土建结构工程范文
时间:2023-04-05 22:57:45
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篇1
关键词:土建工程;安全性;耐久性
Abstract: This paper discussed the main safety, durability and other aspects of civil engineering structure.
Key words: civil engineering; safety; durability
中图分类号:V552+.4文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
土建工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。下面,笔者结合多年工作经验,主要就土木结构工程的安全性、耐久性进行简要探讨,希望对同行有所启发。
1土建结构工程的安全性
结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力,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。1.1我国结构设计规范的安全设置水准。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的安全耐久性等几个方面。
一是结构构件承载能力的安全性。与结构构件安全水准关系最大的两个因素:一是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1.5KPa(在新修订的规范里已改为2KPa),而美国、英国则分别为2.4KPa和2.5KPa;二是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。这样根据我国原有规范设计办公楼时,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)值大约只有英国、美国的52%(考虑人员和设施等的活载)和85%(对结构自重等的恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力却要比英国、美国规范高,两者都使构件承载力的安全水准下降。这里的问题主要在于设计墨守成规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
二是结构的安全耐久性。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,其严重程度已远大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;而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。1.2调整结构安全设置水准的不同见解。我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。这种作法能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,并历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力取得的重大成就。但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果能够适当提高安全设置水准,将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。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。
2土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
2.1土建结构工程耐久性现状
当今大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有。有资料指出,加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋;我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。
我国桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训。大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥,其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3~4cm厚的保护层厚度。
2.2影响混凝土结构耐久性的主要原因
一是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。
二是工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,“早产有损生命健康”的概念同样适用于混凝土。国内一些媒体大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉大量资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工工期的工程在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。三是环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30%。
2.3土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。
3 改善我国土建结构安全性与耐久性的建议
3.1对政府机关方面的建议
一是建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门,能对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证。
二是建议有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例;国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持;国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助;中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
3.2对提高土木工程安全性的建议
