié)構(gòu) 的安全性能標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步找到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)反應(yīng)

2、參數(shù)或設(shè)計(jì)方 法，才能確保設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性。結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時(shí)， 能承受可能出現(xiàn)的各種作用 而不發(fā)生破壞；在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必要的整體穩(wěn)定性；在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性。結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)在各種作用下防止破壞、倒塌的能力。安全性是結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)最主要的追求目標(biāo)，其中應(yīng)至少包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安 全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性和結(jié)構(gòu)在環(huán)境作用下與耐久性相聯(lián)系的 安全性”。建筑結(jié)構(gòu)是按一定的使用要求設(shè)計(jì)并按一定建造要求建造的，要求在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)都具有安全的性能，即在一般情況下，結(jié)構(gòu)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(hù)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(jié)構(gòu) 重要性的不同可以區(qū)別對(duì)待， 比如現(xiàn)階段對(duì)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(shè)計(jì)，提出相應(yīng)的抗震性能水平。結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是根據(jù)各種安全災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的 基設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，依據(jù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)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(shí)的利用結(jié)構(gòu)總體系和各分 體系間的力學(xué)特性及關(guān)系，采用概念性近似計(jì)算方法，快速、有 效地對(duì)結(jié)構(gòu)總體系及分體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和細(xì)部措施的宏觀控制。具體為選出合適的豎向結(jié)構(gòu)體系、水平分體系、基礎(chǔ)類型、確定結(jié)構(gòu)總體 方案的布置、相應(yīng)的分體系以及

4、它們之間的關(guān)系、結(jié)構(gòu)的計(jì)算模 型、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造等，在初步設(shè)計(jì)前為所設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目設(shè)想一個(gè) 概念性的總體方案，使其后的設(shè)計(jì)、施工都能夠比較順利，避免 發(fā)生難以補(bǔ)救的原則性錯(cuò)誤。結(jié)構(gòu)方案對(duì)其安全性具有根本性的影響，一個(gè)好的結(jié)構(gòu)方案是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全性的基礎(chǔ)性條件。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)屬于創(chuàng)造性工 作，是一個(gè)從無到有的過程，在選擇確定豎向結(jié)構(gòu)體系、水平分 體系、基礎(chǔ)類型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置、截面尺寸確定、構(gòu)件連接、材 料強(qiáng)度等級(jí)選擇等工作中，需要考慮所選結(jié)構(gòu)體系是否具有好的整體穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)傳力途徑是否直接明確、 結(jié)構(gòu)整體是否有足夠的必要的多余約束、局部破壞會(huì)不會(huì)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(shè)計(jì)人員根據(jù)

5、經(jīng)驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)建筑及結(jié)構(gòu) 整體把握，選用適當(dāng)?shù)哪Ｐ瓦M(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算，并判斷選擇，確定 結(jié)構(gòu)方案。對(duì)建筑進(jìn)行改造前對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)和安全性能評(píng)估，然后結(jié)合新的使用功能進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，提出結(jié)構(gòu)加固的方案。在方案實(shí)施的過程中，除了對(duì)結(jié)構(gòu)破損的部分修復(fù)以及進(jìn)行必要的 加固外，還拆除大部分以往建筑物被挪作它用時(shí)所增建的內(nèi)隔 墻，并根據(jù)新的功能定位采用輕質(zhì)隔墻，隔斷來劃分空間。對(duì)其 進(jìn)行裝修設(shè)計(jì)和改造利用時(shí)做到不破壞原有的結(jié)構(gòu)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(guān)這一點(diǎn)， 注意力應(yīng)該放在結(jié)構(gòu)的承載能力和結(jié)構(gòu)的抗震能力上，兩者缺一不可。在一個(gè)較好的結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上， 選取合適的計(jì)算模型對(duì)

6、結(jié) 構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，進(jìn)行構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)或校核是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全性 的重要方法及步驟。也就是說，建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)分為結(jié)構(gòu)分析 和截面設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行的建筑結(jié)構(gòu)的分析，是將預(yù)測(cè)出的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)施加于結(jié)構(gòu)的各種作用代表值施加于 前面所述建筑結(jié)構(gòu)方案的簡(jiǎn)化后得出的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并求解結(jié)構(gòu)在各種工況下的效應(yīng)軸力、 彎矩、剪力、扭矩、截面的位移、 裂縫、正應(yīng)力、切應(yīng)力等，并選擇合適的參量作為控制構(gòu)件截面 承載力、變形設(shè)計(jì)的依據(jù)。設(shè)計(jì)過程中的結(jié)構(gòu)分析有幾點(diǎn)需要注意： a. 對(duì)于作用預(yù)測(cè)得 是否準(zhǔn)確， 尤其一些偶然作用如地震作用， 對(duì)結(jié)構(gòu)分析的影響很 大。比如 9?11 恐怖襲擊事件中世貿(mào)大廈在飛機(jī)撞擊

7、后發(fā)生了倒 塌。b.結(jié)構(gòu)分析的對(duì)象是計(jì)劃建造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，是模型，不完全等 同于建造好的結(jié)構(gòu)， 分析計(jì)算出的結(jié)果是否是結(jié)構(gòu)受力后真實(shí)的 力學(xué)響應(yīng)。這些都是結(jié)構(gòu)分析中需要注意的地方。目前，對(duì)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)分析還沒有達(dá)到系統(tǒng)化、 完善化， 還需要進(jìn)行系統(tǒng) 研究，完善現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的有關(guān)內(nèi)容， 為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性做出 貢獻(xiàn)。截面計(jì)算設(shè)計(jì)是我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定最為全面， 內(nèi)容最為翔 實(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容， 這是我國(guó)設(shè)計(jì)人員最熟悉、 把握最好的內(nèi)容， 也是土木學(xué)科教育中抓的最扎實(shí)的方面， 目前，也是做得最好的 一個(gè)方面。通過截面計(jì)算設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)完成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)， 這也是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全的一個(gè)主要方面。完成設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)還不是真正的實(shí)際存在的建筑結(jié)構(gòu)， 只 有通過合格的建造， 才能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)， 才能使建筑結(jié)構(gòu)具有真 正的安全性。故而，建造的技術(shù)、方法、過程、環(huán)境等都會(huì)對(duì)結(jié) 構(gòu)的安全性有所影響， 必須做好建造過程中的質(zhì)量控制工作， 才 能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)的安全性。結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用狀態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性的影響是長(zhǎng)遠(yuǎn)的， 不合 理的使用會(huì)造成結(jié)構(gòu)安全性降低甚至破壞， 比如未經(jīng)論證改變建 筑物的用途、 在裝修過程中根據(jù)自