混凝土结构安全性耐久性及裂缝控制混凝土结构设计规范的问题讨论 [陈肇元著] 2013年

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发布时间：2022-02-22

资料介绍

一、建筑结构设计安全度的现状
从20世纪50年代到现在的几十年内，我国建筑结构的设计标准不论在方法上或具体
内容上都有了很大的发展和提高，并经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态
设计法和概率极限状态设计法的重大变化，但在结构设计的安全度设置水准要求上，却- .
直没有大的变动。与国际上通用的设计标准相比，始终处于低安全度的水平。
多大的安全度才算安全?这不是-个单纯技术问题。从根本上说，结构设计安全度的
高低，是国家经济和资源状况、社会财富以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反
映。提高结构的安全度，必然会增加--点结构造价和耗费更多的材料，但能相应降低结构
的失效风险，所以确定建筑结构设计的安全度，还应体现投资者或业主的利益，在结构造
价与结构风险之间权衡得失，寻求较优的选择。
我国最早的建筑结构设计标准是学习和借鉴二战后的苏联设计规范而来的，后者采用
了低安全度的设计原则，它适应了当时饱受战争重创的苏联为迅速恢复经济和战后重建的
急需，也符合我国解放后的政治经济情况。--直到改革开放以前，我国的财政经济状况长
期拮据，物资供应普遍匮乏，又处在当时“备战、备荒”的政治大形势下，建筑结构设计
自然要强调节省，因陋就简，对长远的考虑自然较少，以至于在结构的设计、施工和研究
中，已经在工程界形成了一种倾向，即以节省钢材为荣，将节省钢材等同于“技术先进”，
省钢就能获奖受表扬，还从没听说过有人由于多用了钢材但换得更好的长期效益而得到奖
励的。
在结构设计标准中，结构的安全度主要体现在安全系数(容许应力法、破损阶段法)、
分项安全系数(极限状态法)和可靠指标(概率极限状态法)中，后者在设计表达式中则
用多个的分项系数加以体现。事实上，结构设计的安全程度还与其他许多因素相关，如结
构构造、构件承载能力计算公式的保守程度以及结构内力(作用效应)分析的保守程
度等。
这里我们以混凝土结构设计为例，简要地比较一下我国混凝土结构设计规范GBJ 10-
89与国外规范在设计安全度上的差别:
1)构造规定
混凝土结构设计的构造要求主要是为了弥补结构强度计算方法的不足，其中有很多是
用来保证混凝土结构能有必需的延性，因而构造规定往往与配筋量相联系。低用钢量是我
国结构设计标准的最大特色，这从表1所示的混凝土最小配筋率的构造规定就可看出。我
国GBJ 10-89 规范确定的柱子压筋最小配筋率为0. 4%，比苏联1949年规范中的0. 5%还
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口第一部分混凝土结构的安全性与耐久性
要少，后者是根据当年苏联工业建筑研究院对低标号混凝土柱的试验研究结果，认为少于
0.5%的配筋率已不能对混凝土柱的工作产生明显作用。如果以我国规范中的0. 4%配筋率
用于规范中的C60级混凝土并设计成钢筋混凝土柱，则钢筋对柱子承载力的贡献只占
4%，这种柱子的工作性能更像是素混凝土柱。从总体上看，GBJ 10-- 89规范中梁的拉筋
和柱的压筋的最小配筋率比起国外来差不多都要低50%以上(表1)。国外对梁的压筋多
有最小配筋率要求，而我国无此规定。其他诸如箍筋最小配筋率、箍筋间距、配筋最小直
径、混凝土保护层最小厚度等构造规定也普遍比国外标准所要求的低。