一是建议对土建工程使用过程中的安全性,进行定期的检测和正常的维护修理。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于保证工程寿命和投资效益。建议对桥、隧等重要公共基础设施和重要的公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规和编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。建议有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。
二是建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。
三是建议完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。
四是建议合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给、乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全贮备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意见。我国不同地区的经济发展水平悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。
篇2
【关键词】土建结构;结构工程;安全性;影响因素;规范时效性
一个成功的土建结构,有着投资大,功能强,收益高,使用年限长等特点。如何保证其安全性,是当前也是今后相当长一段时间内所面临的重要课题。如何在保持经济性的条件下保证结构的安全性,是工程从业人员的最终努力目标。
一、对现有土建结构的安全性的评价
随着社会经济的发展,原有规范下设计的土建结构各方面较现在已经大不一样了。各种荷载值发生了变化,结构的使用环境发生了变化,使用功能也发生了变化,加之一些人为的破坏,很多以前修建的结构已经不能满足现在生活的需要了。据调查,美国很多土建结构建成后不到三十年就出现了不同程度的需要处理的损害,我国的很多大型结构也逃不过这种境况,一般使用三十年后就需要大修。使用环境更恶劣的,使用十年后就需要翻修了。有专家估计,基础设施“大建”的二十年过后就是“大修”的二十年。而且种种迹象表明,这种“大修潮”正在提前,随之带来的是巨大的经济负担。
二、我国的土建结构安全性存在的问题
在土木建筑工程中,结构的安全性是工程质量的基本保证,它能有效的防止建设工程结构倒塌,因此其设计安全性成为我国建筑行业的一大首要课题。
1、总体上来讲,我国建筑结构安全性规范设置水平要远低于国外发达国家水平。具体表现在:第一,关于构件承载能力的安全设置水准,我国大多采用安全系数或者分项系数作为衡量指标,安全系数或者分项系数越大,建筑结构安全性越好;第二,关于结构整体牢固性,我国用以防止爆炸、地震等灾害的建筑整体牢固性规范设置还不是十分严谨;第三,关于结构耐久安全性,我国建筑结构安全性规范重点考虑了对建筑结构性强度的要求,而忽略了建筑在环境因素影响的耐久安全性。
2、我国现行的土建工程结构中的设计规范整体具有的牢固性比较差,也就是土木工程建筑的承压力比较低,在正常的使用情况下,是不会出现问题的,但是一旦发生了严重的事故和突发状况,就会措手不及,造成不必要的损失。狠抓建筑的牢固性,不能只建造在“温室中”使用的土木工程,土木工程建筑的建筑目的不仅在于要为人们所使用,还要在灾难来临之时,为人们遮蔽风险。
3、对土建结构工程正确使用与维护意识相对较差。建筑本身的问题可能是造成后期使用中质量问题的最主要的原因,但是使用者对于建筑的使用方法和维护行为也将在很大程度上影响着建筑物的寿命和质量,也就是安全性和耐久性。
三、土建结构工程的安全性措施
1、土建结构设计的安合理设置
我国经济的快速发展带动了建筑行业的发展。经济形势的巨大变化,对建筑的设计要求要上升到一定的高度,因此,必须要重新审视土建工程结构的设计,并将施工设计方案订立一种新型的设置水准。例如:对桥梁交通的土建结构设计水准上,其承载能力的安全度和设计荷载标准值要比一般的建筑结构具有相对较高的安全储备性能,因为桥梁建筑的车流量较大,车载和车速对桥梁的质量有一定的要求。
2、增强检测和维护的力度
土建工程结构的耐久性和安全性问题的研究,体现在工程的检测和维护过程中。在土建工程成的基础设施过程中,投资方一般都有重新建和轻微修倾向。因此,土建工程结构的安全性和建筑物的使用耐久性能的检测和维护,对保障工程质量具有重要的作用。为了保障土建工程结构的质量,需要对工程建设中的结构安全和耐久性进行检测,并对竣工的工程进行定期的维修和检测,及时解决问题防止不必要的安全问题的发生。尤其是对桥梁的承载能力、隧道的支撑部位、建筑物的玻璃幕墙等工程建设的检测和维修。因此,为了保障施工安全顺利的进行,以及建筑持久耐用性能,需要制定相应的技术标准、人员资质认证和监管体制,随时检测和维护建筑工程。
3、严格土建结构的耐久安全性
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。
4、做好土木建筑结构的耐久性
大多数土建设计结构主要是混凝土.混凝土结构的耐久性是建设施工过程中最重要的质量问题.长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料,但国内的一些资料显示一般的混凝土建筑使用寿命不超过三十年。通常所说的土木建筑结构的耐久性一般是指工程的使用寿命,是土木建筑在规定使用年限内能够正常发挥使用功能。现行的土木建筑结构设计与施工规范对建筑物由于冻容、干湿、有害物质侵蚀造成的使用寿命减短,没有太明确的考虑规定,只是重点规范了各种荷载作用下的结构物强度要求。而事实是某些建筑物由于外在的因素,比如钢筋因混凝土保护层薄而锈蚀,这种损害程度要高于安全水准设置偏低带来的危害.土木建筑结构的耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理有直接的关系.因此要提高建筑物设计施工规范的要求.以前土木建筑只注意项目建设的一次投资,各方面都没有考虑建成投入使用后正常维修需要的费用.导致后期维护费用超支,工程项目的总体支出还是非常高。
结束语
土建结构,意义重大。在经济性合理的情况下,尽可能的提高其安全性,与个人、与家庭、与国家都是有百利无一害的。由于时代原因,在设计思想方面我们无能为力,但是在施工质量,后期服务,相互配合和使用环境方面进行控制管理。严格按照结构既有功能使用,杜绝超标准使用,则需要我们大家的共同努力。
参考文献:
[1]高渊.我国土建结构工程的安全性与耐久性现状分析[J].开封大学学报,2010(3).
[2]王萍.对土建结构工程安全性及耐久性的分析[J].城市建设理论研究.2011(6).
