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解析土木工程安全性与持久性

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摘要:在生产和生活中,土木工程的重要性不言而喻。不同用途的建筑物,发生破坏后所引起的生命财产损失是不一样的。土木工程在规定的设计使用年限内应满足安全性持久性的功能要求。所以,对土木工程安全性与持久性的研究,是工程必须注意的环节,也是社会提倡“以人为本”理念的核心问题。

关键词:土木工程;安全性;持久性;以人为本

中图分类号:S969.1 文献标识码:A

引言

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。土木工程的重要程度是根据其用途决定的,不同用途的建筑物发生破坏后所引起的生命财产损失是不一样的。土木工程在规定的设计使用年限内应满足安全性与持久性的功能要求。

1 土木工程安全性与持久性的概念

1.1 土木工程安全性

安全性是指土木工程在正常施工和正常使用的条件下,能承受可能出现的各种作用;在设计规定的强烈地震、爆炸、车辆撞击等偶然事件发生时和发生后,仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。

1.2 土木工程持久性

持久性是指土木工程在一般的使用和维护条件下,具有持久性能,即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如,结构材料不致出现影响功能的损坏,钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。

2 土木工程安全性与持久性问题的原因分析

2.1 人为因素

由于勘察设计阶段的原因造成的安全性与持久性事故,主要因为结构没有足够的承载能力,导致土木工程倒塌。但绝大多数的差错并非是设计人员的主观故意造成的,出现这样的事故,首先往往都是因为设计人员的水平不够,或者调查研究不细,缺乏设计经验等原因。在现有土木工程建设中,或多或少都会存在偷工减料,工程转包的现象,这样就为工程埋下了隐患。

2.2 管理因素

首先,土木工程只重视项目建设,轻视日常的维修、保养;重视建设资金投入,轻视维修资金设置,一些工程由于长年的失修,最终导致结构破坏。其次,设计、施工、保养等技术不配套,过渡的依赖于技术规范,缺乏详尽的技术标准,最后,土木工程项目局限于现有的标准,缺乏对标准的修订,不能与时俱进。

2.3 技术因素

目前土木工程的设计规范所规定的设计方法,土木工程安全的可靠度即为“规定荷载”作用下的强度保证度,既不反映不同设计规范的荷载标准的差异,也不体现工程整体的差别。相对的,设计规范中的可靠度只是对土木工程结构的构件而言,而构件的安全性很大程度取决于荷载的取值,设计的时候安全系数是与荷载取值相关的。

3 土木工程的安全性与持久性的保证

3.1 土木工程结构的整体牢固性

土木工程结构,最重要的一项性质就是具有整体牢固性,它是保证建筑牢固的基本保障。整体的牢固性是结构出现了破坏,但不至于导致大范围连续破坏的能力,保证建筑物整体牢固性的关键在于设计和施工,整体的牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来应对因人为或灾害荷载导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。

3.2 土木工程的耐久安全性

在土木工程设计与施工过程中,主要把建筑结构强度作为硬性要求,而对于环境因素下的耐久性要求则相对考虑较少一些。比如混凝土结构因钢筋的锈蚀或混凝土被腐蚀导致的安全事故,其严重的程度已经远远大于因结构构件承载力所带来的破坏,所以这个问题必须要引起格外重视。

3.3 土木工程的定期检查与维修

土木工程使用过程中,必须进行定期的检查和维护,对发现的问题及时采取措施加以防范。对于重要的工程,我国尚无必须进行安全监测的法规,而在基础设工程上,有重新建,轻维修的倾向,这样不利于工程寿命和投资效益。因此,文章建议对公共基础设施和公共建筑物在试用期间应采取强制性的安全检测,根据需要加大工程维修费的比例。为此,需要制定法规,编制技术标准与监管体制。

4 提高土木工程结构设计的安全性

4.1在设计的过程中,应当优选行业内优秀的设计单位进行设计。选择资质高且经验丰富的设计单位作为设计主体。这样的设计企业往往具备丰富的经验和先进的设计设备,同时专业人员的素质也相对较高。因此,在设计中可以很好的提高设计质量,可为了结构设计的安全性保驾护航。

4.2 在设计中,应该结合相关的设计理论,同时结合土木工程结构,进行实践性的设计,即对一些概念性设计做比较深入的了解,并保持设计思路清晰。当前概念结构设计已经成为了保证结构安全性的主要设计思想。例如在对材料进行选择时,进行全面的安全性评价,同时利用精确的计算对概念设计进行验算,以获得较为稳妥的结构模式,提高建筑整体的安全性。

4.3由于设计文件的说明对基层员工在施工中有很大的帮助,因此尽量对设计文件进行说明。

设计文件的细节说明是指导施工人员进行施工操作的重要提示内容,因为施工人员的素质差异较大,设计者应当注重对这些说明的表述质量,既简单又准确。尤其是在较为复杂的设计中更应当对每一个环节具体设计思路和操作方法加以说明,以此保证在施工中结构的安全性与设计的安全预期方向一致。

4.4 在设计中,应当系统性的全面把握整个工程的结构,设计要做到准确无误,对整个结构设计项目进行细化,将设计的项目和内容进行细致划分,逐一对设计的子项目进行完善和审核,这是为了保证在设计中不遗漏任何项目和计算内容。设计事故多由设计中对某个项目或参数漏算而导致整结构的安全性下降,所以在设计中应当对整个过程进行细致而严格的管理、监控、审核,确保设计项目完整准确。

4.5严格控制设计变更。工程结构设计是一项系统工程,

其设计之间相互衔接,每个结构之间都有必然的相互关联,牵一发而动全身。某个结构因为施工条件限制而需要改变,其影响的不只是此结构的施工工艺和安全性能,更会影响到与之相互关联的结构性能。所以保证结构设计的安全性时,应对施工中可能出现的问题认真分析,采用多方案思路,尽量提供柔性设计,适应现场的施工条件,既要减少变更也应适应某些变更,将影响范围控制在最小。

5土木工程的安全性与持久性的意义

土木工程安全性与持久性是结构可靠的标志,总称为结构的可靠性。结构可靠性的定义是,土木工程结构在规定时间内,在规定条件下,完成预定功能的能力。但在各种随机因素的影响下,结构完成的能力不能事先确定,只能用概率来描述。为此,我们引入结构可靠度的概念,即结构在规定时间内,在规定条件下,完成预定功能的概率。在这里,规定时间指设计使用年限;规定条件指正常设计、正常施工、正常使用和正常维护,不包括错误设计、错误施工和违反技术规程的使用情况;预定功能指结构的安全性、适用性和耐久性。结构的可靠度是结构可靠性的概率度量,即对结构可靠性的定量描述。结构可靠度与结构使用年限长短有关。现行的设计规范以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。应当注意,结构的设计使用年限虽与结构使用寿命有联系,但不等同。当结构的使用年限超过设计使用年限后,并不意味着结构就要报废,但其可靠度将逐渐降低。

6 结束语

土木工程的安全性和持久性的问题,重要程度不言而喻,值得我们深入探讨和研究。我们应完善国家及有关研究部门制定的相关规定,应加强各方面质量和标准的检测,在安全及持久性等方面的投入更高的研发经费与人才技术的支持,完善技术标准与管理体制,完善土建工程使用阶段的检测与维护,强化持久性和使用寿命的意识,用科学的手段把握土木工程的安全性和持久性的相关问题。

参考文献:

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[2]葛天文.浅析土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑施工,2007(14).

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