试论土建结构工程的安全性(标准版)
土建结构工程安全性和耐久性

浅谈土建结构工程的安全性和耐久性摘要:本文针对我国目前由于各种安全与质量问题,土建工程事故频发的现状,综合分析各种安全性和耐久性的影响因素,就如何解决这一问题提出的一些个人见解。
关键字:土建工程;安全性;耐久性中图分类号: tu754 文献标识码: a 文章编号:一、土建结构工程的安全性随着我国的全面经济发展以及经济环境变化,土建工程对城市现代化进程甚至是国家经济都起着举足轻重的作用。
地位如此重要的土建结构工程,其安全性与耐久性备受大众关注,如何使土建工程的安全性得到保障也成了大家高度重视的问题。
谈及安全性,土建工程最重要的考察标准就是结构安全性,而结构的设计规范,施工质量,正确使用,安全设置水准,使用环境,后期服务等等都是影响土建结构安全性的重要因素。
而其中最最关键的决定因素是:1.设计规范规范结构的设计安全度水准,就是将荷载标准值还有规定的荷载和材料强度分项系数规范化。
荷载和材料强度分项系数都体现了结构组成在荷载标准值下安全度,以及对其标准值的部分修正。
安全度的高低与安全系数或分项系数的高低成正比。
以结构安全性而言,安全或分项系数越高,结构会产生越大的安全储备,这样能大大提高结构的安全性。
不过过多的安全储备也可能造成一些经济浪费,所以,应根据本国经济条件与现状进行规范设计。
2.规范安全设置水准安全设置水准的提高,对发生事故频率的降低、工程抗御灾害程度的提高,起到直接有效的作用。
我国的经济体制与发展现状导致了我国土建结构安全设置水准偏低,但这并不代表我国土建工程不安全。
因为在规范设计、正确使用、保证质量,即全面按照规范指标要求执行的情况下,大多数所造建筑物是能够在正常寿命期安全使用的。
这说明遵守规范的安全设置水准还是适合我国国情的,也是在国际安全指标范围之内的。
但是,为了缩小我国与世界工程安全水准的差距,为了提高我国安全储备,为未来社会化进程奠定基础。
政府和相关企业应开始重视安全设置水准。
结构安全具有整体性和牢固性,结构构件的整体性和牢固性体现在其承载力和防御力上。
土建结构工程安全性与耐久性论文

简析土建结构工程的安全性与耐久性【摘要】近些年,随着国内各大城市的规划与建设越发频繁,现代工程建设项目的数量、规模不断加大,由此即对土建结构工程的耐久性、安全性提出了新的要求。
在实际的施工过程中,为保证项目的施工安全、质量合格,必须严格依据有关标准与规范对设计图纸、方案作出合理规划,加大施工管控力度,将土建结构质量的影响因素控制在限定范围以内。
本文就土建结构工程的安全性与耐久性作简要的分析、探讨。
【关键词】工程建设;土建结构;安全性;耐久性长期以来,在国内多数工程项目的施工建设、长期使用中,受设计水平、自然灾害、应力荷载、气候环境等多种因素影响,项目的土建结构部分通常出现各种质量缺陷、病害,以至于土建结构的耐久性、安全性大幅降低,而此种影响也带有一定的隐蔽性、长期性,倘若没能给予足够的重视、及时加以治理,不仅会造成一定的经济损失,同时也将危害到一线作业人员与项目业主的人身安全。
以下,本文针对有关土建结构工程安全性与耐久性的标准、规定进行分析,同时提出有效提高土建结构质量的具体方法、措施。
1 有关土建结构工程质量的标准、规范1.1 土建结构的承载能力:目前,对于建结构工程的安全性、耐久性,根据整个项目性质的不同,我国有关标准、规范中均列出了明确的要求,但相较于国际上的发达国家,在具体系数、标准值等诸多方面仍有一定的差距。
在实际的工程建设与使用中,土建结构所承受的实际荷载、设计中分项系数的大小,对于结构的安全性、耐久性有着直接影响。
由此可见,若要保证土建结构的质量安全、长期耐用,不仅需要严格依据有关标准、规范中的计算方法、标准数值、分项系数来确定土建结构的荷载,同时还应在项目设计中留有一定的承载力空间,以承受不可预测荷载的作用,提高结构的安全系数。
1.2 土建结构质量的耐久性、安全性:针对土建结构工程的设计与施工,我国有关标准、规范中虽然列有明确的要求,但其具体内容多半侧重于对结构强度、荷载、分项系数等力学数值的统一要求,而对于空气湿度、环境温度、酸雨、冻融等外部自然因素影响下的耐久性缺乏考虑,以至于在实际建设、施工土建结构的过程中,混凝土内部的钢筋出现腐蚀、生锈,从而大幅降低结构整体的耐久性,并在一定的时间内加剧恶化,最终引起结构安全事故。
土建结构工程安全性的探讨

2 我国 .