[3]杨红艳,王庆华,平顸山市鲁山县建筑工程质量监督站[J] ,土木建筑学术文库,2011(12)
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土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
土建结构工程的耐久性现状
大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。
我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训,还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥,仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥,其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3~4cm厚的保护层厚度。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有:
1) 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。
2) 工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。
3) 环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30% 。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料,而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土,所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
2.土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
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关键词:土建结构;土木工程;安全性
前言:土建结构的安全性就是指防止破坏倒塌的一种能力,它也是结构工程非常重要的质量标准,而结构工程的安全性也是主要由于施工的水平和结构的设计,并且与结构的正确维护、检测有关,这些又与土建工程法规和技术标准合理设置及运用有相当的关联性。
一、我国结构设计规范的安全设置
1.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;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。
2.结构的整体牢固性
不但结构构件要有很好的承载能力,而且结构物还要有整体的牢固性。结构的整体牢固性主要是指结构出现局部损坏,但不至于导致大范围倒塌的能力,换一种说法讲是结构能适应与其不相称的破坏。结构的整体牢固性主要是依靠结构优良的延性和必要的冗余度,用来预防地震、爆炸、火灾等自然灾害或人为差错导致的巨大灾难,尽量减轻灾害所造成的损失。例如汶川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。又如,前段日子的上海的楼趴趴,这也是典型的房屋设计牢固性缺失。
3.结构的整体安全性
我国土建结构的设计与施工的规范主要放在各种荷载作用下的结构强度上了,只考虑工程的耐久性,而对环境耐久性如干湿、冻融等大气侵蚀的考虑有着严重的不足。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的危害很严重,其严重程度早已超过了因结构构件承载力安全水准设置偏低所造成的危害,这是应该被重视的的问题,有关部门也制定规范规定于安全性相关的要求,例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等,但是都显著低于国外的相关规范,相当于加拿大50年代的水平。它损害了结构的承载力的安全性,从某种程度上提高结构构件的承载能力的安全设置水准也是对结构的耐久性与结构的使用寿命很有宜的。
二、调整结构安全设置水准的见解
在我国的结构设计规范中,关于结构的安全设置水准是比较弱势的,这和我国的长期处于经济短缺以及计划体制不完善的情况有一定的关系的。在当时的历史条件下,较低的土建结构的安全水准是完全可以满足生产和生活的需求,并且在一段相当长的时间里也接受了一些考验,这些情况下的结构承载力可以承受外界的压力和我国土建科技人员的巨大努力是分不开的;因安全储备比较低,所以对于外界破坏力的抵御能力是有限的,出现质量问题的现象也是正常的。如果能适当的提高安全设置水准,那么就会减少事故的发生频率以及提高工程的抗御灾害的能力。在我国,发生过许多的工程安全事故都是由于在管理上出现腐败,用假冒伪劣产品,材料不合格以及管理人员的素质太差造成的。现在提出的新审视结构的安全设置水准,最主要的是基于客观的形势变化。由于我们从事的基础设施建设是为了以后的现代化奠定基础,要求能满足今后几十年甚至上百年的人们的生产生活水平发展需要,成为标志性的建筑。
