附錄Ｆ  可靠性風(fēng)險管理

F.1  一般規(guī)定

F.1.1  最新版國際標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》(ISO 2394:2015)把“風(fēng)險”的概念引入到結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中，ISO 2394所指“風(fēng)險”為所有不良后果的期望值，即定量計算一個事件的所有可能后果與相應(yīng)概率乘積的總和，是具體的量化計算結(jié)果，雖然現(xiàn)在我們還不能具體給出一個事件各種不良后果造成損失的大小，也無法計算“風(fēng)險”值，但“風(fēng)險”大小與“可靠度”是一種此消彼長的關(guān)系，因此可以對結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的風(fēng)險水平進行評估分檔。本標(biāo)準(zhǔn)首次增加了對結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計進行風(fēng)險評估的要求。

    根據(jù)實際情況，將結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計風(fēng)險等級分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四個等級，分別對應(yīng)“低風(fēng)險”、“較低風(fēng)險”、“可接受風(fēng)險”和“不可接受風(fēng)險”，等級密度劃分比較適中；其中C級對應(yīng)的“可接受風(fēng)險”等級是結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的最低要求，也是通常要求，結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的風(fēng)險水平一般達到C級即可。

F.2  可靠性風(fēng)險等級評估

F.2.1  根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)可靠性風(fēng)險水平有關(guān)的因素，選取了９個評估項目，每個評估項目分為I、II、III 、IV個風(fēng)險水平，結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中每個評估項目必居其一。

F.2.2~ F.2.5  提出結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計風(fēng)險等級評估方法：在審查結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙時，根據(jù)表F.2.1對每個評估項目確定其風(fēng)險水平（I、II、III 或IV），再根據(jù)９個評估項目中各風(fēng)險水平（I、II、III 或IV）所占比例對結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的風(fēng)險等級進行評估。

F.3  評估要求

F.3.1  各等級風(fēng)險高低是相對而言的，除非有特殊要求，一般只要達到Ｃ級即滿足結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計風(fēng)險要求。

F.3.2  對評估等級為Ｄ級的建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計，表明不符合可靠性設(shè)計要求，需要修改設(shè)計并進行重新評估，直至滿足F.3.1的要求。

附錄G  耐久性極限狀態(tài)設(shè)計

G.1  一般規(guī)定

G.1.1  確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限是耐久性設(shè)計的第一步工作。

G.1.2  構(gòu)件耐久性設(shè)計的目標(biāo)，控制在設(shè)計使用年限內(nèi)不出現(xiàn)耐久性極限狀態(tài)的標(biāo)志或限值。

G.1.3  本條提出耐久性設(shè)計的四項措施，木材的干燥等措施是典型的保證構(gòu)件質(zhì)量的預(yù)防性處理措施，構(gòu)件的涂層等是典型的表面防護措施，特殊環(huán)境下可采用陰極保護措施。

G.2  設(shè)計使用年限

G.2.3  如某些礦區(qū)的建筑物等。

G.3  環(huán)境影響種類

G.3.1  建筑結(jié)構(gòu)與其他工程結(jié)構(gòu)最明顯的差異就是可以區(qū)分室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境。

G.4  耐久性極限狀態(tài)

G.4.4  組合結(jié)構(gòu)中的勁性配筋的鋼構(gòu)件，可執(zhí)行Ｇ.4.6條的規(guī)定。

G.5  耐久性極限狀態(tài)設(shè)計方法和措施

G.5.2  耐久性的作用效應(yīng)與構(gòu)件承載力的作用效應(yīng)不同，其作用效應(yīng)是環(huán)境影響強度和作用時間跨度與構(gòu)件抵抗環(huán)境影響能力的結(jié)合體。對于缺少或者不存在這種規(guī)律構(gòu)配件（如木結(jié)構(gòu)的蟲蛀和腐朽），需要采取經(jīng)驗的設(shè)計方法。所謂經(jīng)驗的方法就是，從成功的結(jié)構(gòu)中取得經(jīng)驗，從失效的事例中汲取教訓(xùn)。

G.5.6  混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范基本采用這種設(shè)計方法。在考慮構(gòu)件抵抗環(huán)境影響的能力時，一般不考慮構(gòu)件裝飾層的有利作用，特定情況下可以適當(dāng)考慮其作用。

