建筑物的重要性与经济性.pdf

实验与研究 建筑物的重要性与经济性 Th e i mp or t a n c e a nd e c o n o m i c a l e ffi c i e nc y o f b ui l d i n g 徐立杰 王振江 ( 煤炭工业济南设计研究院有限公司 ，山东 济南 2 5 0 0 3 1 ) 摘 要：建筑物的重要性和经济性是工程建设投资和建筑结构设计中一对相互矛盾而又相互关联的问题，从投资方尤 其是一些注重追求利益的业主的角度来想，建筑物只要满足功能要求，越经济越好 ；而从结构设计师的角度来看，则需要 让建筑物更加安全耐用。如何合理的调配这两方面的矛盾是 目前结构设计师面对的一个非常棘手的问题。本文结合现实的 自然灾害阐述了结构设计时应重视建筑物的重要性 ，提 出了处理建筑物的重要性和经济性的关系的几点控制办法，希望在 满足经济性要求的前提 下，尽可 能的提 高结构 的抗 倒塌能力 ，增强结构的整体性 能和安全性能 ，使结构更安全 ，确保 国民 的生命 、财产安全 。 关键 词：重要性 ；经济性 ；抗倒塌 A b s t r a c t ： Th e i mp o r t a n c e a n d e c o n o mi c a l e ffic i e n c y o f b u i l d i n g a r e c o n t r a d i c t o r y a n d i n t e r r e l a t e d i s s u e s i n t h e c o n s t r u c t i o n i n v e s t me n t a n d c o n s t r u c t i o n F r o m t h e f o c u s p o i n t o f s o me i n v e s t o r s t o t h i n k ， e s p e c i a l l y t h e p u rs u i t o f t h e i n t e r e s t s o f t h e o wn e ，j u s t f u nc t i o na l r e q ui r e me n t s ofb ui l di ng s a r e me e t ，t he m o r e e c ono mi c t he be t t e r F r om t he a r c h i t e c t S poi nt o fvi e w ，bu i l d i n g s s hou l d be ma k i n g mo r e s a f e a nd d ur a bl e H o w r e a s on a b l e a l l o c a t i o n of t he c on t r a di c t i on b e t we e n t h e s e tw O a s p e c t s i s a ve r y d i ffic u l t pr o bl e m t h a t t h e a r c h i t e c t a r e f a c i n g The i mp or t a nc e o fbu i l d i ng whi c h s ho ul d b e pa y m o r e a t t a i n i n t he s t r uc tur a l de s i g n a r e d e s c rib e d i n t h i s p a pe r ， a n d c o n t r o l me t h o d s a r e p r o p o s e d t O d e a l wi t h r e l a t i o n s h i p s o f t h e i m p o r t a n c e a n d e c o n o mi c o f b u i l d i n g Re s i s t a n c e t O t h e c o l l a p s e o f t h e s t r uc t ur e i s i mpr o ve d a s f a r a s po s s i b l e ，a nd t he ov e r a l l pe r f or ma nc e of t he s t r u c t u r e a n d s a f e t y p e r f or ma nc e a r e e n ha n c e d，t o m a ke t h e s t r u c t u r e mo r e s e c u ri t y a n d e n s u r e t h e l i v e s o f c i ti z e n s a n d p r o p e r t y s a f e ， wh i c h a r e h o p e d a t t h e p r o mi s e o f me e ti n g t h e e c o n o mi c r e q ui r e m e nt s K e y wor ds： i mp orta nc e ； e c ono mi c a l e ffic i e nc y； r o bus t ne s s 中图分类号：T U3 1 8文献标识码 ：B文章编号 ：1 0 0 3 8 9 6 5( 2 0 1 0 )0 6 0 0 8 1 0 2 建筑物的重要性和经济性是工程 建设投资和 建筑结构设计 中一对相互矛盾而又相 互关联的问 题 ，通常重要性等级高的建筑物 的投资要高 ，也 就是其经济性要差；相反不太重要的建筑 物投资 相对要低 ，也就是其经济性好些。从投资方尤其 是一些注重追 求利益的业主 的角度来想 ，建筑物 只要满足功能要求，越经济越好 ；而从结构设计 师的角度来看 ，则需要让建筑 物更加安全耐用。 