三、提高土建结构工程安全性的措施
1.加强新技术的推广
在土建结构的危害中,我们可以总结为以下几个方面的危害:裂缝、盐冻、渗漏和侵蚀,在这其中最影响安全性和使用性的就是裂缝,在一些安全的检测中,可以应用探测的方式去确定裂缝的病害,在传统的探测方法中,我们可以使用的是超声波法和声波等,在土建结构的强度检测上,我们主要应用的方法是回弹法、超声回弹综合法以及射线法等,我们可以利用这种检测来反映土建结构的表层强度等级。在一些安全检测中,我们可以用取芯法来对其他的强度测试方法进行校正,在土建结构的内部,对缺陷检测主要是采用超声波法和射线法,应用超声波法进行检测时要求两个被测物有两个相对临界面,而且对于他们的穿透深度也是有限制的,于此同时,还会受到结构物材料中的钢筋和含水量的影响;应用射线法时,它的现场测试难度也是非常大的,并且对测试者也有辐射。
2.应用合理的技术规范
在土建结构的规范标准下,想要摆脱计划经济年代的一些遗留问题,就要求我们对于规范进行合理的编制和改进,不要去强求统一,以免使得一些个性化的东西减少,同时导致缺乏实事求的灵活性的优点。我们要提倡各个省市对于规范进行地方性的编制,在工程的安全性和耐久性标准上可以有不同的设置水准。假使全国性的规范制定的越是详细订就会使得一些地方性的适用性变得越差,不仅会造成规范的使用混乱,还可能造成建筑规范的使用本末倒置,起到相反的作用。在技术的标准中,我们的强制性越强就会导致相关部门承担的责任越大,对于具体的技术承担的责任越重,这样对于政府部门的职责是不公平的。我们要求的规范中的要求应该是最低的要求,在结构的安全设置水准上,政府干预的情况下也应该保证尽量的做到最低的要求,但是要保证公众的安全。政府部门还要发挥在技术标准上编制和修订中的作用,逐步的淡化技术规范的强制性,对于地方性的编制规范(标准),要适当的采用不同的要求,从而去适应不同的地区在地质、经济和技术上的差异,鼓励工作人员去勇于去进行技术上的创新。
3.开展安全监测设施的更新和改造
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【关键词】混凝土;结构裂缝;治理措施
随着混凝土结构在建筑工程中的广泛使用,在施工中也产生了大量的混凝土裂缝,严重影响了建筑物的正行使用。混凝土是一种由水、水泥、砂石骨料等外加材料混合而成的非均质脆性材料。混凝土在硬化时需要释放大量水化热,常因内部温度过高而出现裂缝,并在其他因素的影响下扩张为肉眼可见的裂缝。混凝土裂缝的成因有很多,要想控制裂缝问题,必须从分析成因入手,因此,探讨混凝土裂缝的成因和控制方法对提高施工质量有重要意义。
一、混凝土建筑工程结构出现裂缝的原因
1. 塑性收缩与干缩裂缝
塑性混凝土裂缝可分为塑性收缩裂缝和干缩裂缝,常见于路面和楼板等平面结构中,多产生于浇筑后2~16小时内。塑性收缩裂缝的产生原因主要在于混凝土多为露天浇筑,浇筑后的混凝土受风吹日晒等自然因素的影响,表面水分蒸发快,蒸发速度超过泌水速度,而表层混凝土的收缩又受深层混凝土的约束,正在硬化的混凝土发生拉应力,因此在混凝土表面产生裂缝。
干缩裂缝常发生在混凝土终凝时,大多发生在较薄的梁板类构件上,均匀分布在相邻钢筋之间,且与钢筋平行。干缩裂缝的产生原因主要是混凝土硬化时表面水分蒸发后水泥石内的凝胶体干缩,产生初始应力,引起裂缝。
2. 水化热导致的裂缝
在水化作用的影响下,混凝土在凝结和硬化时温度升高。这种内部蓄热很难通过混凝土表面快速散发出去,因而在形成从核心到表面的梯度温差,这样的温度分布使得混凝土处在一种外层受拉,中间受压的自应力状态,当混凝土承受的拉应力超过其抗拉强度时,裂缝就产生了。这种裂缝通常是不规则龟裂,深度很浅。如果采用地水化热的水泥或降低搅拌温度,则能有效减少这种裂缝的出现几率。
3. 荷载产生的裂缝
在施工中,可能因结构受荷而出现裂缝,如构件堆放、吊点位置不当等。通常,钢筋混凝土构建在承受30%~40%的设计荷载时就有可能产生肉眼难以观察到的裂缝,而构建的极限负荷通常为设计负荷的1.5倍,因此,在一般情况下,混凝土构件是可以带缝作业的。但是,对那些宽度超过相应标准,或不允许开裂的构件上发生的裂缝,一定要认真分析和处理。
4. 温度变化引起的裂缝
当温度变化时,因热胀冷缩的影响,建筑物的各个构件将产生不同的变形,彼此制约产生应力。由于墙体与屋面混凝土的膨胀系数不同,当墙体与屋盖间的构造处理不当时,就会使墙体受拉,当所有的剪力与拉应力超出自身的抗拉强度时,就会产生温差裂缝。此外,普通混凝土在空气中硬结时若湿度发生变化,其体积也会收缩,在构件内也会产生拉应力。
5. 钢筋被腐蚀产生裂缝
若保护层混凝土厚度不足,或不密实、发生碳化,都可能引起钢筋被锈蚀,削减钢筋断面,甚至因铁锈膨胀而导致混凝土开裂,从而减少混凝土与钢筋间的粘结力,降低结构耐久性。
