探析土建結(jié)構(gòu)工程的安全性

彭建秋 張翠竹

摘 要：結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)工程中最重要的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，具體指結(jié)構(gòu)防破壞、防倒塌的能力。土建結(jié)構(gòu)工程安全性主要是由結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工水準(zhǔn)決定的，同時(shí)也與結(jié)構(gòu)的定時(shí)維護(hù)、正確使用有關(guān)，而這些又與土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的規(guī)程、條例、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的正確設(shè)置，合理運(yùn)用相關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安全則是指土建工程結(jié)構(gòu)在一定時(shí)間限內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種材料缺陷、結(jié)構(gòu)自重等內(nèi)部因素，或環(huán)境變化、外力作用等外部因素的作用下不發(fā)生倒塌、結(jié)構(gòu)破壞等事故。

關(guān)鍵詞：土建結(jié)構(gòu);土木工程;安全性

土建結(jié)構(gòu)的安全性就是指防止破壞倒塌的一種能力，它也是結(jié)構(gòu)工程非常重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而結(jié)構(gòu)工程的安全性也是主要由于施工的水平和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并且與結(jié)構(gòu)的正確維護(hù)、檢測(cè)有關(guān)，這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)置及運(yùn)用有相當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)性。

1 我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置

我國(guó)規(guī)范自1959年以來(lái)均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤（現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤），而美、英則為240和250公斤;規(guī)范規(guī)定的荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)的大小，前者是計(jì)算確定荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時(shí)，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個(gè)系數(shù)，后者是計(jì)算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時(shí)，將構(gòu)件材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個(gè)系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法（如我國(guó)的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲(chǔ)備的需要;而在可靠度設(shè)計(jì)方法（如我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）中稱為分項(xiàng)系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)越大，表明安全度越高。

1.2 結(jié)構(gòu)的整體牢固性

不但結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有很好的承載能力，而且結(jié)構(gòu)物還要有整體的牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要是指結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部損壞，但不至于導(dǎo)致大范圍倒塌的能力，換一種說(shuō)法講是結(jié)構(gòu)能適應(yīng)與其不相稱的破壞。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要是依靠結(jié)構(gòu)優(yōu)良的延性和必要的冗余度，用來(lái)預(yù)防地震、爆炸、火災(zāi)等自然災(zāi)害或人為差錯(cuò)導(dǎo)致的巨大災(zāi)難，盡量減輕災(zāi)害所造成的損失。

1.3 結(jié)構(gòu)的整體安全性

我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工的規(guī)范主要放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上了，只考慮工程的耐久性，而對(duì)環(huán)境耐久性如干濕、凍融等大氣侵蝕的考慮有著嚴(yán)重的不足?；炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故的危害很?chē)?yán)重，其嚴(yán)重程度早已超過(guò)了因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所造成的危害，這是應(yīng)該被重視的的問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)也制定規(guī)范規(guī)定于安全性相關(guān)的要求。

2 調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的見(jiàn)解

在我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，關(guān)于結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)是比較弱勢(shì)的，這和我國(guó)的長(zhǎng)期處于經(jīng)濟(jì)短缺以及計(jì)劃體制不完善的情況有一定的關(guān)系的。在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，較低的土建結(jié)構(gòu)的安全水準(zhǔn)是完全可以滿足生產(chǎn)和生活的需求，并且在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里也接受了一些考驗(yàn)，這些情況下的結(jié)構(gòu)承載力可以承受外界的壓力和我國(guó)土建科技人員的巨大努力是分不開(kāi)的;因安全儲(chǔ)備比較低，所以對(duì)于外界破壞力的抵御能力是有限的，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的現(xiàn)象也是正常的。如果能適當(dāng)?shù)奶岣甙踩O(shè)置水準(zhǔn)，那么就會(huì)減少事故的發(fā)生頻率以及提高工程的抗御災(zāi)害的能力。在我國(guó)，發(fā)生過(guò)許多的工程安全事故都是由于在管理上出現(xiàn)腐敗，用假冒偽劣產(chǎn)品，材料不合格以及管理人員的素質(zhì)太差造成的。現(xiàn)在提出的新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)，最主要的是基于客觀的形勢(shì)變化。由于我們從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是為了以后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)，要求能滿足今后幾十年甚至上百年的人們的生產(chǎn)生活水平發(fā)展需要，成為標(biāo)志性的建筑。