结构构件要有一定的承载能力 ,并且结构物 还要有整 体
的牢固性 。结构的整 体牢固性 是指结构 出现 局部破坏但不 会
导致大 范围破坏 倒塌 的能 力 ,或者说是 结构能适应与其不相 称 的破坏 。结构 的整体牢 固性是依靠结构优 良的延性和必要
【 图 分 类 号】 u3 1 中 T 1. 2 【 献 标 志 码】 文 A 【 章编 号】 0 79 6 (0 2 1—0 90 文 1 0 .4 72 1) 00 5—2
1 前 言
土建 结构 的安全性是指防止破坏倒塌的一种能力r 同时 ” ,
也是 结构 工程 非常重要的质量标准 ,而结构工程 的安全 性主 要 由施工 的水平和结构的设计决定 , 并且与结构的正确维护 、 检测相关 ,又 与土建工程法规和技术标准合理设置及运 用有
造 成的 巨大伤 亡与 当地建 筑结构缺 乏整体 牢固性 有很 大关
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【 者简介】 熹(9 2 , 江苏兴化人, 作 左 18 )男, 讲师, 从事结构防灾减
灾的研究 ,电子信箱) u x 2 6C r。 ( zo i @1 .O 8 2 n
I 工程建设与设计
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土建结构工程的安全性与耐久性

土建结构工程的安全性与耐久性土建结构工程是指利用土木工程原理和技术,进行建筑、桥梁、隧道、港口、水利工程等领域的建筑结构工程。
在建筑设计和施工过程中,安全性和耐久性是至关重要的两个方面,其重要性不言而喻。
本文将就土建结构工程的安全性和耐久性展开深入探讨。
土建结构工程的安全性是指在使用过程中不会出现结构失稳、倒塌或其他安全事故,保障了人身和财产的安全。
安全性与耐久性是两个紧密相关的概念,安全性是建筑结构的基本要求,而耐久性是保障建筑结构安全的重要手段。
没有良好的耐久性,就不可能有很高的安全性。
首先来说说土建结构工程安全性。
安全性是建筑结构工程的首要要求,建筑结构的安全性在很大程度上影响着建筑物的使用寿命和后期维护成本。
土建结构工程的安全性主要包括以下几个方面:首先是结构设计的安全性。
土建结构工程的设计应根据具体的使用要求和环境条件,科学合理地确定结构的受力形式、结构材料和结构形式,保证结构在自重和外载荷作用下具有足够的承载能力和变形能力,以确保结构的安全性。
结构设计还应考虑地震、风荷载等特殊荷载的作用,采取相应的抗震、抗风措施,提高结构的抗震、抗风能力。
其次是施工质量的安全性。
土建结构工程施工过程中,施工质量的好坏直接关系到结构的安全性。
施工质量包括材料的选用、施工工艺、工程质量监督等方面。
在混凝土浇筑过程中,浇筑质量的好坏直接影响着结构的承载能力和耐久性。
需要加强施工现场的质量管理,提高建筑工程施工质量。
最后是结构的使用和维护的安全性。
建筑结构在使用过程中,应按照设计要求合理使用,避免超载和恶劣环境对结构造成的不利影响。
定期对建筑结构进行检查维护,及时发现并消除可能影响结构安全的隐患,保障结构的安全使用。
除了安全性,土建结构工程的耐久性也是至关重要的。
耐久性是指建筑结构在特定使用条件下能够保持设计要求的使用性能和使用寿命,经受得住自然环境和外部荷载的影响,不发生结构失效。
耐久性与安全性密切相关,耐久性不强容易导致结构失效,从而影响结构的安全性。
土建结构工程安全性与耐久性分析

土建结构工程的安全性与耐久性分析摘要:在普通老百姓眼中,钢筋混凝土给人的感觉就是非常坚固,坚不可摧,但是在现实生活中,由于气候、风沙、酸雨以及建筑本身结构问题等,我国的土建结构根据以前的统计只有二十到五十年的使用寿命,而土建结构工程的耐久性又直接关系到建筑的使用寿命。
汶川地震的发生让人们清楚了让人类在大自然面前显得多么渺小多么脆弱,在地震发生后震中地区的多数建筑物都坍塌了,人们对土建结构工程安全性也提高了关注,本文结合了近几年来我国在土建结构工程的安全性与耐久性的状况对土建结构工程的安全性与耐久性进行分析。
关键词:现状;安全性;耐久性一、土建结构工程的安全性与耐久性的现状在土建结构工程中,什么会对土建结构工程的安全性产生影响呢?大致可以分为三点,一是承载的重量,毕竟土建结构工程的目的就是为了承载建筑上负荷的重量,负荷的重量如果超过了建筑本身所能承载的重量,就会出现建筑物裂层,甚至坍塌,危害土建结构工程的安全性;二是像地震、台风、洪水等这样的自然灾害,都会对建筑物造成毁灭性的打击,也同样威胁着土建结构工程的安全性;第三就是土建结构所处的环境,酸雨对建筑的腐蚀是十分明显的,风沙对土建结构的危害也非常的大,我国在外面环境的一些工业用的建筑,由于外部环境严酷,气候恶劣,在使用了20多年后就出现了表面脱落,断层,钢筋结构裸露,比如道路中的天桥和海上的大桥,由于海水的浸泡使得桥柱过早的被腐蚀,使用寿命严重缩短,不得不大面积翻修重整,对土建结构工程的耐久性产生很大的危害。
