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        淺談土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性

        2018-12-18 19:34:06陸愛紅
        世界家苑 2018年12期
        關(guān)鍵詞:耐久性安全性

        陸愛紅

        摘 要:本文首先介紹了目前我國土建結(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,并且人們對于各種土建工程的要求也越來越高了,在土建工程的評價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)個人經(jīng)驗探討下土建結(jié)構(gòu)工程中安全性和耐久性的相關(guān)問題。

        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)不會因其某個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)計土建結(jié)構(gòu)中,我國著力于要求結(jié)構(gòu)的強度,卻忽視了在各種環(huán)境因素下對耐久性的考慮。因混凝土腐蝕等由自然環(huán)境對土建結(jié)構(gòu)所引起的影響而導(dǎo)致的安全事故近年來屢有發(fā)生,其危害已經(jīng)超過了對構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)設(shè)置的程度,我國對于耐久性的相關(guān)規(guī)定明顯低于國外的相關(guān)規(guī)定。

        隨著我國經(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)也只是暫時滿足了過去計劃經(jīng)濟(jì)短缺的時代需要,卻又存在著一定的風(fēng)險。因此,我國的安全設(shè)置水準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)范應(yīng)大體向國際水準(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,在整體的工程造價中工程安全程度提高所需要的費用逐漸降低,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.如鋼筋銹蝕對周圍混凝土的作用決不僅是簡單的體積膨脹,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程,對這一點的認(rèn)識必須通過細(xì)觀的實驗分析才能得到。脫離細(xì)觀實驗、僅用有限元等數(shù)值方法分析是難以發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)的。對混凝土孔溶液結(jié)冰過程的研究以及對混凝土孔溶液結(jié)冰量的量測是評價冰凍對混凝土破壞作用的關(guān)鍵。研究過程中,僅對宏觀現(xiàn)象進(jìn)行微觀定性解釋是不夠的,重要的是做到定量化。實驗研究是反應(yīng)材料徽、細(xì)觀性能、實現(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)計所無法達(dá)到的深度.我們不是否定大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。我們只是希望減少那種數(shù)據(jù)量大而認(rèn)識深度淺的研究。代之以數(shù)據(jù)量小而認(rèn)識深度深的研究。

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

        在人們的觀念里,混凝土一直以來都是非常耐用材料,但是事實上,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。我國建設(shè)主管部門上世紀(jì)80年代做了一項相關(guān)調(diào)查,從調(diào)查的結(jié)果來看,國內(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。相對于民用建筑和公共建筑的使用壽命則相對長一些,一般保持在50年左右。但是室外的陽臺,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)我國國家建委與國家建設(shè)部共同頒發(fā)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之后,傳統(tǒng)中多安全系數(shù)的設(shè)計方法便不在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范中了,這時,在以概率理論作為基礎(chǔ)之上統(tǒng)一先用可靠度的設(shè)計方法。與此同時,像公路和鐵路等的工程部門也在規(guī)劃著結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的規(guī)范的改變。通過對國外的ISO2394相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的研究努力,我國可靠度的設(shè)計方法規(guī)范才能實施。在國際上的學(xué)術(shù)界里,結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的可靠度設(shè)計方法的應(yīng)用是發(fā)展的趨勢,而在工程界,國外直接采用這種可靠度的設(shè)計方法而形成的重要結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范卻相當(dāng)?shù)纳?。在我國,雖然工程界的看法不同,但是可靠度的設(shè)計方法與規(guī)范已在計劃使用與實施中,與此同時,學(xué)術(shù)界中也以肯定意見為多數(shù),只是對設(shè)計規(guī)范中使用可靠度的方法還不斷的提出疑問。我國規(guī)范中對可靠度設(shè)計方法的使用無疑是科技上的一大進(jìn)步,其對安全性標(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存在著相應(yīng)的不足,還有待進(jìn)一步的改善。

        2)編寫出相應(yīng)的設(shè)計施.T技術(shù)文件,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目,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,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果。

        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土資源并破壞植被與河床,我國現(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,長此以往實難以為繼。延長結(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。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計工作壽命多為100年,有的如英國為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,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進(jìn)一步延長的趨勢,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)中都離不開對混凝土的使用,而提高其結(jié)構(gòu)耐久性是十分重要的。建議重點審查工程的耐久性工作,了解在工程的高計中,混凝土最低使用壽命的養(yǎng)護(hù)。有關(guān)部門應(yīng)對混凝土耐久性進(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)計的指導(dǎo)文件。

        4)土木結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護(hù)和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來說尤其如此。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程中,應(yīng)該進(jìn)行定期檢測和維護(hù)。

        5)完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制,發(fā)揮學(xué)會、協(xié)會在技術(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)范條文的強制性質(zhì);鼓勵編制地方性規(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,并鼓勵科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。

        此外,在施工過程中,應(yīng)當(dāng)定期對土建結(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)險危害以及人民群眾的意向等,相關(guān)主管部門應(yīng)組織各級技術(shù)人員對土建工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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

        綜上所述,土建工程在我國建筑設(shè)計中占據(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方面,因此,為更好的建設(shè)我國現(xiàn)代化建設(shè),加強土建工程結(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(2007,NO.1)。

        [2]劉峰。淺談影響土建結(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(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)

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