二、控制混凝土工程结构裂缝的策略
1. 选择优质材料
混凝土工程结构裂缝的控制,首先要从原材料上进行把关,应选择合格的建筑材料,且在材料进场后进行检验,主要材料还需进行反复检验。
水泥:应优先选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性差的水泥。
粗骨料:应选择质地坚硬,表面粗糙的石料,这种食疗空隙率小,级配较好,且内部有害物少,无碱性反应。
细骨料:应选择空隙较小、颗粒粗糙、含沙量地的中砂。
外掺加料:可选择减水剂等外加剂,改善混凝土性能,减少用水量和收缩。
2. 加强对环境温度的监测和控制
在现场可采用的裂缝防治方法有:优化骨料级配,使用干硬性混凝土掺混合料,使用塑化剂和引气剂,减少水泥使用量,在搅拌混凝土时可加水或用水冷却碎石,控制混凝土的浇筑温度。在夏季浇筑混凝土时,应将浇筑厚度控制在500毫米以内,方便散热。要在第一段混凝土初凝前浇筑完第二层。根据浇筑面积,应在混凝土上中下各部安置测温管,检测内外温度,并做好实时记录,将混凝土内外温差控制在25摄氏度以内,当发现温度超偏时,可通过调整养护的方式降低温差。此外,还要科学确定拆模时间,防止混凝土产生剧烈的温度梯度,可采取覆盖塑料薄膜的方式来加强保温,还可用麻袋装锯末进行覆盖,先以80~100mm的厚度进行中层覆盖,再覆盖以2层厚度100mm的厚岩棉被。此外,在夏季施工时还要对长期暴暴露在室外的混凝土进行洒水养护,避免混凝土内部水分蒸发过快从而产生裂缝,在施工时,应注意避免在大风、大雨的天气中浇灌混凝土。
3. 加强控制进场材料
建筑材料的质量对混凝土的质量有着决定性的影响,对于进场的材料,一定要进行严格的把关。混凝土硬化期间会释放发凉的水化热,而水化热越大则裂缝的产生就越有可能,因此,应采取措施减少水化热的产生。首先,可选择水化热小的水泥,加入缓凝剂,减慢浇筑速度方便散热,还可加入适当的减水剂或减少水泥用量。其次,要选择级配良好的骨料,控制好骨料含泥量,细骨料可选用干净的中粗砂,骨料可选用连续级配好,颗粒径大的石子,应注意严格避免将煅烧过的石灰石和白云石混入场地。
4. 加强施工监测
在施工中,要加强对混凝土温度和变形程度的检测,对现场情况进行及时记录和反馈,促进工程顺利进行,还要努力改善混凝土性能,加强养护,提高其抗裂能力,在施工中,混凝土质量对裂缝的产生有重要影响,尤其是对贯穿裂缝的影响更为明显,一旦发生贯穿裂缝,再想恢复混凝土结构的整体性就变的十分困难,因此,在施工过程中一定要更加重视对贯穿性裂缝的预防。
三、总结:
混凝土裂缝的防治是一项重要的工作,需要相关人员仔细操作。一旦发现裂缝,则应根据调查结果和获取的数据分析各个影响因素和建筑物本身存在的问题,再制定修补细节和应对措施,而非盲目的进行修补。总而言之,混凝土裂缝的修补是一项细致的工作,我们在预防和修补的过程中,一定要根据实际情况,科学分析并制定结局措施,保证结构的安全。
参考文献:
[1]王小明.钢筋混凝土梁式结构的裂缝与应对措施[J].山西建筑.2009(27).
[2]张熠.浅谈现浇钢筋混凝土裂缝的分析与处理[J].山西建筑.2010(15).
[3]赵顺增,刘立,游宝坤.补偿收缩混凝土的基本性能[J].膨胀剂与膨胀混凝土.2009 (01).
篇6
【关键词】软土地基;施工控制;土建结构;耐久性
我国平原一带多为软土地区,其软土地基的耐久控制是土建结构工程旅工成败的关键。但是由于软土地区土层性质多变,再加上在建筑物密集地区施工,周围环境要求严格,施工难度也很大。我们应该积极完善耐久性技术标准体系与管理体制,鼓励科技创新和技术进步,使之尽快达到国际先进水平。
1.耐久性概述
结构的安全性是结构或构件在各种作用下保证人员财产不受损伤的能力,通俗说来就是防止发生破坏倒塌的能力。它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,而这些又与土建法规和技术标准的合理设置及运用相关联。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的安全耐久性等几个方面。土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
2.软土地基土建结构发生沉降的原因
当前与土建构件安全水准关系最大的两个因素是:(1)规范规定的结构所需要承受的最大荷载(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l50kg/m2(新的规范将改为200kg/m2),而美国、英国则分别为240kg/m2和250kg/m2,(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中称为安全系数,体现了安全储备的需要。但是软土的强度较低,天然地基上浅基础的承载力基本值一般为50~80 kPa,这就不能承受较大的结构荷载,否则可能会出现地基的局部破坏乃至整体滑动,或者是在开挖较深的基坑时,出现基坑的隆起和坑壁失稳的现象;另一方面,由于软土的压缩性较高,建筑物基础的沉降是比较大的,如果结构荷载差异较大,体形又比较复杂,那就要产生较大的不均匀沉降,沉降和不均匀沉降过大将引起公路基础标高的降低,影响公路的使用条件,或者造成倾斜、开裂、破坏。同时由于其渗透性很小,固结速率很慢,沉降延续的时间很长,给土建结构内部设备的安装和与外部的连接带来许多困难。