并且由于环境因素对土建结构的危害是持续性的,一个非常缓慢的过程,因此人们对环境因素产生的危害并不能很好的发现,这就像水煮青蛙一样,如果把青蛙放在沸水里,青蛙就会一下子察觉到并从沸水里跳出来,但是如果把青蛙放在冷水然后将水慢慢加热,青蛙就不会有所察觉,就算到最后水沸腾了,青蛙也不会跳出来。
人们对环境因素所造成的危害往往重视不够,最终却造成了难以计量的损失,国内外这样的例子并不少见,我们一定要对此产生必要的重视,一定不能重蹈覆辙,土建结构工程的耐久性问题必须受到足够的重视。
土建结构工程的安全性

关键词 : 土建结构; 安全性 ; 设计规范 ; 可靠度设计方法 年内人们生产生活水平发展的需要 ,有些土建 结构安全性是结构 防止破 坏倒塌的能力 , 差距可能相对小些。 是结构工程最重要的质量指标 。结构工程的安 尽管我 国设计规 范所设 定的安 全贮备 较 结构如商 品房屋则更要满足市场经济条件下具 全性 主要决定于结构的设计与施工水准 , 与 低 ,但是某些工程的材料用量反而有高于 国外 备 商品属性 的需要。 也 结构 的正确使用 ( 、检测)有关 ,而这些 同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈 维护 3结构设计规范的概率可靠度设计方法 自 18 94年国家建委和 国家建设部颁布 了 又与土建工程法规和技术标准 ( 规范 、规程 、 规 ,在结构方案 、材料选用 、分析计算 、结构 建筑结构设计统一标准以来 ,我国的建筑结构 条例等)的合 理设置及运用相关联 。 构造上缺乏创新 。 1我国结构设计规范的安全设置水准 1 结构 的整体 牢固性 . 2 没计规范已从 2 世纪 8 年代末期起抛弃了传 0 O 对结构工程的设计来说 , 结构的安全性 主 除了结构构件要有 足够承载能力外 ,结构 统的多安全系数设计方法 ,从而统一采用以概 要体现在结构构件承载能力的安全性 、结构的 物还要有整体牢 固性。结构的整体 牢固性是结 率理论为基础 的可靠度设计方法 ; 其它的工程 整体牢 固性与结构的耐久性等几个方面 。我国 构出现某处的局部破坏不至于导致大范 围连续 部 门如公路 、 铁路 、港 口、水利的结构设计规 建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方 破坏倒塌的能力 ,或者说是结构不应 出现与其 范也正在或计划作这样的转变。我 国规范的可 面的安全设置水 准,总体上要比国外同类规范 原因不相称的破坏后果。结构的整体牢 固性主 靠 度 设 计 方 法 是 参 考 国 际 上 的 相 应 标 准 低得多。 要依靠结构能有 良 的延性 和必要 的冗余度 , I0 3 4 好 S 2 9 并经过国内科技人员努力后得 以实施 1 构件承载能力的安全设置水准 . 1 用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错 的。将可靠度设计方法用于结构设计规范 ,在 与结构构件安全水准关系最大的二个因素 导致 的灾难后果 ,可 以减轻灾害损失。唐 山地 国际学术界内通常被看成是一种发展趋势 ,但 是 :1规范规定结构需要承受多大的荷载 ( () 荷 震造成 的巨大伤亡 与当地房屋结构缺乏整体牢 在 工 程 内 界 则 存 在 不 同 看 法 。尽 管 有 了 S 34 0 载标准值) ,比如 同样是办公楼 , 国规范 自 固性有很 大关 系。2 o 年石家庄发生 故意破 I 2 9 ,国外却 鲜有重要或著名的结构设计 我 01 15 99年以来均规 定楼板承受 的活荷载是 每平 坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸 规范 已直接采用了可靠度设计方法 ,至今仍采 方米 1 0g ( 5 k 现已确定在新的规范里将改 回到 造成的墙体局部破坏 ,竟导致整栋楼的连续倒 用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法 。 2 0 g ,而美 、英 则为 20和 2 0 g ( ) 0 k) 4 5 k ;2 规范 塌 , 也是房屋设计牢 固性不足的表现。 在我国,对于建筑结构设计规范 中的可靠度设 规定的荷载分项系数 与材料强度分项 系数的大 1 结构的耐久安全性 - 3 计方法 以及企图将 我国各个行业 的各种结构设 小 ,前 者是计算确 定荷 载对结构 构件 的作用 我国土建结构的设计与施工规范 ,重点放 计规范都用可靠度方法统一起来 的做法 ,虽然 时 ,将荷载标准值加以放大的一个 系数 ,后者 在各种荷载作用下的结构强度要求 ,而对环境 工程设计界颇有微词 , 但学术界持赞成和肯定 是计算确定结构构件固有的承载能力 时,将构 因素作用 ( 如于湿、冻融等大气侵蚀以及 工程 者是 主流 ,不过仍不时有人对可靠度方法用于 件材料 的强度标准值加 以缩小的一个 系数 。这 周围水 、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性 设计规范 的适用性提出质疑。