工程院土木水利建筑學(xué)部發(fā)起，并會(huì )同國家安全生產(chǎn)監督管理局、國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)中心、國家自然科學(xué)基金委員會(huì )工程與材料學(xué)部共同主辦，清華大學(xué)結構工程與振動(dòng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室承辦的“土建結構工程的安全性與耐久性”科技論壇，于2001年11月17~18日在清華大學(xué)舉行。論壇的宗旨是：分析我國土建結構工程的安全性與耐久性現狀，交流近年來(lái)這一領(lǐng)域的研究成果，探討亟待解決的重大問(wèn)題與應對途徑，并積極提出建議為政府有關(guān)部門(mén)制定或修訂相關(guān)的技術(shù)政策或技術(shù)標準提供參考依據，以期土建工程結構的安全性與耐久性能夠更好地適應我國現代化建設的需求，適應我國經(jīng)濟轉型后面向市場(chǎng)經(jīng)濟的需求。

　　會(huì )議收到論文報告58篇并印發(fā)了文集，有140人參加會(huì )議，在第一天的大會(huì )和第二天的分組會(huì )上分別有17位和26位專(zhuān)家作了報告，另外還安排了半天時(shí)間進(jìn)行自由發(fā)言和討論。會(huì )議氣氛熱烈，取得了預期的效果，不同觀(guān)點(diǎn)之間也進(jìn)行了較為充分的交流。

　　鑒于這一會(huì )議的論壇性質(zhì)，以下僅就會(huì )上提出的一些問(wèn)題及建議作一歸納，提交與會(huì )專(zhuān)家考慮并審議。

　　一、土建結構工程的安全性

　　結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質(zhì)量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規和技術(shù)標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關(guān)聯(lián)。

　　1.我國結構設計規范的安全設置水準

　　對結構工程的設計來(lái)說(shuō)，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個(gè)方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準，總體上要比國外同類(lèi)規范低得多。

　　1.1構件承載能力的安全設置水準

　　與結構構件安全水準關(guān)系最大的二個(gè)因素是：

　　1）規范規定結構需要承受多大的荷載（荷載標準值），比如同樣是辦公樓，我國規范自1959年以來(lái)均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤（現已確定在新的規范里將改回到200公斤），而美、英則為240和250公斤；

　　2）規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小，前者是計算確定荷載對結構構件的作用時(shí)，將荷載標準值加以放大的一個(gè)系數，后者是計算確定結構構件固有的承載能力時(shí)，將構件材料的強度標準值加以縮小的一個(gè)系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數設計方法（如我國的公路橋涵結構設計規范）中稱(chēng)為安全系數，體現了安全儲備的需要；而在可靠度設計方法（如我國的建筑結構設計規范）中稱(chēng)為分項系數，體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大，表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載（如結構自重）的分項系數分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和1.4；這樣根據我國規范設計辦公樓時(shí)，所依據的樓層設計荷載（荷載標準值與荷載分項系數的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設施等活載）和85%（對結構自重等恒載），而設計時(shí)據以確定構件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數有關(guān)）卻要比英美規范高出的10~15%，二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結構設計多根據發(fā)達國家的規范，就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說(shuō)明的是，在其他建筑物的活荷載標準值上，與國外的差別并沒(méi)有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類(lèi)型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同，比如鋼結構的差距可能相對小些。

　　公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類(lèi)似，除車(chē)載標準外，荷載分項安全系數（我國規范對車(chē)載取1.4，比國際著(zhù)名的美國AASHTO規范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數均規定較低。

　　盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類(lèi)工程的，這里的問(wèn)題主要在于設計墨守陳規，在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創(chuàng )新。

　　1.2結構的整體牢固性

　　除了結構構件要有足夠承載能力外，結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力，或者說(shuō)是結構不應出現與其原因不相稱(chēng)的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度，用來(lái)對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導致整棟樓的連續倒塌，也是房屋設計牢固性不足的表現。

　　1.3結構的耐久安全性

　　我國土建結構的設計與施工規范，重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周?chē)�水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少�；炷�土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠過(guò)于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來(lái)的危害，所以這個(gè)問(wèn)題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關(guān)的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著(zhù)低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結構構件承載能力的安全設置水準，在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。

　　2.調整結構安全設置水準的不同見(jiàn)解

　　我國結構設計規范的安全設置水準較低，與我國建國后長(cháng)期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關(guān)。但是，能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿(mǎn)足了當時(shí)的生產(chǎn)與生活需求，而且業(yè)已歷經(jīng)了較長(cháng)時(shí)間的考驗，這是國內土建科技人員經(jīng)過(guò)巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發(fā)生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致�，F在提出要重新審視結構的安全設置水準，主要是基于客觀(guān)形勢的變化，是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎，要滿(mǎn)足今后幾十年、上百年內人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結構如商品房屋則更要滿(mǎn)足市場(chǎng)經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來(lái)已對建筑結構安全度的設置水準組織過(guò)幾次討論，在如何調整的問(wèn)題上存在較大的意見(jiàn)分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見(jiàn)解：

　　1）認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的，并已為長(cháng)期實(shí)踐所證明，而國外就沒(méi)有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著(zhù)英美的高標準走；安全度高了是浪費，除個(gè)別需調整外，總體上不必變動(dòng)。

　　2）認為我國規范的安全度設置水準盡管不高，但在全面遵守標準規范有關(guān)規定，即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下，據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用，表明這些規范規定的水準仍然適用；但是理想的“三正常”很難做到，同時(shí)為了縮小與先進(jìn)國際標準的差距以及鑒于可持續發(fā)展和提高耐久性的需要，在物質(zhì)供應條件業(yè)已改善的市場(chǎng)經(jīng)濟條件下，結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。

　　3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風(fēng)險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個(gè)工程（特別是建筑工程）造價(jià)中所占的比重現在已愈來(lái)愈低，材料供應也十分充裕。過(guò)去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要，但決不是沒(méi)有風(fēng)險，如果規范的安全水準較高，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的有些安全事故本來(lái)是可以避免的，而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來(lái)的現代化社會(huì )服務(wù)，安全性上一定要有高標準。低的安全質(zhì)量標準在參與將來(lái)的國際競爭中也難以被承認，即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣，由于我們的施工質(zhì)量總體較差，結構的安全性依然會(huì )有差距。

　　3、結構設計規范的概率可靠度設計方法

　　自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來(lái)，我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法，從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法；其它的工程部門(mén)如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經(jīng)過(guò)國內科技人員努力后得以實(shí)施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范，在國際學(xué)術(shù)界內通常被看成是一種發(fā)展趨勢，但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著(zhù)名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法，至今仍采用多安全系數設計方法或稱(chēng)荷載抗力系數法。在我國，對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個(gè)行業(yè)的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來(lái)的做法，雖然工程設計界頗有微詞，但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流，不過(guò)仍不時(shí)有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見(jiàn)分歧。

　　對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見(jiàn)的專(zhuān)家認為這是重大的科技進(jìn)步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學(xué)、更合理，當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷，有待進(jìn)一步修改完善。持相反意見(jiàn)的人則認為，結構設計規范所面向的是類(lèi)型。