浅议土建结构工程安全性与耐久性

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[摘 要]笔者根据多年工作经验，对土建结构工程的耐久性现状进行了阐述，详细说明土建结构的安全性是防止破坏倒塌能力，结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准及结构的正确使用有关，并且与土建工程法规、技术标准的合理设置与运用密切相关。

[关键词]土建；结构；安全

中图分类号：TU311.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0334-02

一、土建结构工程的安全性

我们常说的结构安全性是指结构防止破坏、倒塌的能力。安全性属于结构工程中最为重要的质量指标之一。土建结构工程的安全性取决于结构的设计与施工水准，同时，与结构的正确使用（维护、检测）密不可分。这些又与土建工程法规和技术标准（如：规范、规程、条例等）的合理设置及运用紧密相连。

1.当前我国结构设计规范的安全水准

从结构工程设计角度来讲，结构的安全性主要体现在构件承载能力上的安全性与结构上的整体牢固性、耐久性等诸多方面。当前，国内建筑物、桥梁的土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准较低，与国外类似标准相比还有较大差距。

1.1.构件承载能力的安全设置水准

影响结构构件安全水准主要有两个因素：首先，规范规定结构需要承受多大的荷载。我国规范自1959年以来均规定办公楼的楼板承受的活荷载是每平方米150公斤（目前已经改为200公斤）。美、英则规定的标准分别为240和250公斤。其次，我国规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小有较大差异。前者通过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。以上所述的数据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，该系数直接体现了安全储备的需要。在可靠度设计方法中称为分项系数，它体现的是一定的名义失效概率或可靠指标。安全度的高低可以通过安全系数或者分享系数体现。由于材料的不同，结构类型上的差异在安全设置水准上都与国际标砖存在不同差距。

1.2结构的整体牢固性

结构构件必须有足够额承载能力，此外，结构还要有整体牢固性。这种整体牢固性是结构出现局部破坏后，不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力。也是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性的实现主要依靠结构能有良好的延性与必要的冗余度，这样才可以应对地震、爆炸等自然灾害或者认为灾难。在某种意义上，可以将灾害损失降到最低。2001年石家庄发生的恶性爆炸事件，同一栋住宅楼由于土炸药爆炸直接造成墙体局部破坏，最终造成整栋楼的倒塌，究其原因就是房屋设计的牢固性不足所致。

1.3结构的耐久安全性

土建结构的设计、施工规范一般会放在各种荷载作用下的结构强度要求。对环境因素作用（如：冻融、干湿的大气侵蚀，工程周围水、土中有害化学介质的侵蚀）下的耐久性相对考虑较少。混凝土结构中钢筋受到锈蚀，混凝土腐蚀也会造成安远隐患，这种严重程度已超过结构构件承载力安全水准设置偏低的危害。这种问题需要引起设计与施工单位的重视。当前，相关的规范所规定的关于耐久性方面的要求，例如：钢筋免遭锈蚀的混凝土最低层厚与混凝土的强度等级要求，都与国外规范有着较大差距。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的重要原因。有效提高结构构件承载能力标准，有利于结构的耐久性与结构寿命的保障。

2.调整结构安全设置水准的建议

国内这种结构设计规范的安全设置水准较低的状况是和我国长期处于短缺经济与计划体制直接相关的。这种较低的安全水准在很长一段时间内，基本满足了人们生产与生活需求的标准。经历经了较长时间的考验，说明土建科技人员所付出的努力有了重要意义。但是，这样的建筑物由于安全储备较低，自身抵御意外作用的能力不够。这就需要我们适当提高安全设置水准，这样才能有效减少事故的发生频率，提高建筑工程抵抗灾害的能力。据统计，国内已发生工程安全事故原因主要是由于管理上的腐败、不善和严重的人为错误造成的。当前，提出要重新审视结构的安全设置水准，其原因是客观形势的变化。同时，还要。满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要。并且商品房屋这类需要满足市场经济条件下的自身商品属性，也要求必须提高房屋的结构质量。

第一，通过长期试验表明，我国现行规范的安全设置水准是较为合理的。这种实际经验不能轻易放弃，在安全度上不能跟着英美的高标准走。安全度过高会造成浪费，这就需要除去特殊项目，要保持整体上的不变。

第二，我国规范的安全度设置水准尽管相对较低，但在正常设计、正常施工与正常使用的条件下。已建成的上百亿平米的建筑物绝大多数一直在安全状态下，为人们所使用。这就表明：这些规范规定的水准是较为适用的。同时，为了缩小与先进国际标准的差距、鉴于可持续发展与提高耐久性的需要，在物质供应条件业已得到较大改善的条件下，结构的安全设置水准适宜适当提高。因为我国目前尚属发展中国家，这种提高只能是适度提高。

二、土建结构工程的耐久性

土建结构工程的耐久性和工程使用寿命有着直接的关系。所有工程都需要在其使用期内保持正常使用能力，这种能力主要包括：安全性与适用性。

2.1土建结构工程的耐久性的现状

由于我国既有土建项目主要有混凝土建造而成，所以混凝土的耐久性就成为土建结构安全性的重要问题。有关混凝土耐久性问题还未引起我国政府和设计部门及施工单位的足够重视。

上述提到的耐久性问题依然在当前的建设项目中存在，还未吸取国内外相关问题造成的惨重教训。例如：我国北方部门地区的立交桥与高速公路建设，还没能在材料性能与结构构造等方面采取防冻融与盐害的相关治理措施。

