怎样证明房屋设计使用年限?

谢邀这个问题非常有意思，同时，这个问题在结构设计中也是一个非常重要的话题。首先我们抛开规范来看这个问题（我经常鼓励学生抛开规范看问题，或者说，如果你是规范制定者，你该如何考虑问题），如果我们要设计一个房子，让他能够100年不出问题，我们该怎么办？当然首先我们要定义一下，什么叫做不出问题。于是乎，在规范中，我们有正常使用极限状态和承载能力极限状态，以及其他极限状态，这都是用来定义需求的。让我们先假设一种很简单的情况，假设房子在100年中性能保持不变，也就是说100年内，房子不会发生任何变化，钢筋不会锈蚀，混凝土不会风化等等。那么要想100年内，房子都不出问题，我们就只需要找出100年内可能发生的最大荷载或者说最不利的情况，如果这种情况下，房子不倒，那么100年的时间，房子肯定也不会倒。这是一个非常直观的想法，事实上，这也是制定规范的一个思路。当然规范的思考会更严密一点，基于概率的设计思想，告诉我们房子不可能100%不出问题，我们也不可能找到100年内精确的最大荷载，那么我们就找到一个保证率的荷载，例如100年内有95%保证率的荷载，50%保证率的荷载，等等。这个荷载怎么找呢，有专门的人测量统计已有数据，搞个模型来预测未来的结果。这时候的100年，也就是规范中所提到的“设计基准期”。事实上，规范并没有提到过所谓的使用寿命。规范都是以设计基准期来谈论这个问题的。结合设计基准期的保证率荷载，材料的概率模型，结构的概率模型，荷载的概率模型，我们可以对规范的荷载分项系数进行可靠度校准，使得在一定年限内，结构的失效概率低于某一个给定的值。此外，如前面所提到的，我们是假设了这个房子100年内性能都不发生变化，这是一个简化的模型。实际情况下，结构的性能随着时间的发展是会劣化的。于是，学术界又提出了时变可靠度以及全寿命设计的概念。这个概念目前暂时还未被列入设计规范。这个思想的大概意思是，随着时间的推移，结构性能劣化，结构的可靠度将会降低，当可靠度降低到一定时，就需要进行维修，以提高结构的可靠性。 收起

我们老师曾解答过类似的问题，这相当于是在问“规范是如何确定的？”。当然，在每一个系数的确定上，都会有全面的考虑和尽可能贴切实际情况的大量实验，在保证一定的安全系数的情况下专家们给出一个既安全又相对节省的设计规范。。。 在美国是没有像中国这样详细的设计规范的。所以举个例子，比如你要建造一栋楼，设计使用年限是100年，规范上要求采用的某系数为1.8，而你觉得偏安全了，取1.5也能保证建筑物100年内无需大修。但是，一旦建筑出了问题，如果是在美国，经专家审核证明不是你的问题，那没你的事儿了，但是若在中国，哪怕很明显的是施工队或其它人的原因造成的，你也很可能要为此承担一部分责任，甚至可能是主要责任，原因就是你没有按规范上的来设计。(跑题了…) 所以，规范是在进行承载力计算的基础上偏安全的给了一个标准，至于安全系数，不要想的有多神秘，都是一些专家在一起商量，觉得偏大了就小点，觉得偏小了就大点，然后一拍脑袋取个中间值，就这么定下来了。当然，并不是说规范定的很随便，毕竟那些专家都是有着丰富的工程经验的 收起

要说清这个问题，先要说说结构的计算公式:荷载作用≤结构抗力先说不等式的左边。简单地说就是结构上的荷载，一般通过统计的方法计算一定周期内可能出现的最大荷载，比如住宅考虑10年一次搬家，那时候临时的堆载大约每平米一百千克，50年一次的大修，堆载大约每平米二百千克。那个时间术语就叫做设计基准期。那么当按50年设计使用年限设计时，楼面的荷载就应当取200kg/m2。当然，地震、海啸、爆炸、风、雪都可以用概率论的方法统计出不同长度的设计基准期下荷载的取值，一般基准期越长，荷载就越大。工程师根据建筑物不同的使用年限参照不同的设计基准期去选取一个荷载来设计。我说了这么多，没出现设计使用寿命这个词。因为这个词在现行的规范里是没有的。建筑物到了设计使用年限以后可以对其健康状况进行检查，在根据其状况，根据这栋建筑还想用几年，重新根据设计基准期选用荷载，计算，必要时采取加固措施，那么建筑就可以继续用下去。那么就引出了不等式右边的抗力，简单地说就是钢筋、混凝土的强度。当然可以通过一些模拟气候试验，比如腐蚀试验等，通过统计的方法算出其强度根据设计基准期需要折减多少。现行的规范一般都按照50年基准期给出这些材料的强度。当然，等到了年限检查的时候，这些建材的老化情况是建筑健康状况的重要检验对象。最后要说的是，对于一般超过50年的设计，都是放大不等式的左边（也就是放大荷载）来进行计算。因为事实上规范上规定建材的强度已经打了折扣了。 收起