结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况,社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构安全度必然会增加结构造价和耗费更多材料,但能相应降低结构的失效风险。如何确定建筑的结构设计安全度,实际上是在结构造价与结构风险之间权衡得失,寻求较优的选择。改革开放以来,我国国民经济持续高速发展,物资供应充裕,社会财富积累已达到相当高的水平并继续增长。针对这种情况,中国工程院院士陈肇元教授提出:应大幅度提高我国建筑结构设计的安全度。如果设计者在设计时留有充分的安全裕度,这一事故是完全可以避免的。
一、建筑安全与结构安全
建筑结构安全直接影响建筑物的安全.结构不安全会导致墙体开裂、构件破坏、建筑物倾斜等,严重时甚至发生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中,不少三角形建筑均遭到严重的破坏。从结构角度而言.平面形状是三角形的结构迎风面较大.在水平风力作用下,它受力的效果,即抗弯曲变形和抗侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形,正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多,而使得建筑物安全性较差。
二、结构设计安全度
(一)结构设计安全度的概念
从事建筑结构设计的基本目的是在一定的经济条件下.赋予结构以适当的安全度,使结构在预定的使用期限内,能满足所预期的各种功能要求,一般来说,建筑结构必须满足的功能要求是:能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用,且在偶发事件中,仍能保持必须的整体稳定性,即建筑结构需具有的安全性;在正常使用时具有良好的工作性能,即建筑结构需具有的适用性;在正常维护下具有足够的耐久性。因此可知安全性、适用性和耐久性是评价一个建筑结构可靠(或安全)与否的标志,总称为结构的可靠性,对这些性能的度量,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构的可靠度(或称安全度)。
(二)安全度与工程事故
关于工程事故与设计安全度的关系.有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系,规范的安全度是够的。资料显示,上世纪50年代的结构设计方法与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,只有110#-140#,比现在的C15还低,其施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器。而施工发生安全事故的却很少,如北京饭店、王府井百货大楼等一些建筑物,使用至今已逾45年,而且都经过了唐山地震影响的考验,因此可以说,现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。不过也有专家指出,一些工程事故往往由多种因素综合造成,施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低,加在一起终于酿成大祸,这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败,较高的安全度总是与较低的失效概率相联系,这是客观规律。