G.5.8  環(huán)境影響的不定性是指每一固定的時間段環(huán)境影響的強度會存在差異，充分考慮其不定性是指要選取最強時間段環(huán)境影響的強度作為基準(zhǔn)。構(gòu)件抵抗環(huán)境影響能力的不定性是指材料性能的離散性和截面尺寸的施工偏差等。

附錄H  結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性

H.1  一般規(guī)定

H.1.1  結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計是針對偶然作用的，偶然作用包括爆炸、撞擊、火災(zāi)、極度腐蝕、設(shè)計施工錯誤和疏忽等。爆炸、撞擊等是以荷載的形式直接作用于結(jié)構(gòu)的，而火災(zāi)和極度腐蝕是以降低結(jié)構(gòu)的承載力為特征的，雖然同是偶然作用，但作用的方式不同，設(shè)計中采用的措施和方法也不同。本附錄針對的是爆炸、撞擊等偶然荷載引起的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌問題。關(guān)于火災(zāi)和極度腐蝕，目前已有專門的設(shè)計規(guī)范，如《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50045，《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB/T 50467、《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB 50045等。設(shè)計、施工中的錯誤和疏忽是一個管理問題，應(yīng)通過提高設(shè)計和施工人員的技術(shù)水平和風(fēng)險意識及加強設(shè)計、施工中的檢查來解決。

H.1.2  偶然荷載有多種，不同偶然荷載的特性是不同的，對結(jié)構(gòu)的作用方式也是不同的，所以應(yīng)針對不同的偶然荷載采用不同的整體穩(wěn)固性設(shè)計方法。例如撞擊對結(jié)構(gòu)的作用是以點或面接觸的形式傳遞的，作用方向明確；而爆炸是以瞬間爆發(fā)氣體壓力的形式作用于結(jié)構(gòu)的，而且壓力是任意方向，氣浪過后是短時間的負壓。有時不同形式的偶然作用會同時或相繼出現(xiàn)，如爆炸引起的局部結(jié)構(gòu)損壞體又在爆炸力的作用下作用于結(jié)構(gòu)的其他部分，氣浪和損壞體的撞擊幾乎是同時產(chǎn)生的，上部樓層陽臺在爆炸作用下垮塌跌落對下部樓層的陽臺造成撞擊作用則是相繼作用，這些作用都比單個作用的破壞力大，需考慮其聯(lián)合影響，但不一定是時間上最大值的疊加，視情況考慮時間差。

H.1.3  本條從偶然作用屬性列出了對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性有影響的偶然作用類型，這些都是比較常見的，從風(fēng)險的角度考慮，在國際標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》ISO 2394:2015和歐洲規(guī)范《結(jié)構(gòu)上的作用—第1-7部分：一般作用—偶然作用》EN 1991-1-7:2006中，將針對這些偶然作用的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計稱為為風(fēng)險已知（informed）的設(shè)計。此外，歐洲規(guī)范EN 1991-1-7:2006中還提供了風(fēng)險未知的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計方法，即雖然不能明確可能的風(fēng)險源，但直接賦予結(jié)構(gòu)一定的抗連續(xù)倒塌能力。

本條列出的第1類偶然作用指的是具有一定客觀性質(zhì)的作用，自然作用決定于自然環(huán)境，與人的關(guān)系不大；人類活動引起的危險，如煤氣爆炸、粉塵爆炸、直升飛機降落等產(chǎn)生的作用與人的操作有關(guān)，但主觀上不希望發(fā)生而客觀上不一定能得到控制其發(fā)生或控制其發(fā)生的強度，在一定程度上也具有客觀的屬性。第2類偶然作用指的是主觀故意進行的破壞和人為制造的恐怖襲擊。第3類偶然作用是人的活動過程中的一種表現(xiàn)，與第2類偶然作用不同，非人故意所為，與人的知識結(jié)構(gòu)、工作能力、責(zé)任心甚至生理和心理等因素有關(guān)，其不利影響可以通過加強學(xué)習(xí)、明確責(zé)任分工、細心檢查等措施降低。

