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论土建结构工程的安全性与耐久性

导读:
【摘 要】近年来伴随着结构工程的快速发展,土建结构工程的安全性和耐久性成为保证土建结构工程质量最重要的基础指标。结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标;土建结构工程的耐久性与工程使用寿命,是使用期内结构保持正常功能的基础。文章为我国土建结构工程的安全性与耐久性目前状况能够更好地适应我国现代化建设的需求,适应我国经济转型后面向市场经济的需求,提出一些理由及倡议。
  【关键词】土建结构;安全性;耐久性
  引言:
  我国土建结构的设计规范,在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性等方面的安全设置水准,总体上均低于国外同类规范。在调整结构安全设置水准的理由上存在着不同的见解。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施的世界性理由,应当引起我国有关主管部门和设计施工单位的足够重视。土建工程的设计应有最低使用寿命的要求;对于重要公共基础设施和建筑物,在其使用期内应实施强制性的定期安全检测。要完善技术标准体系与管理体制,鼓励科技创新和技术进步。
  一、土建结构工程的安全性
  结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力,是结构工程最重要的质量指标。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的安全耐久性等几个方面:
  1、结构的整体牢固性
  除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其理由不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
  2、结构的安全耐久性。
  我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个理由必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;而提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
  总的来说我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。如果能够适当提高安全设置水准,将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。对此我们也提出了一些不同的见解: 1、认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。2、认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用。3、认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。
  二、土建结构工程的耐久性
  土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
  1、土建结构工程的耐久性目前状况
  当今大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性理由,并非我国所特有,但是这一理由至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工单位的足够重视。长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到上世纪70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境因素影响下出现过早损坏。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨篷等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。究其理由,可以总结出如下方面:
  (1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成分比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。(2)不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预。
  (3)环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30%
  2、土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
  结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国由于施工管理水平相对较差,施工操作人员的素质不高,质量制约与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有对工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在土建工程的投资上,希望有关部门能增加已建工程维修的费用。
  三、倡议
  为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,提出了以下倡议:
  1、土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国土建结构工程的安全性与耐久性相关范文由写论文的好帮手http://www.wowa.cn提供,转载请保留 .尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于保证工程寿命和投资效益。
  2、完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,以适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。
  3、合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给乃至公众的意向等多种因素。
  4、我国建筑结构设计规范采用可靠度设计策略的经验及理由值得总结。可靠度策略用于不同类型结构的先决条件和难度不一。倡议有关部门在推广可靠度策略于各类设计规范时,应广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。
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