摘要：中國土木工程學(xué)會(huì )最近召開(kāi)了第九屆學(xué)術(shù)年會(huì ),其主題是工程安全度及耐久性。這個(gè)主題應該說(shuō)是近期來(lái)工程技術(shù)界的一個(gè)爭論熱點(diǎn),也是一個(gè)深層次的問(wèn)題。建設部俞正聲部長(cháng)在給本次年會(huì )的賀信中,殷切希望“年會(huì )通過(guò)交流,以求共識,共商對策措施,為提高我國工程建設質(zhì)量而盡職盡責”。

　　關(guān)鍵詞：結構安全；耐久性

　　一、工程質(zhì)量問(wèn)題和我國結構安全度設置水準現狀

　　目前事故頻頻發(fā)生的原因有:大量的是屬管理腐敗,違法違規,假冒偽劣,偷工減料等;其次是野蠻施工,不按施工順序,不按驗收標準,粗制濫造;極少是由于設計錯誤,不符合設計標準規范要求的。作為工程學(xué)術(shù)界,更關(guān)心的是從結構設計理論、標準設定上找出存在的問(wèn)題和薄弱環(huán)節。

　　有專(zhuān)家提出：工程質(zhì)量問(wèn)題不要與結構安全度、耐久性混為一談,否則容易引起混亂,造成社會(huì )不安定因素。應該說(shuō)我國結構安全度的設定水準是合理的、安全的,是符合我國國情的。有的專(zhuān)家說(shuō):“我國現行的規范自1989年實(shí)施十年來(lái),全國已建各類(lèi)建筑達100億ｍ²,至今尚未發(fā)現一例因設計規范安全設定不當而發(fā)生承載力失效的實(shí)例”。當然,這種說(shuō)法是否絕對,尚待研究,但總的說(shuō),是有道理的。

　　我國結構安全度設置水準總體偏低,這是參與專(zhuān)家們的共識,但偏低并不是說(shuō)不安全,而是在國際認可取值范圍內,是合理的,適合我國國情的,在正常條件下,設計不出錯誤、保證施工質(zhì)量、不違規使用,是能確保結構安全可靠的。問(wèn)題在于我們現在已進(jìn)入了社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟體制下的大規�；�礎設施建設的新時(shí)期,這些設施將要使用幾十年、上百年,而且結構面臨的風(fēng)險在不斷提高。我國結構可靠度數據出自80年代前后的統計資料,而目前荷載與材料強度統計數據與20年前比,肯定會(huì )有較大差別。在此前提下,結構一旦失效,引起的損失將是十分巨大的。因此,重新思考結構安全度設置水準,將有積極意義。50年來(lái)歷次的規范修訂,結構設計安全度總體是有所下降。有專(zhuān)家估計:現在的設計規范與50年代中期相比,由于安全系數和荷載標準值的下降,如辦公室等樓層構件的安全儲備平均降低幅度可達30%,而樓面活荷載標準值的降低又影響到柱的安全儲備,對一般多層房屋而言,加上安全系數的變動(dòng),安全貯備比50年代中期平均降低15%。因此,有專(zhuān)家認為:我國規范中安全程度的設置水準,不是偏低“一些”或“一點(diǎn)”,而是低得不少。從橫向比較,有專(zhuān)家估計,如果綜合考慮各國規范的規定,我國結構的安全儲備比英、美等國小很多,最多可小一倍以上。我國進(jìn)入ＷＴＯ后,我們的工程建設有一個(gè)與國際接軌的問(wèn)題,也需要我們認真地考慮,否則也不利于走向世界。

　　二、關(guān)于安全度設置水準的調整研討

　　影響結構安全控制的因素很多,既要考慮當時(shí)社會(huì )的經(jīng)濟和物質(zhì)條件,還要考慮現有的設計、施工技術(shù)水平以及結構的生命周期和功能需求等,甚至還要考慮建筑物的商品屬性和人們對建筑需求的心理因素。結構安全度是結構安全控制的重要方面。