3.加强软土地基土建结构工程耐久性的主要措施
3.1加强沉降动态观测
为掌握土建结构在施工期中的变形动态,施工期间必须进行地表沉降量的动态观测。其中沉降动态观测的首要任务是合理埋设沉降观测点。沉降观测点的埋设位置通常由工程设计书给定,一般来说每个断面应在土建结构中央分离带上布设1个沉降点,在两侧分别布设1个沉降点,3个沉降点应位于一条线上,以便充分体现该断面的沉降情况。沉降点以沉降板作为观测标志,沉降板一般由一根直径为30~40mm的直杆钢管和一块400mm×400mm×9mm的钢板组成,钢管底部焊接在钢板上,沉降杆每段长度为20~30mm,随填土升高而逐渐接高。沉降板的底座埋设在路基底面或砂垫层上,埋设时要求沉降杆处于铅直状态,并保持管顶低于压实面5~8mm。.如果需要埋设分层沉降观测点,原则上应每一层土设一个点,点数与埋设深度视具体情况而定,最深的点应超过压缩层理论厚度,或者埋设在压缩性低的砾石或岩石层上,最浅的点一般在基础底面下50mm处。
3.2应用合理的技术规范
在土建结构耐久性规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在软土地基耐久性标准上,可有不同的设置水准。全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别像软土工程那样的规范更是如此。技术标准中的强制性越多,也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重,而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求,在安全设置水准上,政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。比如对于土建结构的抗震设计,政府有关部门至今仍规定任何部门与个人不得随意提高抗震的设防标准。
3.3进行定期的检测与维修
在软土地基土建工程施工与使用过程中,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于工程寿命和投资效益。对于重要土建工程重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。设计合理的混凝土结构体系也是重要措施,配置完善的受力钢筋骨架,不但进行强度和刚度计算还应进行抗裂或裂缝宽度验算,避免因结构开裂或裂缝宽度超出限值而使钢筋受侵蚀。同时成立一个由安监人员,土建管理人员、基层班组长等相关人员组成的土建安全管理小组,按安全生产责任制并结合具体情况明确小组的人员分工。管理小组成员相互沟通协调处理施工中的各项日常事务,正确解决安全和生产矛盾,避免出现各自为政的情况。
3.4加强新技术的推广应用
当前灌注桩作为软土地基建筑物基础,在房屋建筑工程、桥梁工程和水利工程中已广泛应用,钻孔灌注桩施工技术也比较成熟。其施工原理就是以足够的首批混凝土浇灌量,迅速将孔底的水或泥浆排开并一次将导管出料口包裹在混凝土一定的深度之中,使后续浇灌的混凝土始终与孔内水或泥浆隔离开来,而后持续不问断地将高流态混凝土从进料口通过导管输入桩孔。在输入混凝土过程中,随着孔内混凝土不断增加,不间断地提升导管,但必须使出料口埋设在已浇筑的混凝土中的一定深度。后续输入的混凝土是通过出料口与入料口之间密封导管中的高差形成的压力,使混凝土冲挤入已浇筑的混凝土之中的。首批灌入的混凝土中的一部份作为隔离层而被顶在最上面,并始终被不间断灌入的后续混凝土逐步冲顶向桩口处移动。钻孔灌注桩在施工中振动噪声小,桩长及形式比较灵活,因此,应用很广泛。
4.结语
软土地基土建结构的耐久性一直是设计者与使用者非常关注的问题,关系到安全与经济的协调、基础设施的投资,并与国家现行政策、法规以及未来的经济发展息息相关,是一个复杂的系统工程问题。我们应充分理解和认识软土地基的受力特点,采取相应的施工方法,同时精心组织、精心施工,才能避免施工过程中产生不必要的麻烦。■
【参考文献】
[1]白云,周松等.软土地下工程施工技术[M].上海:华东理工大学出版社,2000.
[2]建筑荷栽规范(GB5009~2001)[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3]建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068~2001)[M].北京:中国建筑工业出版社.2001.