这次科技论坛上 些用量值表示的系数体现 了结构构件在 给定标 要求则相对考虑较少 。混凝土结构因钢筋锈蚀 则较为集 中地反映了对规范可靠度方法的意见 准荷载作用下 的安全度 , 在安全系数设计方法 或混凝土腐蚀导致的结构安全事故 ,其严重程 分歧。 ( 如我 国的公路桥涵结构设计规 范) 中称为安 度 已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏 对我 国规范的可靠度设计方法持肯定意见 全系数 , 体现 了安全储备的需要 ;而在可靠度 低所带来 的危害 , 以这个问题必须引起格外 的专家认为这是重大的科技进步 , 可靠度方法 所 设计方法 ( 国的建筑结构设计规范) 中称 重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要 对安全度 的概率定义要 比定值的安全 系数更清 如我 为分项系数 ,体现了一定 的名义失效概率或可 求 ,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小 晰 、 更科学 、更合理 ,当然概率可靠度设计方 靠指标 。安全系数或分项系数越大 , 明安全 厚度和混凝土的最低强度等级 , 表 都显著低于国 法本身 尚有不少缺陷 ,有待进一步修改 完善。 度越高。我 国建筑结构设计规范规定活荷载与 外规范。损害结构承载力的安全性 只是耐久性 持相反意见的人则认为 , 结构设计规范所面向 恒载 ( 如结构 自重)的分项 系数分别 为 1 和 不足的后果之一 ;提高结构构件承载能力的安 的是类型多样 的复杂群体 , . 4 在安全度上需要考 1 ,而美 国则分 别为 1 和 1 ,英 国 1 和 全设置水准 ,在一些情况下也有利于结构的耐 虑 的不 确定性 与不确 知性非常 复杂 ,并 不是 . 2 . 7 . 4 . 6 1 ;这样根据 我国规范设 计办公楼 时 ,所依 久性与结构使用寿命 。 . 4 “ 从统计数学 观点 出发的概率定 义”所 能科学 据的楼层设计荷载 ( 荷载标准值与荷载分项 系 2调整结构安全设置水准的不 同见解 描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的 数的乘 积)值 大约只有 英美的 5% ( 2 考虑人 我国结构设计规 范的安全设置水 准较低 , 实践表明 ,它并没有给结构设计的安全性带来 员和设 施等活 载)和 8 % ( 5 对结 构 白重等恒 与我国建 国后长期处于短缺经济和计划体制的 明显实 效 ,反 而造成 了安全概念 上的某 些混 载) ,而设计时据 以确定 构件能够承受荷载 的 历史条件有关 。但是 , 能够对土建结构取用较 乱 ;对工程技术人员来说 ,结构的安全度用可 能力 ( 与材料强度分项系数有关)却要 比英美 低 的安全水准并基本满足 了当时的生产与生活 靠指标和虚假 的失效概率表达后变得更加不可 规范高 出的 l%一 5 O 1%,二者都使构 件承载力 需求 ,而且业 已历经了较长时间的考验 ,这是 揣摩和模 糊不清 ,不如安全系数那样 从安全储 的安全水 准下降 。日本与德 国的设计 规范在某 国内土建科技人员经过 巨大努力所取得 的重大 备 出发的度量方法更为直观和便于处理具体工 些方面比英美还要保守些 。一些发展中国家 的 成就 ;但是 ,由于安全储备较低 , 抵御意外作 程 的安全问题;现行设计规范 中的可靠度方法 结构设计多根据发达国家的规范 ,就如我国解 用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水 很不成熟 ,存在不少根本缺陷 ;他们认为半概 放前和建 国初期的结 构设计方法参照美国规范 准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗 率的多安全系数方法更适用于规范 ,也不排斥 样。至于中国的香港和台湾 ,至今仍分别 以 御灾 害的能力 。国 内发生 的大量 工程安 全事 可靠度分析的结果可 以作为一种参考 , 在综合 英国和参考美 国规范为依据 。这里需要说明的 故 ,主要是 由于管理上的腐败和不善 以及严重 判断安全系数的合理取值时予 以考虑。 是, 在其他建筑物的活荷载标准值上 ,与国外 的人为错误所致。现在提 出要重新审视结构的 的差别 并没有 象办公楼 、公寓 、宿舍 中这样结构工程 的安全性
土建结构工程安全性与耐久性

土建结构工程的安全性与耐久性摘要:本文主要阐述了土建结构工程的安全性、耐久性现状,并结合土建结构工程安全性与耐久性存在的问题,并提出土建结构工程安全性、耐久性方面的建议。
关键词:土建结构;安全性;耐久性中图分类号:tu4文献标识码: a 文章编号:一、土建结构工程的安全性、耐久性现状分析土建结构工程安全性、耐久性的全面分析工作,在实际的土建结构工程建设之前并没有得到建筑企业的认真落实,土建结构工程建设必须在经过实地考察与计算的情况下才能进行,然而不能避免的是虽进行了严密的可行性分析,仍然无法完全预知实际操作中可能会出现的状况,因此在土建结构工程建设后安全性、耐久性得到稳定的条件下必须开展二次分析对比工作,借此分析初次计划的失误。