H.2  設(shè)計原則

H.2.1  如同結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中結(jié)構(gòu)選址要避開不利地段一樣，避免偶然事件的發(fā)生或減輕偶然作用的影響是保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性最簡單、最經(jīng)濟和最有效的方法。例如，對于有泥石流或可能會發(fā)生滑坡的地區(qū)，結(jié)構(gòu)要避開不穩(wěn)定山坡或堆積物一定距離；對存放危險品的地方，要根據(jù)相關(guān)規(guī)定將結(jié)構(gòu)建造在安全距離之外。如果不能完全避開危險源或避開距離不符合要求，要采取避免偶然荷載直接作用于結(jié)構(gòu)及減輕結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的措施，例如對可能發(fā)生泥石流或滑坡的山坡進行加固處理，對可能遭受撞擊的結(jié)構(gòu)采取防護措施等。

H.2.2  概念設(shè)計是不進行詳細計算、而是通過定性分析和判斷選擇受力明確、荷載傳遞路徑清晰的結(jié)構(gòu)形式和采取抗連續(xù)倒塌措施，需要針對結(jié)構(gòu)所處環(huán)境、可能會遭受的偶然作用、結(jié)構(gòu)用途和結(jié)構(gòu)形式等從多方面考慮。如果結(jié)構(gòu)概念設(shè)計得當(dāng)，將會收到事半功倍的效果。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計方案存在缺陷，即使構(gòu)構(gòu)件的承載力再高結(jié)構(gòu)整體也未必具有較高的穩(wěn)固性，經(jīng)濟上也不一定合理，效果是事倍功半。如同先天有缺陷的兒童，不管花多少錢后天的治療也難以達到正常兒童的健康水平。

H.2.3  使結(jié)構(gòu)具有較高的冗余度是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，對于偶然荷載作用下結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計更是如此。與一般永久荷載和可變荷載作用下的情況（即持久設(shè)計狀況）不同，當(dāng)偶然事件發(fā)生時，保證結(jié)構(gòu)完全不發(fā)生損壞是不現(xiàn)實的，設(shè)計上也是不經(jīng)濟的，而是允許結(jié)構(gòu)在一定范圍內(nèi)發(fā)生一定程度的破壞，一方面發(fā)生局部破壞使偶然作用的能量會得到釋放，另一方面，結(jié)構(gòu)的其他部分得到保護，經(jīng)過對破壞的局部區(qū)域進行修復(fù)，結(jié)構(gòu)整體可恢復(fù)到初始狀態(tài)。關(guān)鍵是局部破壞后結(jié)構(gòu)能夠保持整體穩(wěn)定，不致因發(fā)生局部破壞而整體倒塌，在這種情況下，結(jié)構(gòu)局部破壞后的荷載替代傳遞路徑是主要問題。

H.2.4  對結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接的變形性能提出了要求。偶然荷載的特點是雖然量值很大，但持續(xù)時間非常短，這樣只要結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接具有良好變形能力和延性，通過替代荷載路徑實現(xiàn)局部破壞部分承擔(dān)的荷載向剩余結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，從而使結(jié)構(gòu)度過偶然荷載的短暫作用而不倒塌。

H.2.5　關(guān)鍵構(gòu)件是對保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性起主要作用的構(gòu)件，如柱、轉(zhuǎn)換梁等；非關(guān)鍵構(gòu)件是對保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性起的作用小的構(gòu)件，如一般的梁等。設(shè)計中需考慮關(guān)鍵構(gòu)件抵抗偶然作用的能力或?qū)﹃P(guān)鍵構(gòu)件進行保護。

H.2.6  關(guān)鍵構(gòu)件能夠承受規(guī)定的偶然荷載或采取了防護措施就意味著結(jié)構(gòu)滿足了整體穩(wěn)固性要求，因為偶然荷載的隨機性很大，超過規(guī)定值的可能性依然存在，超過保護措施提供的保護能力的可能性也依然很大，在這種情況下要考慮關(guān)鍵構(gòu)件失效后的局部破壞問題，控制局部破壞的程度和范圍，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生與起因不成比例的連續(xù)倒塌。

