回首过往的清华岁月，我在土木工程系近65 年的工作中，除教学外的大部分时间都花在科研上。从20 世纪90 年代中期开始，我的体力已不允许我继续工作在需要繁重体力的实验室，所以我开始将主要精力转移到分析国内土建结构工程的安全性与耐久性现状及其存在的严重问题，并研讨混凝土结构安全性与耐久性的设计方法，推动国内工程界对结构耐久性的研究，并多少引起了相关部门对这个问题的关注。

工程结构的安全性、耐久性和适用性，最后都体现在它的使用寿命上。我对结构工程领域的长期研究使我逐渐领会到结构实际使用寿命问题的重要性。一个建筑物主要由承重的结构、非承重的建筑部件（如门窗、隔墙等）、建筑设备（如水暖电等装备）三部分组成。建筑部件和建筑设备的使用寿命一般较短，但能够定期更换，唯独建筑结构（包括梁、柱、承重墙、基础等）坏了，就较难置换。因此一个建筑物的使用寿命，主要取决于主体结构的寿命。

新中国成立前和新中国成立后不久在上海和北京等城市正规设计建成的房子，除非被人为拆除的，其他到现在基本上都保存完好，而1954 年以后盖的房子则多已破旧不堪，有的甚至不到30 年就要大修，较少有不需大修就能使用超过50 年的。至于露天的桥梁，寿命就更短了。

必须要指出，所谓一般建筑物的设计使用寿命是50 年，并不是到了50 年就该拆除，而是在一般的日常维护或小修条件下，究其群体来说至少应有95％的房子到了100 年也不需要大修。也就是说，设计使用寿命是含有安全系数或保险系数的，这个系数在国际上都定为2 左右。正如我们见到的那样，其他国家按50 年设计使用寿命的房屋结构基本可用100 年，可是到了我们这里就做不到。这样，老百姓承受不起，再说我国资源有限，国内一些地方现在连砂石供应都感到困难。所以延长建筑物的使用寿命，应该就是现在大力提倡的所谓要建“绿色建筑”的首要要求。可是我们现在照抄外国的“绿色建筑”说法，却在绿色建筑中不提使用寿命要求。殊不知国外的建筑结构设计标准要比我国高许多，建筑物的使用寿命问题早已解决，所以他们可以将建筑物使用寿命排除在绿色建筑之外，而我国恰好相反。

既然建筑物使用寿命是其结构安全性、耐久性和使用性能的综合体现，所以首先要提高结构的安全性和耐久性。解决这个问题必须从提高我国的设计规范要求和树立人们对设计规范的正确认识着手。

我国的结构设计规范存在许多认识误区，并且已经给新中国成立后和近年建成的土建工程带来众多隐患。其中之一就是不顾社会经济发展的现实和需要，在现代化建设中固守过去备战、备荒年代里的工程结构设计在安全性和耐久性上的低标准，用来打造现代化的土建工程。结构的安全性无疑最为重要，它失效的后果就是建筑物的塌毁与家破人亡。结构的耐久性是结构能够抵抗环境作用的能力，如雨水、冰冻、空气等正常大气作用和接触含有盐、酸等有害化学物质的水、土和大气的侵蚀作用。耐久性的失效就是结构使用寿命的终结。

对于结构安全性，可以先回顾一下近年的地震灾害。例如，四川汶川县发生8.0 级特大地震，波及四川、甘肃、陕西等10 个省市，受灾面积超过40 万平方千米，遇难和失踪人数分别达到近7 万和1.8万，600 多万间房屋倒塌，其中多数是砌体-木屋盖建筑和砖混建筑，还有少量的钢筋混凝土框架建筑。房屋倒塌是地震造成人员伤亡的最主要原因，提高工程结构的抗倒塌能力，是我国急需解决的问题。

在各种灾害发生后，能够全力动员各种力量轰轰烈烈地进行抢险救灾，但也不能忽视对将来可能遭受的地震预测。如果像有的国家那样，对于可能发生大震的城市进行不定期的群众性地震演习来提高人们对灾害的警惕和了解逃生方法，在我国又怕会引起人心惶惶，不利于社会稳定。