如何合理的调配这两方面 的矛盾是 目前结构设计 师面对的个非常棘手的问题。 对于业主的经济性要求，结构设计 师不得 不 重视 ，毕竟市场经济的大环境下 ，能接到任务 不 容 易，于是就会想尽办法去省钱 ，但是往往又怕 审图通不过 ，就死卡着 国家规范规定的最低 限进 行设计 ，这样 既能满足业主 的要求，又能通过审 图的审查。并认 为如果满足规范要求，出了问题 就不用 自己负责任 ，这是 当今结构设计 中一种非 常现实而又具有相 当普遍性 的做 法。然而这样 的 结构设计师不是一个合格 的结构师 ，更不是有责 任心的结构师。因为规范的取值是过去的经验或 实验数值 ，没有考虑未来 的发展变化 因素，更没 有针对建筑物的重要性进行设计。 众所周知，近年来，中国人民一次次面对 自 然灾害的洗礼 ， 以血 肉之躯抗击着大 自然的残酷。 2 0 0 8年初南 方冰 雪灾害 ， “ 5 1 2 ”汶川 I 大地震 ， 2 0 0 9年冬 天北方特大暴雪，2 0 1 0年青海玉树地震 自然灾害无情地摧残着我们的人 民，人员伤 亡、财产损失及一系列次生影响，所造成 的损失 是无法用数字来简单描述 的，带给我们 的是永远 无法愈合的伤痛 ，留给我们的是深深的反思。 2 0 0 8 年汶川 I 地震后，国家对 建筑抗震设计 规范立即进行了调整，出了G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 1 的 2 0 0 8年版 ，经过两年 的整理和完善，最 近又发行 了新版 建筑抗震设计规范 ( GB 5 0 0 1 1 2 0 1 0) 。 对建筑结构的抗震性能和抗倒塌性能要求做 了相 应的提高。 其实回顾一下中国近几次的规范调整， 81 实验与酮究 表 1 近两年大地震伤 害统计表 名称 时间 地点 震级 死亡人数 中国汶川地震 2 0 0 8年 5月 1 2日 四川汶川县 8 0级 6 9 2 2 6人、失踪 1 7 9 2 3人 印尼苏 门答腊地 震 2 0 0 9年 9月 3 0日 印尼苏门答腊岛海域 7 9级 1 1 1 5人死亡、近 2 1 0人 失踪 海地地震 2 0 1 0年 1月 1 2日 海地 7 3级 约 3 O万人丧生 智利地震 2 0 1 0年 2月 2 7日 智利康塞普西翁省 8 8级 8 0 2人死亡 每一次都 对结构设计 的重要性安全性提高要求， 而这正取决于 中国国民经济 的增长和富强，也就 是说在国内现在正是经济决定安全 ，经济性要先 于重要性。然而我们 的国人、我们 的同胞却一次 次的要面 临着灾害带来的痛苦。也有人说 天灾属 于不可抗 力，遇到了只能认倒霉 ，可是看一下短 短两年内发生在世界各地的几次大地震所造成的 人员伤亡 数据 ( 见表 1)，就 可以看 出天灾并非 不可抗的。 然而针对 目前 的国民经济情况，要求所有建 筑物 的安全重要性等级都得到提高也不太可能， 如 何处 理 建 筑物 的 重要 性 和经 济 性 的 关系 ，我 认 为可 以按如下几点进行控制 。 1) 应对使用人员多、有重要财产及设备 的建 筑物进行区别对待，也就是首先要满足 建筑工 程抗震设防分类标准 的要求 ，对需要重点设防 的建筑物做相应 的计算抗力提高和构造措施的加 强。也就是说对建筑 物的全部性能都要提高 ，也 就是重要工程重要对待。试想发生倒塌的如果是 普通仓库 ，物资不是很重要，倒塌后可 以重 建， 不会造成 太大的经济损失 但如果是人员众多或 物资、设备重要 ，损失将无法估量，要么会 引起 巨大的间接损失 ，要么会造成无法用经济价值来 衡量的人员伤亡。因此设计 必须根据建筑 物的重 要性，适当考虑将荷载规范的荷载取值进行放大 或缩小。 2) 对建筑物的重要部位进行加强， 俗话说 “ 好 钢用在刀刃上”，在经济条件受限制 的情况下 ， 可 以把次要部件削弱，把主要构件加强 ，也就是 通 常所说的 “ 强柱 弱梁、强剪弱弯、强节点弱构 件 ”。拿一个框架结构来说 ，如果梁、板 出现破 坏那仅仅是局部破坏 ，损失不会太大 ；而如果柱 出现破坏 ，将会是致命的。也就是说要保证构件 间的可靠连接 ， 充分发挥各个构件承载力的关键 ， 加强构件间的连接构造 ，使之能够满足传递地 震 力时的强度要求和适应大地震时大变形的延性要 82 求。混凝土结构 的重点部位如柱 底、柱项抗剪、 节点区、转换构件、预制构件 的搭接等；钢结构 的重点部位如桁架 ，网架的支座、螺栓、节点等； 砌体结构 的圈梁、构造柱 的设置等 ；都应该得到 足够 的加强 ， 避免一个部件的破坏形成整体破坏 ， 使其余构件失去其应有的承载能力。 3) 不能死卡规范最低限，要充分考虑偶然荷 载的破坏 ，如 2 0 0 7年冬天南方雪灾 ，雪荷载大多 超 出规范数值 ，然而国家的生命 线一高压输 电线 路却 因雪荷载考虑不够导致南方失去动力，可以 想象没有 电，我们 的生活会变成什么?经济损失 可想而知 ，直接与间接损失更是无法想象。但是 由于经济性 的限制 ，偶然荷载的作 用又不能考虑 的太多，因此首先要做到的是建筑 物的抗倒塌概 念设计 ，使结构在超载 的作用下不至于发生整体 性 ( 毁灭性 )的破坏。设计 时要从抗倒塌的角度 选择合理 的结构方案 ，进行合理 的结构布置 ，以 提高结构 的整体性和抗倒塌性能 ，做到 “ 大震不 倒 ”。 综上所述 ，结构设计一定要在保证业主经济 性要求的前提下， 重视建筑物的重要性和安全性。 尽可能的提高结构的抗倒塌 能力 ，增强结构的整 体性能和安全性能，使结构更安全，确保 国民的 生命、财产安全。 参考文献 【 1 汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思 中国建筑工业出版社 徐有邻 编著 【 2 1 建筑抗震设计规 范 ( 2 0 0 8 年版 )G D 5 0 0 1 1 2 00 1 【 3 】 建筑结构的抗地震倒塌能力一汉川地震建筑震害 的教训 叶列平、曲哲 、陆断征、冯鹤 【 4 】 建