通过施工后的评价体系可对实际施工后的状况和风险在土建结构工程安全性、耐久性方面的影响作出评价,有助于指导原有计划失误的改进工作,实现对原计划查漏补缺。
就当今的土建结构工程项目来看,企业并没有对此分析过程引起重视,从而导致人们对土建结构工程安全性、耐久性表现出忽视现象。
二、土建结构工程安全性与耐久性存在的问题1、土建结构工程的安全性及结构耐久性相两个方面的意识都比较淡薄土建结构工程中最重要的质量指标就是土建的结构安全性,它是土建整体或部分结构防止破坏倒塌的能力。
多种复杂因素影响着土建结构工程的安全性,主要包括土建结构的设计、施工水准、结构的正确使用(检测、维护)、土建工程法规、验收标准和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用等,它们都在构成着土建结构工程系统安全性的零部件基石。
2、对我国土建结构工程安全设计水准较低土建结构的安全性主要体现在结构构件的承载能力的保险程度、结构工程的整体牢固性与结构工程的耐久性及其安全系数范围的定位等方面。
3、我国土建结构工程的设计规范整体牢固性差结构整体牢固性是指结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的面应该具备的最基本的能力。
土建结构工程的安全性与耐久性

土建结构工程的安全性与耐久性摘要:本文主要针对在我国的土建工程中存在的安全性和耐久性的的现状进行了分析,对于其中产生的问题进行了重点探讨,并提出了相关的建议和改进措施。
关键词:土建结构工程;安全性;耐久性在建设的过程中,针对土建施工结构工程中的安全性和耐久性也出现了一些新的观点和看法。
随着土建结构工程的数量逐渐增多,范围逐渐扩展,其耐久性和安全性问题也越来越多,因此,针对土建结构工程的安全性和耐用性进行分析,并提出相应的解决措施有着十分严峻的形势。
1.土建结构工程安全性1.1土建结构中的安全性现状在土建结构工程中的安全性是指整体结构所具有的承受力以及使用中的牢固程度。
在进行结构工程的质量检验时,通常将其安全性作为重要的指标。
土建结构的安全性对于整个工程抗破坏和抗倒塌性能有着重要的保障作用。
结构工程的安全性是由设计队伍的设计水平和建筑施工队伍的施工水平决定的。
随着人们对于建筑的使用功能要求越来越多,建筑物中的楼板承受的压力也越来越大,在使用过程中容易使楼板中产生裂缝。
在过去的建筑标准中,对于楼板的承载能力没有做出较高的要求,不能够综合考虑楼板在罕见受力的情况下产生的破坏。
这样就使得土建结构的整体安全性能大大降低。
如果将楼板设计的较薄,就会使得内部的钢筋在受到温度影响的情况下产生变形,此时楼板就容易产生裂缝,对于居民的人身安全会造成较大的影响。
1.2土建结构设计的安全标准在进行土建结构工程的设计时要充分考虑到结构构件承载能力的安全性和整体结构的稳固性。
在我国的土建设计规范中对其进行了明确的规定。
1.2.1构件承载能力的安全水准在土建结构的构件中,影响到承载能力的安全水准的主要因素包括:规定的结构荷载标准值和规定的荷载分项系数、建筑材料的强度分项系数。
其中,荷载分项系数主要用于荷载标准值在放大时产生的系数,材料的强度分项系数是用于荷载标准强度在缩小时产生的系数。
产生的系数就是在标准荷载下的安全值,也叫做安全系数,其反应了安全储备的需要。
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When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.
(安全管理)
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试论土建结构工程的安全性(标
准版)
试论土建结构工程的安全性(标准版)导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,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水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。
一、我国结构设计规范的安全设置水准对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。
我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(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每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)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(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。
安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。
我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英美规范高出的10~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。
日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。
一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。
至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。
这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公
寓、宿舍中这样大。
不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75
约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。
结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。
结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。
唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。
2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如
干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。
混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。
我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。
损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
二、调整结构安全设置水准的不同见解现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,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,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。
国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,不同的见解如下:2.1认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。
我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高
标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。
2.2认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。
这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。
2.3认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。
三、结构设计规范的概率可靠度设计方法自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来,我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法,从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法;其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。
我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。
将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程内界则存在不同
看法。
尽管有了ISO2394,国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法,至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。
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