淺談土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性

陸愛(ài)紅

摘 要：本文首先介紹了目前我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程安全性和耐久性的相關(guān)內(nèi)容和現(xiàn)狀，然后探討了如何加強(qiáng)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性和耐久性。

關(guān)鍵詞：土建結(jié)構(gòu)；安全性；耐久性

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，土建結(jié)構(gòu)工程也取得了一定的進(jìn)步，并且人們對(duì)于各種土建工程的要求也越來(lái)越高了，在土建工程的評(píng)價(jià)之中最為主要的就要數(shù)其安全性和耐久性了，下面我就根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)探討下土建結(jié)構(gòu)工程中安全性和耐久性的相關(guān)問(wèn)題。

1 土建結(jié)構(gòu)工程的安全性和耐久性

1.1土建結(jié)構(gòu)工程的安全性

在土建工程中，不但需要構(gòu)件要有足夠的承載力，還需擁有整體的牢固性，以減小地震等自然災(zāi)害或人為差錯(cuò)所導(dǎo)致的破壞。要想維持整體結(jié)構(gòu)的牢固性，使整體結(jié)構(gòu)不會(huì)因其某個(gè)部位的破壞而造成嚴(yán)重后果，就要保證良好的延性以及必要的冗余度。

在施工規(guī)范和設(shè)計(jì)土建結(jié)構(gòu)中，我國(guó)著力于要求結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，卻忽視了在各種環(huán)境因素下對(duì)耐久性的考慮。因混凝土腐蝕等由自然環(huán)境對(duì)土建結(jié)構(gòu)所引起的影響而導(dǎo)致的安全事故近年來(lái)屢有發(fā)生，其危害已經(jīng)超過(guò)了對(duì)構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)設(shè)置的程度，我國(guó)對(duì)于耐久性的相關(guān)規(guī)定明顯低于國(guó)外的相關(guān)規(guī)定。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)各方面的發(fā)展以及生活水平素質(zhì)方面的不斷提高，土建工程應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，所建設(shè)的設(shè)施一旦發(fā)生事故，其造成的損失也更為嚴(yán)重，低安全水準(zhǔn)也只是暫時(shí)滿(mǎn)足了過(guò)去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)短缺的時(shí)代需要，卻又存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，我國(guó)的安全設(shè)置水準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)范應(yīng)大體向國(guó)際水準(zhǔn)發(fā)展，或許曾經(jīng)發(fā)生的部分安全事故可因規(guī)范的安全水準(zhǔn)的提高而避免再次發(fā)生，況且，在整體的工程造價(jià)中工程安全程度提高所需要的費(fèi)用逐漸降低，而且供應(yīng)的材料也非常充足，所以在現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程中，其安全水準(zhǔn)也一定要有相應(yīng)的提高。

1.2土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

與土木工程傳統(tǒng)的側(cè)重力學(xué)的研究方法不同。耐久性研究涉及材料隨時(shí)間發(fā)展而發(fā)生的一系列物理、化學(xué)變化。只有從微觀的角度進(jìn)行機(jī)理研究.才能掌握內(nèi)在規(guī)律.如鋼筋銹蝕對(duì)周?chē)炷恋淖饔脹Q不僅是簡(jiǎn)單的體積膨脹，而是伴隨著銹蝕產(chǎn)物在混凝土孔隙及微裂縫中的積聚過(guò)程，對(duì)這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)必須通過(guò)細(xì)觀的實(shí)驗(yàn)分析才能得到。脫離細(xì)觀實(shí)驗(yàn)、僅用有限元等數(shù)值方法分析是難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)的。對(duì)混凝土孔溶液結(jié)冰過(guò)程的研究以及對(duì)混凝土孔溶液結(jié)冰量的量測(cè)是評(píng)價(jià)冰凍對(duì)混凝土破壞作用的關(guān)鍵。研究過(guò)程中，僅對(duì)宏觀現(xiàn)象進(jìn)行微觀定性解釋是不夠的，重要的是做到定量化。實(shí)驗(yàn)研究是反應(yīng)材料徽、細(xì)觀性能、實(shí)現(xiàn)定量化的重要手段.它可以達(dá)到僅依靠大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)所無(wú)法達(dá)到的深度.我們不是否定大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。我們只是希望減少那種數(shù)據(jù)量大而認(rèn)識(shí)深度淺的研究。代之以數(shù)據(jù)量小而認(rèn)識(shí)深度深的研究。

建筑材料的耐久性涉及幾十年甚至幾百年的時(shí)間跨度，因此正如試驗(yàn)室中需對(duì)大體型結(jié)構(gòu)進(jìn)行小比例尺的幾何模擬一樣，耐久性試驗(yàn)存在著快速試驗(yàn)的時(shí)間模擬問(wèn)題。有時(shí)需利用非線(xiàn)性相似理論來(lái)解決，具有很大的難度.這一問(wèn)題在鋼筋快速銹蝕試驗(yàn)及活性堿骨料快速試驗(yàn)中表現(xiàn)得尤為突出。探索簡(jiǎn)便的測(cè)試手段和可靠的快速模擬方法是耐久性研究的一項(xiàng)不可忽視的熏要任務(wù)，美國(guó)華盛頓的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局在銅結(jié)構(gòu)防銹滁層的快速實(shí)驗(yàn)方面解決比較好。