H.3  設(shè)計方法

H.3.1  一般永久作用和可變作用下結(jié)構(gòu)的設(shè)計程序是概念設(shè)計、計算分析和構(gòu)造處理，而在結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計中，概念設(shè)計和構(gòu)造處理往往比計算分析更為有效和重要。這是因為：①本附錄考慮的偶然荷載，如爆炸、撞擊，不確定性很大，即使計算方法是精確的，分析結(jié)果也未必是準(zhǔn)確的，設(shè)計采用的荷載值只是一個協(xié)議值；②結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)難以準(zhǔn)確計算，特別是結(jié)構(gòu)局部區(qū)域進入非線性狀態(tài)后。有些結(jié)構(gòu)設(shè)計本身就難以做到精確的內(nèi)力計算，例如砌體結(jié)構(gòu)。對于砌體結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁、加強結(jié)構(gòu)不同區(qū)域的聯(lián)系對于保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性比計算更有效，

本條所提的結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計方法是廣義概念上的設(shè)計方法，只要對保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性有效，都可以采用?？刂剖录▽儆趶脑搭^上降低結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌風(fēng)險的設(shè)計方法，例如對于住宅，通過安裝天燃氣泄露報警器使泄露的天燃氣濃度達到臨界濃度之前即得到控制，避免爆炸事件的發(fā)生；對于有粉塵的工業(yè)廠房，通過設(shè)計良好的通風(fēng)系統(tǒng)降低粉塵濃度，避免燃爆事件的發(fā)生。抵抗特定荷載法是通過設(shè)計使結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有抵抗偶然荷載的能力。替代路徑法是通過設(shè)計使結(jié)構(gòu)在發(fā)生局部破壞后，能夠?qū)⒕植科茐膮^(qū)域的荷載轉(zhuǎn)移到其他完好區(qū)域的方法，如對于建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)因爆炸或撞擊底層失去一根柱后，其支撐的梁發(fā)生大變形，所承擔(dān)的重力荷載會部分轉(zhuǎn)移到臨近的柱和梁。減輕后果法是通過合理的設(shè)計使結(jié)構(gòu)在偶然作用下雖然不能避免發(fā)生局部破壞，但局部破壞的范圍得到控制從而避免結(jié)構(gòu)整體發(fā)生連續(xù)倒塌的方法，例如對于住宅，天燃氣是影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的危險源，如果設(shè)計時將廚房布置在靠近外墻的位置，則發(fā)生天燃氣爆炸事件后，高壓氣體迅速通過窗口或推開外墻得到釋放，主體結(jié)構(gòu)受影響較??；反之，如果廚房布置在靠近房屋中心的位置，當(dāng)爆炸事件發(fā)生后高壓氣體要從里向外宣泄，內(nèi)墻、外墻都會發(fā)生破壞，還可能影響主體結(jié)構(gòu)承載。另外，從降低燃氣爆炸后果的角度考慮，大窗口的墻比小窗口的墻更有利，高壓氣體容易通過窗口釋放而使墻體得到保護。

本條只是列出了幾種保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的設(shè)計方法，設(shè)計中還可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況采用其他的方法，要充分調(diào)動設(shè)計人員的主觀能動性，幾種方法也可同時采用。

H.3.2  本標(biāo)準(zhǔn)4.3.8規(guī)定了建筑結(jié)構(gòu)一般永久作用和可變作用下（持久設(shè)計狀況）的最低可靠度水平，按這一可靠度水平進行設(shè)計技術(shù)上是可行，經(jīng)濟上也是合理的。由于偶然作用的量值一般很大（偶然設(shè)計狀況），保證結(jié)構(gòu)具有同一般永久作用和可變作用下可靠度技術(shù)上是困難的，經(jīng)濟上往往也是不可行的?？紤]到偶然事件發(fā)生的概率畢竟很小，絕大部分結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用年限內(nèi)不會遇到偶然事件。所以允許偶然事件發(fā)生時結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部破壞，但在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件失效的情況下，局部破壞的區(qū)域仍有一定承載力及將部分荷載轉(zhuǎn)移到剩余結(jié)構(gòu)的能力，同時局部破壞不會引起剩余結(jié)構(gòu)的鏈?zhǔn)降顾挥绊懡Y(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。即當(dāng)偶然事件發(fā)生時，結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計的策略之一就是通過犧牲局部利益保全整體利益。

