重新学习《要大幅度提高转自:建筑结构-公众号设计的安全度》一文有感
正值端午假期之际,惊闻中国工程院院士、清华大学土木工程系陈肇元教授于2020年6月25日10时46分在北京逝世,享年89岁。先生一生学术成就显著、治学严谨,受到业界的爱戴和尊重。作为师长和前辈,陈先生在转自:建筑结构-公众号届是家喻户晓的人物之一。虽然没有机会亲耳聆听先生对土木工程专业方向的学术教诲。但是,当看到先生仙逝的新闻时,立马回想起自己在早年刚入行时期,拜读先生在《转自:建筑结构-公众号》发表论文《要大幅度提高转自:建筑结构-公众号设计的安全度》(1999年1月)所留下深刻记忆,至今有些观点记忆犹新。与《转自:建筑结构-公众号》杂志社取得联系,要来这篇论文重新学习,记录下一段学习心得,以此作为一名晚辈对陈先生的致敬之情。
【编者按】中认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”,并主张“转自:建筑结构-公众号设计的安全度水平应该大幅度提高”的观点。【提要】中提到:“我国现行转自:建筑结构-公众号设计安全度标准已不能适应我们经济社会发展的需要,应大幅度提高”等观点令人发聩。
文章发表于1999年,是我国改革开放20周年之际,在我国经济建设取得一定成就,人民生活得到极大改善之际,对我国转自:建筑结构-公众号设计安全度标准的问题以一种非常急迫的语气提出,显得时不可待,刻不容缓!完全是一种亟待解决的语气。以这种措辞对学术问题的判断,在当时确实极为少见。当时,自己作为一名在转自:建筑结构-公众号设计行业刚入门的工程师而言,这个论断无疑对自己在学校所学的专业知识体系中带来一些颠覆性的认识,留下了非常深刻记忆,对自己未来在专业领域的探索也起到了很大的影响。
前言回顾总结了我国混凝土结构设计规范GBJ10-89与国外规范在安全度上的差别,主要存在以下问题:
(1)构造规定。指出低用钢量是我国结构设计标准的特色,比如,梁拉筋和柱压筋的最小配筋率比国外差不多低一倍以上。
(2)荷载的设计值与标准值偏低。比如,美国的楼层活荷载标准值平均比我国大50%;又如,设计钢筋混凝土楼层时,荷载设计值平均比英国、美国等发达国家偏低80%左右。
(3)材料的设计值与标准值偏低。比如,同样的材料,我国规定的材料强度设计值要比英国、美国的高,混凝土至少高5%~10%,钢筋至少高3%~6%。
(4)构件承载力计算公式的精确度。除了冲切承载力以外,各种承载力计算公式的安全度均比国外差。
上述对比分析认为,较低的安全度尚不至于影响结构抵御一般荷载的能力,但是对于非一般荷载以及偶发事件,会存在较高的结构失效概率。简而言之,即近年来所谓的抗连续倒塌研究,陈先生在20年前就已经高度关注。回首往事,方能理解在学术界,何谓“高瞻远瞩”的境界!
文章的第一个关注点:现行的转自:建筑结构-公众号设计安全度已不能适应国情需要。
当下特别是在一、二线城市,房价已经是20年前的数倍甚至几十倍的情况下,结构造价比例占比会更少。
自2008年5月12日汶川大地震以后,对凡是按照抗震规范要求进行抗震设计和建造的房屋,其抗震安全性方面经过大地震检验,证明具有安全保障,能满足小、中、大震的抗震设防要求。但是,在汶川、芦山地震震害调查中,出现大量非结构构件的损坏,比如:填充墙开裂甚至倒塌、吊顶散落、室内家具翻倒破损等,给企业、家庭均会带来巨大经济损失,也是难以承受的。
即要求设计安全储备大一些,对建筑物耐久性和使用寿命是有利的,现在很多大中型城市的“旧改”项目更加印证这个观点。很多上世纪八九十年代的住宅建筑,只有20~30年实际使用寿命,出现诸如:房屋质量低下、小区环境差等具体问题,面临不得不拆的局面。
当下社会,商品房已经成为老百姓主要住房来源的现实情况下,更加希望自己所住的房子能结实些是一个最为基本的要求,谁也不希望自己的住房在正常使用期间出现房屋质量问题。
现阶段,主要的建筑材料除非特殊原因,基本不存在无货可供的原因,且建筑材料价格趋于合理,和前30年比较,有了很大的改善,已经不是制约房屋建筑建造的主要矛盾。
文章的第二个关注点:关于转自:建筑结构-公众号的抗震设计标准
文中提到,我国不少从事设计和研究的工程技术人员往往习惯于为转自:建筑结构-公众号挖潜力,而不习惯为转自:建筑结构-公众号提高质量。这段话今天再看,依旧令人精神一振!反思作为一个结构人,自己的核心竞争力究竟体现在哪些方面?扪心自问,在自己的职业生涯,是否有文中所提到的境遇?行业环境的发展不由个人左右,但是每个从业人员,确实有责任如陈先生所说,应将自己的工作重点放在如何提高转自:建筑结构-公众号质量的方向上来,还是将来相当长一段时间需要亟待改进的重要任务之一!
文中提到:地震设防标准应该与投资相适应,设防标准应由业主来确定。将“小震不坏”的抗震原则改为“中震不坏”,可能对国家、对震区人民都更有利。这段描述是否可以理解为时下所采用的“抗震性能化设计”思想一脉相承?
(1)明确大幅度提高我国转自:建筑结构-公众号设计的安全度水平。
【后记】本来有关学习心得的反思到此为止,但是,无意中看到陈先生对于这篇文章后续写了一篇类似“豆腐块”小短文的补充——《关于安全度一文的补充说明》(1999年8月),更加体现陈先生学术严谨作风,特别是对学术观点倡导“百家争鸣、百花齐放”的积极心态,学术问题可谓不辩不明。
短文中提到“… …一些专家意见,有许多看法与笔者截然相反,相信读者从这些报导中可以客观地看到不同的认识和见解”。作者对来自各方面的意见坦然接受。
另外,对自己所写的论文中对抗震设计“小震不坏、中震可修”原则提出质疑的几句话自认为不合适,由于客观原因,未能及时修改予以了解释说明。对于文章题目中冠以“转自:建筑结构-公众号”认为不妥,只是涉及到混凝土结构。
从这篇小短文的补充说明中,可见先生对学术真理的追求和虚怀若谷的心态。
今天,回首再看,文中提到的几个方面,在现行的规范中大部分都已经得到落实和具体实施,比如:性能设计、荷载分项系数、材料强度、连续倒塌设计等方面,无论理论和实操层面,在近20年的转自:建筑结构-公众号行业的历程中,均得到长足发展,文中很多学术思想都逐一落实,体现了陈先生高瞻远瞩的学术思想。
作为后辈,在新冠病毒尚未完全消除,国际形势愈加复杂的情况下,作为一名抗震工作者,应更加努力,继承前辈严谨的学术思想,建造更加坚固的房子,提高城市抵御大震整体能力而继续奋斗!
注:以上仅代表个人观点,谨以此文纪念陈先生,感谢陈先生为土木工程界所做出的卓绝贡献。若有不妥之处,请各位同行斧正。
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