　　工程技術(shù)人員一直在用標準規范進(jìn)行結構安全控制,同時(shí)又不斷地修正標準、規范和探索新的方法。我國結構設計安全系數的演變經(jīng)歷了從容許應力法、破損階段法、計算極限狀態(tài)法到現在的概率極限狀態(tài)法。應該說(shuō),我國在結構安全控制方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步。當然,即便是被認為躋身于國際先進(jìn)行列的我國可靠度設計方法,也還存在很多難以解決的理論和實(shí)踐問(wèn)題,有待進(jìn)一步的探討、完善和提高。因此有專(zhuān)家誠懇地指出:當用概率理論計算的指標與成熟的工程經(jīng)驗或科學(xué)實(shí)驗指標相矛盾時(shí),往往要修正前者,使之服從后者,因為后者更符合工程邏輯。

　　在年會(huì )講座中,對我國結構安全度偏低,需要提高我國結構安全度設置水準的認識是一致的,但對于如何提高會(huì )上反映了兩種意見(jiàn):一種意見(jiàn)是根據工程實(shí)踐經(jīng)驗和分析,對比國外規范的結果,認為我國現行設計規范的安全度設置水準應該大幅度提高;另一種意見(jiàn)也通過(guò)對比,認為可以把結構可靠度水平提高一點(diǎn)。兩種意見(jiàn)的差異,是稍作調整,還是大步到位。這是學(xué)術(shù)問(wèn)題,應充分發(fā)揚學(xué)術(shù)民主,各抒己見(jiàn),有助于加深認識,形成共識。本人認為,根據當前形勢和條件,最好能有較大幅度的提高。我同意有些專(zhuān)家說(shuō)的意見(jiàn),即我國現在不再是當初的低水準、短缺型計劃經(jīng)濟的年代,我國的鋼材不是匱乏,而是富余,現在,由于房子安全性差,而要經(jīng)常大修所帶來(lái)的損失遠非過(guò)去所能比擬,更何況提高結構安全性所需要的付出在整個(gè)建筑物造價(jià)中的比例已降到了很少的程度,在建筑物的售價(jià)中更是微不足道。而由于結構安全性不足帶來(lái)的風(fēng)險損失卻愈來(lái)愈大。再考慮建筑業(yè)加速與國際市場(chǎng)接軌等因素,對本來(lái)較低的安全度進(jìn)行較大幅度的提高,也是現實(shí)的,可為我國建筑業(yè)進(jìn)軍國際市場(chǎng)帶來(lái)好處。規范編制應當面對市場(chǎng)經(jīng)濟的現實(shí),考慮業(yè)主和使用者的利益,他們在付出與風(fēng)險之間是最有資格權衡得失的,大幅度提高安全度是有基礎的,但大幅度提高尚需做較多的工作,目前尚未能提出一個(gè)具體的方案。幅度大到什么程度才合適?如何調整具體指標?因為在我國規范中并不是所有指標都低,如超高層建筑的風(fēng)壓系數和輕鋼結構的安全度,有人認為過(guò)于保守,但結構的整體性、結構抗災能力、結構的耐久性等應有較大的提高。因此需要做細致的工作,以便能在較短的時(shí)間內提出適合當代并能與國際接軌的結構安全度參數,建立我國自己的結構安全度理論和標準。

　　建設部標準定額司在聽(tīng)取各方面意見(jiàn)后,結合2000年標準修訂計劃,提出原則上同意把結構可靠度水平提高一點(diǎn)的指示意見(jiàn),并在此基礎上繼續做工作,以求更加完善。目前來(lái)看,這是現實(shí)的一步,如ＧＢＪ68—84修訂組認真做了分析研究,提出了具體調整方案,提出了荷載分項系數、材料分項系數、風(fēng)荷載標準取值以及辦公室、住宅樓面荷載等具體提高參數方案,并通過(guò)這些調整,計算出可靠指標提高了0 3～0 6,用鋼量估計平均增加12%～20%,但調整后與歐、美現規范相比仍相差10%左右,同時(shí)也強調安全度的提高還應依靠科技進(jìn)步,如提高材料性能,采用新的結構體系、新的施工技術(shù)和施工工藝

　　均增加12%～20%,但調整后與歐、美現規范相比仍相差10%左右,同時(shí)也強調安全度的提高還應依靠科技進(jìn)步,如提高材料性能,采用新的結構體系、新的施工技術(shù)和施工工藝等,不能走低水平的單純加大材料用量的老路。當然,在不能做到有較大幅度調整的方案時(shí),這個(gè)決策也是現實(shí)的,是可以接受和必要的。