加剧混凝土结构的耐久性的原因主要有：

第一，我国混凝土质量检验标准与发达国家相比还有较大差距。我国采用的检验习惯只是强调强度方面的标准。这就造成水泥生产企业过于增强水泥细度，造成早强矿物成分比例过高。这样的做法反而不利于混凝土的耐久性。同时，我国在水泥检测上只要求强度的最低值，对最高值没有限定。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。国外不但规定最低值还会规定最高值，这样不但保证了水泥强度，还保证了水泥的均匀质量。

第二，工程进度过快与政府施工进度的干预也会影响土建结构的耐久性。我们知道，保证混凝土耐久性的重要一条就是施工养护期的时间要充足。否则，很难保证其健康的后期养护。长期以来，为了赶进度，我们经常能看到某项重大建设项目为了抢攻献礼项目，短短数月就交付使用。建成后，往往要投入很多资金进行后期修理和维护。类似这种施工情况在发达国家是不允许的，否则可能遭到罚款的可能。

2.2使用阶段的正常检测和维护

当前，我国有大量土建工程逐步进入老化期需要诊治。此外，大量已建的违章工程需要评估，许多工程发生病害需要诊断和加固，全国各地已出现很多从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，成为一种新兴行业的趋势。我们不但要对出现的问题和病害加以治理，更重要的是需要我们加强调预防。土建工程的检测和评估，需要有配套的相关法规和标准，还要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度。

三、技术规范的作用与管理

土建工程通常具有鲜明的个性，工程技术人员需要针对具体特点去设计和施工。规范作为技术标准要强调其指导性而不是强制性。相关规范不能束缚设计、施工人员的主动创造性，否则会阻碍新技术的研究和使用。当前，我国土建工程在结构设计上与国外相比有很大差距，主要体现在方案与技术上的创新上。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，很少提到使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处，没有并鼓励设计人员在某些问题上可以另辟蹊径。一旦在设计与施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，基本等同于违法行为。反而墨守规范可以不负法律责任。这样就在某种程度上降低了工程技术人员的业务技能要求与职责要求。这种做法不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质，在国际竞争中处于技术上的劣势地位。为消除这些负面影响，有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除相应的法律责任。

四、提高土建结构安全性和耐久性的措施

4.1 加强土建结构安全性和耐久性设计标准的规范

土建结构的安全性、耐久性与人民的生命财产安全息息相关，也是建筑结构最主要的质量标准。土建结构的安全性和耐久性得不到保证，会直接给国民经济和人民的生命财产安全造成重大威胁。相关政府管理部门必须加强对土建结构安全性和耐久性方面的设计标准进行规范，明确指定土建结构的最低安全系数，土建结构的最低使用寿命标准。同时，要加强对土建结构耐久性的审查，对土建结构的耐久性要求和土建结构的安全系数和使用周期明确加以限制和要求。对土建结构安全性与耐久性的技术标准体系需要不断完善。还要鼓励地方政府依据具体情况设置相应的规范和体系。土建结构安全性与耐久性设计标准的规范是提高土建结构安全性与耐久性的政策方面的措施，可以为为土建结构设计提供相应的标准和依据。

4.2 土建结构设计要科学，施工过程中加强质量控制

土建结构的安全性主要取决于土建结构的设计是否合理。土建结构的耐久性又受混凝土性能的影响。因此，在土建结构的施工过程中，设计土建结构需要具有合理性与科学性。另外，加强施工过程的质量监管，可以切实保证建筑质量，提高建筑的安全性与耐久性。土建结构的设计，要根据国家相关的技术标准和规范来严格进行，要根据土建结构的特点和使用功能来正确的选择混泥土强度，科学的配置混泥土的比例。不能盲目追求混泥土的强度、细度以及矿物比例等。施工过程中要做好混泥土的养护工作，严格控制混泥土施工规范。保证混泥土的养护周期和时间，避免出现为了赶工期缩短混泥土养护时间的情况。还需做好施工中的各项质量技术交底，保证工程质量，切实提高混泥土的安全性和耐久性。

4.3 使用中，加强对土建结构的检测和养护

土建结构竣工后，要根据相关的规定对土建结构的安全性进行检测，数据达标后才能投入使用。在投入使用后，需定期对土建结构的使用状况进行定期的安全检查。此外，还需制定出相关的检查技术标准，对安全性与耐久性的检查结果进行评估。如果出现问题，要及时处理和维修。土建结构的日常使用中，需加强对建筑的维护。当前，很多土建工程方过多的重视新建工程，缺乏对已经建好工程的维护和维修。我国在这方面还没有专门的土建结构法规和技术标准。因此，国家需要加强相关法规和技术标准的制定，确保定期对于土建的耐久性和安全性按相应标准进行检测。此外，为了保证土建工程的安全性与耐久性，还需提高土建结构的维修费用。

2008年发生于汶川县的特大地震中倒塌房屋达到600多万间。地震中人员伤亡最主要的原因就是地震造成的房屋倒塌。由此可见，提高工程结构的抗倒塌能力，是我国急需解决的问题。我国的地震死亡人数远超其他国家，除了人口众多和广大农村地区事实上没有地震设防要求这个原因以外，更主要的是对地震预防的认识不足和措施不力。

五、结语

土建结构的安全性是防止破坏倒塌能力，结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准及结构的正确使用有关，与土建工程法规和技术标准的合理设置及运用相互关联。土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相互关联，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，特别是对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程要坚持使用阶段的正常检测与维护，为了保证结构安全性和耐久性，当工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。有些工程倒塌事故，就是因为桥面结构与主拱的吊杆连接处发生锈蚀。如果做好定期检测，这样的事故极有可能会避免。做好定期的检测，可以很好地提高土建结构的安全性。这就需要我们在工程技术方面要不断的改革创新，加强管理，努力为现代化经济建设发展做出应有的贡献。

参考文献

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