本来一个建筑物需有怎样的安全性水准，应由设计人员根据业主的具体需要共同商定，而设计规范规定的要求本应是国家为保障民生的“最低限度要求”。可是现在的设计单位仍往往按规范的最低限度要求进行设计，无疑会损害到一些工程的质量。现在的住房和室内财产都已基本属于私有，而建设部和国家计委（即国家计划委员会，现为国家发展与改革委员会——编者注）1989 年发布的《新建工程抗震设防暂行规定》明确提出，“各部门、团体和个人不得随意提高或降低”规定的设防烈度，这一规定“暂行”到今天仍未见明文废除。如果设计者只能按强制规定的设防烈度设计，而业主要求更高的安全标准不被允许，万一强度超过设防烈度的地震来了，个人房产损失了，则“暂行规定”的主管和制定部门是否从法律和道义上都应承担责任？令人百思不得其解的是，为何规范的主管部门总是不肯明示规范中的要求只是最低要求，而业主和设计人员理应按照工程的实际情况和需要，有不少是须按高于规范最低要求的标准进行设计的。

设防烈度和规范的制定部门可能会辩称他们制定的设防要求还是合适或基本合适的，但问题就在规范中的“大震不倒”是相当模糊的概念。所谓“不倒”是一个都不能倒，还是允许到多大比例就可算不倒？反正房子已经倒塌了，是设计规范的低标准问题，还是设计或施工质量问题，往往很难说清楚。作为相关单位，除非牵涉到的问题实在太大而难以掩饰，为维护本部门的权威或声誉，不免自以为正确。可是无法否认的事实是，我国按规范要求正规设计的建筑物在地震作用下的倒塌比例要远远大于其他国家。即使有施工质量缺陷的原因，那么设计规范的主管部门在制定安全标准和要求时，是否就可以完全不考虑在当今社会和经济的历史转型期内所产生的管理上的欠缺，还有现场施工的广大工人其实是未经业务培训的农民兄弟，所以更应适当提高安全性要求。

社会进步了，除了更要保障人民生命安全外，还要照顾到地震造成的经济损失。在国外的几次地震中，虽然建筑物倒塌很少，但经济损失巨大。1976年唐山地震由于经济尚不发达，直接经济损失60 亿元人民币，而1989年美国加利福尼亚州的Loma Prieta 地震，死了3 人，直接经济损失达100 亿美元；1994 年美国Northbridge地震，死了61 人，经济损失300 亿美元；1995 年日本阪神地震，死了5250 人，经济损失约1400 亿美元。几年前，台湾省的一个土木工程专家送我一个光盘，记录了Discovery 电视频道放映过的由专业人士完成的一部片子，模拟美国纽约万一遭受大震时的惨状。我们的政府部门是否也可赞助设立一个研究项目，模拟现在的北京如果重遇1679 年康熙统治时曾遭受过的那样8 级大震会成为什么样子。据记载，那次大震的震中离北京城中心仅几十千米，城垣坍毁无数，宫殿民居十倒八九。这个问题或许并非妄想，因为上次大震距今已有300 多年，谁也无法证明地震能量的积累不可能再次爆发。这种科学的形象模拟情景或许可以提高我们和各级政府的决策领导部门对地震预防重要性的认识，能够更多地着眼未来，不局限于眼前个人和部门的得失。对待地震要像对待疾病一样应该重在预防。当然，预防和救灾两者都要做好，不能偏废。

房屋结构安全性的另一方面，是结构在人员、设备重量和风雪荷载等“一般荷载”作用下不致破坏的能力。我国早期的房屋结构设计标准是学习第二次世界大战后的苏联规范得来的，它适应当时饱受战争重创的苏联为迅速恢复重建的急需，在结构设计的安全性设置上采用低标准，这也符合我国新中国成立后的政治经济情况。可是50 多年来，这种低标准在国内的规范中基本上没有变化，现已完全不能适应当前国情。

形势的主要变化有三点：第一，结构的造价在整个建筑物中所占的比例越来越低，如果多放一些钢筋，将房子设计得结实些，增加费用极其有限。至于大城市内的高档房，甚至可忽略不计。第二，出于可持续发展的需要，建造建筑物需要的砂、石、水泥等都来自不可再生的有限资源，生产水泥、钢材等材料既消耗能源又造成各种污染，所以延长结构的使用寿命、提高结构的耐久性，是节约资源和保护环境的具体体现。第三，房屋建筑已成为商品，这也许是最重要的变化。老百姓买房总是希望房子越结实越好，何况提高结构的安全性并不会过多增加费用。

清华大学有一个家属区，盖好后有的住户自搞内部装修，铺设了较厚的地面砖，居然会将钢筋混凝土楼板压裂，结果只能被勒令拆除地面砖。如果将楼板设计得结实一些，即使将楼面使用荷载的设计值比现有标准提高50%，也只需在楼板里多放几根钢筋，每平方米增加的费用用不了几元钱，多花一点小钱，有个结实牢靠的楼板，能让用户住得放心，用得更随意，这又有多好。