　　總之,結構可靠度設定水準必須從社會(huì )經(jīng)濟方面全面、長(cháng)遠地考慮。要傾聽(tīng)各方面的意見(jiàn),深入研究,尋求有較強科學(xué)性的、并能與國際接軌的我國自己的結構可靠度設定水準。

　　三、必須重視結構耐久性的研究

　　目前對結構的耐久性問(wèn)題還認識不足,往往是憑經(jīng)驗增加一些構造措施來(lái)加以彌補,缺乏在耐久性方面系統的理論研究和完善措施。耐久性研究需要宏觀(guān)的定性描述和微觀(guān)機理的定量分析,這是今后需要加強和深化的一項重要工作。

　　我國在耐久性設計方面主要存在標準、規范、規程跟不上的問(wèn)題,缺乏全面、完善、可靠的措施。規范對耐久性的要求,主要應在構造(如保護層厚度等)和材料性能(如混凝土配比、抗氧離子滲透性等)等若干個(gè)易于明確表達的幾種指標上規定,有些規定也沒(méi)有進(jìn)行系統的機理研究,如對混凝土的徐變、碳化、堿骨料反應及鋼筋銹蝕與時(shí)間的關(guān)系,研究得也很膚淺。影響耐久性的因素很多,需要加強的措施也很復雜,如本次年會(huì )上就有專(zhuān)家嚴肅指出:應重視后張灌漿不密實(shí)而產(chǎn)生的結構耐久性問(wèn)題,要完善無(wú)粘結預應力工藝,加強張拉端和固定端錨具的選用和防腐措施,確保全密封方面的技術(shù)措施;再如要重視樓板中收縮和溫度構造配筋要求,解決現澆樓板中出現收縮、溫度裂縫給使用帶來(lái)的危害和由此造成的鋼筋銹蝕等結構耐久性問(wèn)題。在設計、施工中對耐久性問(wèn)題認識不足,普遍存在混凝土強度等級過(guò)低、保護層厚度過(guò)小、鋼筋直徑過(guò)細、構件截面過(guò)薄而削弱結構耐久性的問(wèn)題。從觀(guān)念上要克服設計中考慮強度多,而考慮耐久性少;重視強度極限狀態(tài),而不重視使用極限狀態(tài);重視新建筑建造而忽視舊建筑的維護。專(zhuān)家們強調:耐久性問(wèn)題導致結構安全存在隱患已不容忽視,今后似應把研究的重點(diǎn)放在耐久性上。

　　四、標準、規范與工程師職責

　　我國也正處于前所未有的大規�；�礎設施建設時(shí)期,尤其西部大開(kāi)發(fā)戰略的實(shí)施將為我國現代化建設奠定堅實(shí)的基礎。我們設計的建筑物須在今后幾十年、上百年的生產(chǎn)和生活中滿(mǎn)足發(fā)展的需要,我們建造的工程應該具有更大的安全儲備,能夠提供更長(cháng)的使用年限,可以承受更大的災害風(fēng)險,這是工程界、工程技術(shù)人員的重大歷史使命和事業(yè)追求的永恒主題。

　　工程師在進(jìn)行結構安全控制時(shí),應遵循規范的指導,但規范不可能取代設計人員所必需的理論知識、經(jīng)驗和判斷,設計人員必須自己承擔設計的全部責任,針對不同的設計對象、環(huán)境和使用條件等,創(chuàng )造性地選用規范中的數據。因為規范再詳細,也不能包羅本來(lái)應由設計人員自己去解決的各種問(wèn)題。

　　五、結語(yǔ)

　　上述諸方面表明設計的安全控制是一個(gè)復雜的系統工程,需要多方努力。在我國單靠標準規范這一道平面防線(xiàn)是遠遠不夠的,如果上升到法律的高度,問(wèn)題就更多。國際經(jīng)驗是立體的多道防線(xiàn):上有經(jīng)典概念和理論指導,中有標準、規范給出的控制下限指標可供執行,下有各個(gè)學(xué)會(huì )、協(xié)會(huì )規程和指南給出的細則�，F在學(xué)會(huì )的這個(gè)職能遠遠沒(méi)有發(fā)揮,有專(zhuān)家已向土木學(xué)會(huì )提出要成立“標準工作委員會(huì )”,進(jìn)行這一道防線(xiàn)工作。此項工作的展開(kāi)將有待各方面的支持和管理體制的不斷完善。