试论土建结构工程的安全性.doc

论土建结构工程的安全性内容摘要：土建结构的安全性就是指防止破坏倒塌的一种能力，它也是结构工程非常重要的质量标准，而结构工程的安全性也是主要由于施工的水平和结构的设计，并且与结构的正确维护、检测有关，这些又与土建工程法规和技术标准合理设置及运用有相当的关联性。关键词：土建结构；土木工程；安全性。第一章 结构设计规范的安全设置1.结构构件承载能力的安全性与结构构件安全水准关系最大的两个因素：一是规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值)，比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是1.5kPa(在新修订的规范里已改为2kPa)，而美国、英国则分别为2.4kPa和2.5kPa；二是规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数，体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国为1.6和1.4。这样根据我国原有规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英国、美国的52%(考虑人员和设施等的活载)和85%(对结构自重等的恒载)，而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英国、美国规范高，两者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英国、美国还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距要相对小些。2.结构的整体牢固性不但结构构件要有很好的承载能力，而且结构物还要有整体的牢固性。结构的整体牢固性主要是指结构出现局部损坏，但不至于导致大范围倒塌的能力，换一种说法讲是结构能适应与其不相称的破坏。结构的整体牢固性主要是依靠结构优良的延性和必要的冗余度，用来预防地震、爆炸、火灾等自然灾害或人为差错导致的巨大灾难，尽量减轻灾害所造成的损失。例如汶川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。又如，前段日子的上海的楼趴趴，这也是典型的房屋设计牢固性缺失。3.结构的整体安全性我国土建结构的设计与施工的规范主要放在各种荷载作用下的结构强度上了，只考虑工程的耐久性，而对环境耐久性如干湿、冻融等大气侵蚀的考虑有着严重的不足。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的危害很严重，其严重程度早已超过了因结构构件承载力安全水准设置偏低所造成的危害，这是应该被重视的的问题，有关部门也制定规范规定于安全性相关的要求，例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等，但是都显着低于国外的相关规范，相当于加拿大50年代的水平。它损害了结构的承载力的安全性，从某种程度上提高结构构件的承载能力的安全设置水准也是对结构的耐久性与结构的使用寿命很有宜的。第二章 调整结构安全设置水准的见解在我国的结构设计规范中，关于结构的安全设置水准是比较弱势的，这和我国的长期处于经济短缺以及计划体制不完善的情况有一定的关系的。在当时的历史条件下，较低的土建结构的安全水准是完全可以满足生产和生活的需求，并且在一段相当长的时间里也接受了一些考验，这些情况下的结构承载力可以承受外界的压力和我国土建科技人员的巨大努力是分不开的；因安全储备比较低，所以对于外界破坏力的抵御能力是有限的，出现质量问题的现象也是正常的。如果能适当的提高安全设置水准，那么就会减少事故的发生频率以及提高工程的抗御灾害的能力。在我国，发生过许多的工程安全事故都是由于在管理上出现疏忽及瑕疵，用假冒伪劣产品，材料不合格以及管理人员的素质太差造成的。现在提出的新审视结构的安全设置水准，最主要的是基于客观的形势变化。由于我们从事的基础设施建设是为了以后的现代化奠定基础，要求能满足今后几十年甚至上百年的人们的生产生活水平发展需要，成为标志性的建筑。第三章 提高土建结构工程安全性的措施1.加强新技术的推广在土建结构的危害中，我们可以总结为以下几个方面的危害：裂缝、盐冻、渗漏和侵蚀，在这其中最影响安全性和使用性的就是裂缝，在一些安全的检测中，可以应用探测的方式去确定裂缝的病害，在传统的探测方法中，我们可以使用的是超声波法和声波等，在土建结构的强度检测上，我们主要应用的方法是回弹法、超声回弹综合法以及射线法等，我们可以利用这种检测来反映土建结构的表层强度等级。在一些安全检测中，我们可以用取芯法来对其他的强度测试方法进行校正，在土建结构的内部，对缺陷检测主要是采用超声波法和射线法，应用超声波法进行检测时要求两个被测物有两个相对临界面，而且对于他们的穿透深度也是有限制的，于此同时，还会受到结构物材料中的钢筋和含水量的影响；应用射线法时，它的现场测试难度也是非常大的，并且对测试者也有辐射。2.应用合理的技术规范在土建结构的规范标准下，想要摆脱计划经济年代的一些遗留问题，就要求我们对于规范进行合理的编制和改进，不要去强求统一，以免使得一些个性化的东西减少，同时导致缺乏实事求的灵活性的优点。我们要提倡各个省市对于规范进行地方性的编制，在工程的安全性和耐久性标准上可以有不同的设置水准。假使全国性的规范制定的越是详细订就会使得一些地方性的适用性变得越差，不仅会造成规范的使用混乱，还可能造成建筑规范的使用本末倒置，起到相反的作用。在技术的标准中，我们的强制性越强就会导致相关部门承担的责任越大，对于具体的技术承担的责任越重，这样对于政府部门的职责是不公平的。我们要求的规范中的要求应该是最低的要求，在结构的安全设置水准上，政府干预的情况下也应该保证尽量的做到最低的要求，但是要保证公众的安全。政府部门还要发挥在技术标准上编制和修订中的作用，逐步的淡化技术规范的强制性，对于地方性的编制规范(标准)，要适当的采用不同的要求，从而去适应不同的地区在地质、经济和技术上的差异，鼓励工作人员去勇于去进行技术上的创新。3.开展安全监测设施的更新和改造分析建筑物工作性态、保障工程安全运行的一个重要的依据就是安全监测资料。当建筑物出现变形、位移和裂缝时，我们就可以依靠原型观测资料去评价这个建筑物的安全性，目前，大多数地区都是以效应量的变化趋势去作为评估的依据。但是，由于各种原因，在中小型的水工混凝土建筑物中，这样的观测设施还是比较缺乏的，有些地方甚至是没有监测设施的，这就会导致在安全检测和评估分析时，我们只能靠一些有经验的专业人员和专家去进行现场的检查，然后才对照规范去开展复核和计算，最后根据类似的工程去开展安全性的评价。从安全性的评价复杂性可以看出，我们可以采用观测资料和现场检测相结合的分析方法去进行评估，争取全面的、正确的去评价一个建筑物的安全状况。所以，对于开展安全监测设施的先进化程度是有必要的。随着我国规范的可靠度设计方法进一步的发展，结构的牢固性与安全性的不断加强，新技术的推广，安全监测设施的更新和改造，我们的建筑会越来越坚固的。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