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关键词:土建结构工程;安全性;耐久性
中图分类号:TU754文献标识码: A 文章编号:
在建筑行业的飞速发展的情况下,土建结构工程的安全性与耐久性也越来越受到重视,由于我国土建工程技术水平仍存在一定的不足,因而就必须通过自身不断实践论证,加上学习和借鉴国外先进水平,来提高我国土建工程技术水平,为土建工程质量奠定坚实基础。基于此,本文正式结合这一背及自身工程实践提出以下几点看法。
一、土建结构工程的发展现状概述
伴随着我国社会经济的不断发展,建筑事业进程的不断加深,土建工程的发展前景也越来越好。对土建工程发展造成影响的因素主要有灾害、环境、荷载。影响土建工程发展从具体划分又能分为对土建结构安全性与耐久性的影响。影响土建结构安全性的因素是灾害、荷载,例如地震、海啸等破坏性超强的自然灾害,这对于土建结构安全性是一个巨大的挑战;影响土建结构耐久性的因素主要有环境,例如严寒、酷暑、暴雨等气象因素,周边环境的变迁等,这对于土建结构耐久性亦是所面临的一个巨大挑战。这些因素均会对土建结构工程的安全性与耐久性造成严重的影响,甚至带来重大的经济损失[1]。
二、土建结构工程的安全性
1、土建结构工程的安全规范
土建结构工程的安全性主要体现在其结构是否具有较好的承载能力及整体牢固性的优劣等方面。由于当前我国的土建结构工程的安全规范和安全性离国际规模水平仍有一定差距,因此,就必须采取一些加强土建结构工程安全规范及提高安全性有效措施。
(1)土建结构工程整体牢固性
土建结构工程的整体牢固性也是具体体现土建结构工程的安全性的主要因素,土建结构工程整体牢固性即是指不会因为结构出现局部坍塌破环,而引起整个结构的坍塌破坏,具有十分稳固的能力。我国是一个地质灾害频发的国家,所以结构整体的牢固性至关重要,优秀的牢固性能极大的降低因地质灾害而造成的巨大生命财产损失。
(2)土建结构工程整体安全性
当前我国土建工程的建设现状是过于注重建设施工中结构受力下的工程耐久性,而忽视了易对工程耐久性造成影响的因素,例如环境因素,致使工程耐久性能快速下降。在长久环境因素的影响下混凝土中的钢筋往往就会出现承载能力不足现象,对工程整体安全性产生了严重的危害,也使人们的生命财产安全受到极大的威胁,所以必须对此给予充分的重视。注重土建工程建设中的各施工环节,力求做到环环相扣,始终坚持在工程建设中按照相关规定技术参数及安全性规定进行施工[2]。
2、土建结构安全设置水平
一是随着我国长时期在安全设置方面的实践及论证,当前我国已经取得宝贵的经验,以这些经验为基础,以安全程度为前提,不断学习、借鉴发西方发达国家先进的土建结构安全设置,以此来提高我国的土建结构安全设置水平,但是必须注意不需总体上全部进行改变,应是取长补短。
二是我国土建结构安全设置水平相较于西方发达国家,仍有一定的欠缺,但是经过长时期的实践及论证,也在开始不断突破自身极限,当前已应用在许多大型建筑物中,且安全性始终处于良好的状况,这足以说明,虽然水平仍有一定欠缺,但是能够安全使用,不会对整体造成影响。为了进一步与国际接轨,我国仍需要不断加强提高土建工程的安全性与耐久性,提高土建结构安全设置水平。
三、土建结构工程的耐久性
1、土建结构工程的耐久性现状
在长久环境因素的影响下混凝土中的钢筋往往就会出现承载能力不足现象,对工程整体安全性产生了严重的危害,也使人们的生命财产安全受到极大的威胁。混凝土耐久性必须得到充分重视。虽然耐久性问题一直比较突出,但是我国仍有许多工程在建设时往往忽视这一问题,一些城市建设高速公路桥梁时,环境因素考虑不够充分,在结构和材料性质上面没有采取预防环境因素的措施,只注重进行建设,给工程的耐久性就留下了隐患[3]。
2、提高土建结构工程耐久性的措施
(1)加强新技术推广应用
土建结构工程主要有裂缝、渗漏、剥蚀三种病害,其中影响和威胁工程安全最大的病害就是裂缝,因而在检测中采用撩测的方法能有效确定裂缝,撩测方法属于较为先进的探测方法,如超声波法、声波跨孔法等属于传统探测方法。通常在进行土建结构强度的检测时,主要采用的方法包括射线法、回弹法、超声回弹综合法等,采用这些方法进行检测工作能有效反映土建结构表面强度。进行安全检测时,除了采用以上方法检测强度,还使用取芯法进行校正,采用射线法与超声波法主要是进行土建结构内部的检测,射线法具有现场难以测试且对测试人员具有一定危害的特点,而采用超声波法进行测试时,应先设立两个具有相对临空面的被测物,但是穿透深度有限,也会受到结构物材料中的钢筋和含水量的影响。
(2)合理应用技术规范
为了更好的确保土建结构工程的安全性与耐久性,必须合理应用相应的技术规范。国家应大力鼓励各地区自行编制相关规范,且对于工程安全性与耐久性标准的不同,设置不同的安全水准。但是规范编制的越详尽,就可能适得其反,导致适用性变差,造成的混乱也越多;其中岩土工程制订的规范就是较为突出的例子。编制的技术规范越具强制性,就意味着政府和工程有关部门技术问题上的责任也就越重。在规范中确保人们安全是最低要求也是安全设置水准的最低要求,亦是政府干预的最低要求。同时为了更好的体现技术规范文件的人性化,在编制过程中,应加强与学会和协会的合作,使其具有的各种职能更好地服务技术规范文件的编制,因而在编制过程中应尽可能地编制具有地方、行业特点以及企业实际的技术规范文件,以适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上存在的差异,并鼓励科技创新和技术进步[4]。
(3)安全监测设施更新与改造
安全检测即是对建筑物在使用中进行安全性与耐久性的检测,从而得出安全检测资料用以为建筑物的安全运行提供重要的保障依据。安全检测资料能在建筑物发生位移、变形、裂缝请情况时,对建筑物的安全性进行评判,现阶段主要是用效应量变化趋势当作评判的依据。但是由于各种原因,许多中小型建筑工程普遍缺乏安全观测设施,部分设置没有,导致现阶段进行安全检测与评判时主要是依靠经验丰富的专业检测人员进行实地观测,从而根据相关规范进行计算复核,最终对工程作出安全评判。然而工程的安全评判具有复杂性,这就对安全检测工作提出了更高要求,因此开展安全监测设施的更新和改造非常有必要。
四、结语