在人們的觀念里，混凝土一直以來(lái)都是非常耐用材料，但是事實(shí)上，混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土侵蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安今事件則屢屢出現(xiàn)，其嚴(yán)重程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象，所以關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性必須引起重視。我國(guó)建設(shè)主管部門(mén)上世紀(jì)80年代做了一項(xiàng)相關(guān)調(diào)查，從調(diào)查的結(jié)果來(lái)看，國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25—30年后就需要大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅僅是15—20年。相對(duì)于民用建筑和公共建筑的使用壽命則相對(duì)長(zhǎng)一些，一般保持在50年左右。但是室外的陽(yáng)臺(tái)，雨罩等暴露在外的構(gòu)件使用年限一般是30一40年左右。

2 提高土建結(jié)構(gòu)工程安全性和耐久性的措施

1）我國(guó)國(guó)家建委與國(guó)家建設(shè)部共同頒發(fā)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之后，傳統(tǒng)中多安全系數(shù)的設(shè)計(jì)方法便不在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范中了，這時(shí)，在以概率理論作為基礎(chǔ)之上統(tǒng)一先用可靠度的設(shè)計(jì)方法。與此同時(shí)，像公路和鐵路等的工程部門(mén)也在規(guī)劃著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的規(guī)范的改變。通過(guò)對(duì)國(guó)外的ISO2394相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的研究努力，我國(guó)可靠度的設(shè)計(jì)方法規(guī)范才能實(shí)施。在國(guó)際上的學(xué)術(shù)界里，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用是發(fā)展的趨勢(shì)，而在工程界，國(guó)外直接采用這種可靠度的設(shè)計(jì)方法而形成的重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范卻相當(dāng)?shù)纳?。在我?guó)，雖然工程界的看法不同，但是可靠度的設(shè)計(jì)方法與規(guī)范已在計(jì)劃使用與實(shí)施中，與此同時(shí)，學(xué)術(shù)界中也以肯定意見(jiàn)為多數(shù)，只是對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范中使用可靠度的方法還不斷的提出疑問(wèn)。我國(guó)規(guī)范中對(duì)可靠度設(shè)計(jì)方法的使用無(wú)疑是科技上的一大進(jìn)步，其對(duì)安全性標(biāo)準(zhǔn)的概率定義更為科學(xué)合理化，當(dāng)然，這一方法中也一定會(huì)存在著相應(yīng)的不足，還有待進(jìn)一步的改善。

2）編寫(xiě)出相應(yīng)的設(shè)計(jì)施.T技術(shù)文件，另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項(xiàng)目，加大耐久性研究工作的支持力度：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前國(guó)際上結(jié)構(gòu)工程學(xué)科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一?；炷康哪途眯匝芯繝砍兜皆牧虾铜h(huán)境等特定條件，需要考慮本國(guó)的特點(diǎn)，是不能完全依賴(lài)國(guó)外研究成果。

3）重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是可持續(xù)發(fā)展的需要。要提高高性能混凝士的占有量，減少水泥用量。生產(chǎn)混凝士所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國(guó)土資源并破壞植被與河床，我國(guó)現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥，與之相伴的是年耗20多億方的砂石，長(zhǎng)此以往實(shí)難以為繼。延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料產(chǎn)而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料（工業(yè)廢料）用量較高的混凝土，所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要。國(guó)際上對(duì)橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計(jì)工作壽命多為100年，有的如英國(guó)為120年?？紤]到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，國(guó)際上近年來(lái)有要求將這些工程的最低工作壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)的趨勢(shì)，如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。在土建工程的建設(shè)中都離不開(kāi)對(duì)混凝土的使用，而提高其結(jié)構(gòu)耐久性是十分重要的。建議重點(diǎn)審查工程的耐久性工作，了解在工程的高計(jì)中，混凝土最低使用壽命的養(yǎng)護(hù)。有關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)混凝土耐久性進(jìn)行相關(guān)研究，并編制出進(jìn)一步改善土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的指導(dǎo)文件。

4）土木結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念，與使用階段的檢測(cè)、維護(hù)和修理不能分割，對(duì)處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)。

5）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制，發(fā)揮學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制、修訂和管理中的作用；逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強(qiáng)制性質(zhì)；鼓勵(lì)編制地方性規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)）和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平上的差異，并鼓勵(lì)科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。

此外，在施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)土建結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行檢查與維護(hù)。充分考慮工程失敗后的風(fēng)險(xiǎn)危害以及人民群眾的意向等，相關(guān)主管部門(mén)應(yīng)組織各級(jí)技術(shù)人員對(duì)土建工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的安全水準(zhǔn)的設(shè)置進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，土建工程在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中占據(jù)著十分重要的地位。其中土建結(jié)構(gòu)工程的安全性和耐久性又是很重要的一個(gè)方面，因此，為更好的建設(shè)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)，加強(qiáng)土建工程結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的工作仍任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陸中剛。淺析土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性【J】.科技咨詢(xún)（2007，NO.1）。

[2]劉峰。淺談?dòng)绊懲两ńY(jié)構(gòu)耐久性的因素與提升措施【J】.理論廣角。

[3]馬翠芬。淺談土建工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性【J】.濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)（第6卷第4期2006牟7月）。

[4]傅旭東；任保升。土建工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性的探討【J】.科技信息。

（作者單位：南大巖土泰興分公司）