H.3.3  線性靜力方法、非線性靜力方法和非線性動力方法是復(fù)雜程度依次增大、理論上講計算精度依次增高的結(jié)構(gòu)分析方法。線性靜力方法和非線性靜力方法不能直接反映偶然作用及瞬間結(jié)構(gòu)體系改變產(chǎn)生的動力效應(yīng)，動力效應(yīng)需要專門進行考慮。美國國防部《建筑最低反恐標(biāo)準(zhǔn)》UFC 4-010-03和美國公共事務(wù)管理局《新聯(lián)邦建筑和大型城市工程連續(xù)倒塌分析和設(shè)計指南》規(guī)定，按線性靜力方法和非線性靜力方法進行分析時，局部破壞后的豎向荷載放大一倍。

試驗表明，結(jié)構(gòu)材料性能隨加載速度的提高而提高，這對于結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌是有利的，設(shè)計中考慮這一有利影響，減小了為保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性而額外增加的費用。

H.3.4  本標(biāo)準(zhǔn)3.2.2根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果規(guī)定了結(jié)構(gòu)的安全等級。結(jié)構(gòu)因整體穩(wěn)固性不足而發(fā)生連續(xù)倒塌的后果的性質(zhì)是相同的，即人身傷亡、經(jīng)濟損失、社會影響、環(huán)境影響等，故采用本標(biāo)準(zhǔn)3.2.2的安全等級對結(jié)構(gòu)進行整體穩(wěn)固性設(shè)計，但如H.3.2條文說明所論述的，偶然狀況的結(jié)構(gòu)可靠度水平與持久狀況的可靠度水平是不同的。

不管是哪一安全等級的結(jié)構(gòu)，針對整體穩(wěn)固性進行概念設(shè)計和構(gòu)造處理都是必要的，這是結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性設(shè)計最基本的原則，也是投入低而效果顯著的方法。安全等級為3級的結(jié)構(gòu)屬于不重要的結(jié)構(gòu)，倒塌產(chǎn)生的后果不大，只要求進行概念設(shè)計和構(gòu)造處理就能獲得必要的抗連續(xù)倒塌能力。安全等級為2級的結(jié)構(gòu)屬于量大面廣的結(jié)構(gòu)，進行概念設(shè)計、構(gòu)造處理并采用線性靜力方法進行計算，這樣既能夠在構(gòu)造上滿足結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的要求，設(shè)計計算也不復(fù)雜，與一般持久狀況設(shè)計的復(fù)雜程度是一致的。安全等級為1級的結(jié)構(gòu)倒塌破壞后果嚴(yán)重，對整體穩(wěn)固性的要求較高，要求進行概念設(shè)計、構(gòu)造處理和復(fù)雜程度不低于線性靜力方法的方法進行計算，當(dāng)線性靜力方法不能合理反映結(jié)構(gòu)的非線性特征或動力反應(yīng)時，再采用非線性靜力方法或非線性動力方法進行計算。

H.4  安全管理與評估

H.4.1  除通過設(shè)計使結(jié)構(gòu)具備規(guī)定的整體穩(wěn)固性外，在結(jié)構(gòu)使用中進行風(fēng)險和安全管理也非常重要，如避免在建筑物內(nèi)存放易燃、易爆物品，提高用戶的風(fēng)險意識，安裝易燃、易爆氣體泄露監(jiān)測裝置等，建筑物業(yè)主和有關(guān)管理部門對此都負有責(zé)任。

H.4.2　在設(shè)計使用年限內(nèi)，可能需要對結(jié)構(gòu)進行維修或加固。維修或加固一般是針對提高持久設(shè)計狀況承載力的，但如果將加固支撐設(shè)置在易于遭受撞擊的位置，當(dāng)支撐遭撞擊失去后，反而會使結(jié)構(gòu)被支撐構(gòu)件承受突然下沉產(chǎn)生的沖擊力。對于結(jié)構(gòu)用途改變的情況，更應(yīng)予以重視。一方面結(jié)構(gòu)改變用途后其風(fēng)險源的位置可能與原用途的結(jié)構(gòu)不同，另一方面改變結(jié)構(gòu)體系的加固方式可能會改變結(jié)構(gòu)