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1、土建工程结构安全性与耐久性设计摘要:土建结构的安全性与耐久性一直是设计者与使用者非常关注的问题,关系到安全与经济的协调、基础设施的投资,并与国家现行政策、法规以及未来的经济发展息息相关,是一个复杂的系统工程问题。要真正做好土建结构中的土建安全性与耐久性工作,使其形成规范化、制度化的管理,尚待我们在工作中不断探索,不断总结和提高。本文分析了土建工程结构安全性与耐久性设计的存在的问题和措施,希望对土建设计的相关工作人员有所指导和帮助。关键词:土建工程结构安全性耐久性设计中图分类号:S969文献标识码:A目前,我国的建筑和桥梁等土建结构
2、的设计规范,在整体的安全和结构的耐久性等方面均低于国外同类规范,土建结构的安全性与耐久性已经引起了有关主管部门的足够重视,我们应该积极完善技术标准体系与管理体制,鼓励科技创新和技术进步,使之尽快达到国际先进水平。一、关于土建结构工程的安全性与耐久性介绍1.结构的安全性与耐久性概念及相关因素。结构的安全性是结构或构件在各种作用下保证人员财产不受损伤的能力,7通俗说来就是防止发生破坏倒塌的能力。它是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工标准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建法规和技术标
3、准的合理设置及运用相关联。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、结构的整体牢固性和结构的安全耐久性等几个方面。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。2.工程结构构件的安全设置水准与结构构件安全水准关系最大的两个因素是:第一规范规定的结构所需要承受的最大荷载(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150kg/m²(新的规范将改为200kg/m
4、²),而美国、英国则分别为240kg/m²和250kg/m²,第二规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小.前者是计算确定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;后者是计算确定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中称为安全系数,体现了安全储备的需要。二、关于土建工程结构的安全性与耐久性设计存在的问题分析71.我国工程设计人员和项目管理人员对土建结构工程的安全性与耐久性
5、尚未引起足够重视,尤其是系统安全管理观尚未形成,由于人为差错或人为错误导致的违反强制性规则的结构安全问题时有发生,直接影响结构的安全性和耐久性,甚至危及人们的生命财产安全。2.设计单位出的施工图一般并不考虑施工方法,而施工单位一般又不掌握设计计算书,因此施工过程中遇到的一些具体问题只能由施工现场的技术人员根据经验决定,缺乏科学的理论依据。3.混凝土结构的耐久性问题(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,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国
6、对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。7(2)工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工
7、程质量有遭到损害的可能。(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%。当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用
8、粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。三、关于提高土建工程结构安全性和耐久性的措施71.应用合理的技术规范,在土建结构的规范标准下,