结构成本降低会导致结构安全度下降吗?

前言


结构可通过多专业联动、方案优化、精细化设计剔除虚高、无效、甚至可能有害的成本,优化后的结构安全度是可控的,安全度不一定降低,反而有可能提高。


1

  结构破坏总是发生在最薄弱的部位,提高结构安全度应针对这些薄弱部位进行加强。在已经很强、不需要加强的部位再进行加强是没有必要的,因为这些部位不论你再增加多少安全储备都不能提高结构整体的安全度,除了浪费成本之外还可能对结构有害。


  这部分多余的安全储备属于无效储备,增加的成本属于无效成本。当不利作用出现时,无效加强的结构依旧会在薄弱部位破坏。


  这个道理同“木桶原理”相似,不增加短板长度,盲目增加长板长度对提高木桶蓄水能力无济于事。


2

  除了“木桶效应”外,构件设计还存在“边际效应”,即当配筋达到一定数值时,再增加配筋不能提高构件的安全度,此时再增加配筋是毫无意义的,如配筋率超限,剪压比超限,轴压比超限,等等。


3

  另外,在抗震设计中特别强调延性设计。


  延性设计认为, 强震是不可硬抗的,强震时地震力可能是设计值的几十倍甚至上百倍,在强震下没有安全储备,一切构件都是可能破坏的,延性设计却可以通过控制构件破坏的先后顺序和结构整体破坏形态达到减少地震伤害的目的,即以柔克刚。


  因此如果是为了抗震的话,更没有必要无限加大设计了,因为你加了再多也是无效的,该坏时一样会坏,到不如把重点放在控制结构破坏形态上来,通过适度配筋保证结构延性,那样反而更能保证安全。


延伸阅读用钢量大了反而不安全的实例分析

4

总体来说,优化设计对结构安全度的影响如下:





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