3 提高土建結(jié)構(gòu)工程安全性的措施

3.1 加強(qiáng)新技術(shù)的推廣

在土建結(jié)構(gòu)的危害中，我們可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面的危害：裂縫、鹽凍、滲漏和侵蝕，在這其中最影響安全性和使用性的就是裂縫，在一些安全的檢測(cè)中，可以應(yīng)用探測(cè)的方式去確定裂縫的病害，在傳統(tǒng)的探測(cè)方法中，我們可以使用的是超聲波法和聲波等，在土建結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度檢測(cè)上，我們主要應(yīng)用的方法是回彈法、超聲回彈綜合法以及射線法等，我們可以利用這種檢測(cè)來(lái)反映土建結(jié)構(gòu)的表層強(qiáng)度等級(jí)。在一些安全檢測(cè)中，我們可以用取芯法來(lái)對(duì)其他的強(qiáng)度測(cè)試方法進(jìn)行校正，在土建結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，對(duì)缺陷檢測(cè)主要是采用超聲波法和射線法，應(yīng)用超聲波法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)要求兩個(gè)被測(cè)物有兩個(gè)相對(duì)臨界面，而且對(duì)于他們的穿透深度也是有限制的，于此同時(shí)，還會(huì)受到結(jié)構(gòu)物材料中的鋼筋和含水量的影響;應(yīng)用射線法時(shí)，它的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試難度也是非常大的，并且對(duì)測(cè)試者也有輻射。

3.2 應(yīng)用合理的技術(shù)規(guī)范

在土建結(jié)構(gòu)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下，想要擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代的一些遺留問(wèn)題，就要求我們對(duì)于規(guī)范進(jìn)行合理的編制和改進(jìn)，不要去強(qiáng)求統(tǒng)一，以免使得一些個(gè)性化的東西減少，同時(shí)導(dǎo)致缺乏實(shí)事求的靈活性的優(yōu)點(diǎn)。我們要提倡各個(gè)省市對(duì)于規(guī)范進(jìn)行地方性的編制，在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上可以有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。假使全國(guó)性的規(guī)范制定的越是詳細(xì)訂就會(huì)使得一些地方性的適用性變得越差，不僅會(huì)造成規(guī)范的使用混亂，還可能造成建筑規(guī)范的使用本末倒置，起到相反的作用。在技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)中，我們的強(qiáng)制性越強(qiáng)就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)部門(mén)承擔(dān)的責(zé)任越大，對(duì)于具體的技術(shù)承擔(dān)的責(zé)任越重，這樣對(duì)于政府部門(mén)的職責(zé)是不公平的。我們要求的規(guī)范中的要求應(yīng)該是最低的要求，在結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)上，政府干預(yù)的情況下也應(yīng)該保證盡量的做到最低的要求，但是要保證公眾的安全。政府部門(mén)還要發(fā)揮在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上編制和修訂中的作用，逐步的淡化技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性，對(duì)于地方性的編制規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)），要適當(dāng)?shù)牟捎貌煌囊螅瑥亩ミm應(yīng)不同的地區(qū)在地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的差異，鼓勵(lì)工作人員去勇于去進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。

3.3 開(kāi)展安全監(jiān)測(cè)設(shè)施的更新和改造

分析建筑物工作性態(tài)、保障工程安全運(yùn)行的一個(gè)重要的依據(jù)就是安全監(jiān)測(cè)資料。當(dāng)建筑物出現(xiàn)變形、位移和裂縫時(shí)，我們就可以依靠原型觀測(cè)資料去評(píng)價(jià)這個(gè)建筑物的安全性，目前，大多數(shù)地區(qū)都是以效應(yīng)量的變化趨勢(shì)去作為評(píng)估的依據(jù)。但是，由于各種原因，在中小型的水工混凝土建筑物中，這樣的觀測(cè)設(shè)施還是比較缺乏的，有些地方甚至是沒(méi)有監(jiān)測(cè)設(shè)施的，這就會(huì)導(dǎo)致在安全檢測(cè)和評(píng)估分析時(shí)，我們只能靠一些有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員和專家去進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的檢查，然后才對(duì)照規(guī)范去開(kāi)展復(fù)核和計(jì)算，最后根據(jù)類(lèi)似的工程去開(kāi)展安全性的評(píng)價(jià)。從安全性的評(píng)價(jià)復(fù)雜性可以看出，我們可以采用觀測(cè)資料和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)相結(jié)合的分析方法去進(jìn)行評(píng)估，爭(zhēng)取全面的、正確的去評(píng)價(jià)一個(gè)建筑物的安全狀況。所以，對(duì)于開(kāi)展安全監(jiān)測(cè)設(shè)施的先進(jìn)化程度是有必要的。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法進(jìn)一步的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的牢固性與安全性的不斷加強(qiáng)，新技術(shù)的推廣，安全監(jiān)測(cè)設(shè)施的更新和改造，我們的建筑會(huì)越來(lái)越堅(jiān)固的。

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