结构承载能力的安全性主要取决于设计时取用的荷载标准值和赋予的安全裕度。我国结构设计规范对房屋建筑中的楼板能够承受的使用荷载在新中国成立后一降再降，从20 世纪50 年代末的“大跃进”至今，按我国设计规范规定的每平方米楼板在考虑了安全裕度以后所能承受荷载的能力，对商场、戏院等公共场所楼板的要求只有欧美等国家要求的60％左右，对办公室、宿舍等的要求只有国外的45％，仅在2000 年以后提高到62％ ；尤其是房屋中的公用楼梯、通道及阳台等有可能在紧急情况下出现极度和需要逃生救援等场所的楼板，与国外相差达一倍以上。又如公共场所的栏杆，人员拥挤时能承受的水平方向推力低到只有国外要求的1/3。

安全事故往往由多种因素凑在一起造成，豆腐渣质量及各种天灾人祸常是直接原因或主要诱因，但也往往隐藏其他因素。可是我国对于处理工程事故的常规做法，就是局限于追究事故责任人的责任。如果是自然灾害，谁也没有责任，极少进一步分析深层次的技术或管理的原因，并及时反映在技术规范或管理规章的修改上；如果是人祸，处分有关的责任人员以后也就完结，于是等来的是下一次的类似事故继续上演，所以很难根治。

这些问题的原因与技术规范的作用在我国严重错位有关。由于技术规范被视作技术人员的“法律”，当出现工程质量安全事故时，有关的行政管理和行政执法部门就以是否符合技术规范的规定作为是非依据。当告到法院时，法院对于属于民事纠纷的这类诉讼，也多参照技术规范作出判决。这就奠定了技术规范至高无上的地位。凡是满足规范要求的都没有错，凡是规范没有规定和提出限制的，各种偷工减料的技术措施都敢做。在工程质量安全事故面前，技术规范既然作为裁判，怎能与事故发生干系？更谈不上规范还要通过事故教训来提高自己的水平。其实不少事故的发生就与规范内容与规范管理上的缺陷有一定关系，单纯用技术规范的要求来判断工程事故责任，甚至有时可能颠倒是非。

我曾多次向政府部门和设计规范的编制部门呼吁要提高设计规范中低安全度要求，并建议设计规范宜逐步转交给学会和协会编制，并由政府委托的专设机构批准，这样也有利于精简政府机关人员，但至今未能如愿。1999 年7 月26～27 日，建设部标准定额司在京召开了两天会议，到会的有副部长、部总工程师，各地大设计院部总工及高校和科技部门的专家共45 人，专门讨论结构安全度设置水准问题，会上几乎全部人员都认为当时设计规范中的可靠度可以保证结构安全，出现的质量事故与可靠度无关，会上持明确反对意见的仅有我与刘西拉教授两人。我是一直反对用可靠度来衡量结构的安全度，如果用可靠度来衡量，我国的结构与美国结构的可靠度几乎相同，但用安全度衡量，那就差好远了，几乎要低40%。安全度用安全系数表示，如安全系数是2，就能直截了当地表达大概可承担两倍的设计荷载；而可靠度β 对于1.8，恐怕没有多少人能够说出结构有多可靠的概念来。这次会议所定的调子的不良后果显而易见，等待我们的将是低安全质量的建筑结构继续修建。

进入21 世纪后，混凝土结构设计规范在安全度设置水准上总算有了一些提高，只是提高得很不够，而且规范要近十年才修改再版一次，实在太慢，跟不上建筑技术的快速发展，所以反过来可能会成为新技术发展的阻力。

我期待在有生之年，尚能见到技术规范的编制与建筑工程管理制度会有一个根本性的改变。

回顾在清华大学工作的65 年，我能够在科研上取得些许成绩，最主要的一个原因是能够紧跟工程建设的发展需求并预估到需求的所在；另外，在工作中我可能比一般人要多花些力气。从事工程技术而非单纯从事理论探索的人，还是更要紧跟所处时代的需求。

本文由王芳摘编自陈肇元著《陈肇元自传——我的土木工程科研生涯》（科学出版社.2016.8）一书第十四章。

ISBN  978-7-03-049518-1

作为中国工程院院士，陈肇元长期从事爆炸、撞击作用下防护结构性能与设计方法的理论与实验研究以及混凝土结构性能的研究，并取得系统成果，许多纳入国家设计规范或用于重要工程，在研究推广现代高强、高性能混凝土技术和土钉支护技术，并编制相应结构设计施工规程的工作中也取得显著成绩。

本书由陈肇元院士自述，按照时间顺序对陈院士的成长、学术贡献以及研究成果进行了记录、梳理和再现，汇集了集文字、图片在内的历史文化资料，有助于读者了解陈院士的科研世界，展现陈院士的学术魅力。

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