总之,对土建结构工程的安全性与耐久性进行分析探讨具有非常重要的意义。随着全球经济一体化的逐渐实现,为了提高我国土建水平,以便与国际接轨,就必须加强对土建工程安全性与耐久性的重视,通过自身不断实践论证,加上学习和借鉴国外先进水平,来提高我国的土建工程技术水平,从而促进我国土建工程的可持续发展。
参考文献:
[1]高 渊.我国土建结构工程的安全性与耐久性现状分析[J].开封大学学报,2005,03:92-94.
[2]孟洪林.论土建结构工程的安全性与耐久性[J].科技与企业,2013,05:165.
篇8
关键词:土建工程结构;安全性;耐久性;设计
Abstract: the civil engineering structure safety and durability is one of the important indexes construction quality. Based on the current our country civil engineering structure safety and durability present situation, discussed the civil engineering structure safety and durability of some problems to be solved, and in a city brought refer to the relevant research results is proposed on the basis of their Suggestions, such as civil engineering design and construction shall adopt new technologies, the reasonable technical standard and management measures, want to notice to the environmental impact, and carry out the safety test, in the hope of civil engineering structure security and improve the durability of a good guide to improve.
Keywords: civil engineering structure; Safety; Durability; design
中图分类号:TU4 文献标识码:A文章编号:
引 言
目前,我国的房屋建筑、桥梁、水利项目等土建工程结构的整体安全性和耐久性均低于国外同类水平,许多的建筑安全事故导致较大的人员伤亡,土建工程结构的安全性与耐久性已经引起了有关部门的足够重视,也对此进行的相关的研究改善,应该积极完善法规标准与管理体制,加强施工技术,有效提高工程安全性和耐久性。
一、土建工程结构的安全性
土建结构安全性是指防止破坏倒塌的能力,是工程结构最重要的质量指标。工程结构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。对工程结构的设计来说,其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。
1、构件承载能力的安全性
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:结构需要承受多大的荷载(荷载标准值)、荷载分项系数与材料强度分项系数,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,安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。土建结构构件本身的承载能力大小及材质决定了工程结构的安全性。
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。
3、结构的耐久性
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。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、土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。土建结构工程的耐久性现状:
大多数土建工程由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家的研究人员才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化。据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重。
耐久性问题的严重性和迫切性给了我们太多的教训,建筑部门及施工企业应该吸取教训,避免在发生类似的教训。
三、 加强土建结构工程的安全性与耐久性的措施
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,作者提出了一些意见和建议:
1、相关部门制订法规标准
我国的建筑行业法规标准与西方国家相比存在较大的差距,因此,建议国家建设部、交通部等主管部门制订科学详细的法规标准,对土建工程的安全性和耐久性进行重点审查,明确土建工程的设计安全性和耐久性要求,加强对混凝土工程耐久性的基础理论研究扶持力度,对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制,促进土建结构安全性和耐久性的提高。
2、加强检测与维护
在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,土建结构工程结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、维护密不可分,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。要提高土建结构工程安全性和耐久性,必须做好预防工作,通过定期检测维修及时发现解决问题。对建筑物、桥梁、隧道等公共工程,包括建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,必须强制规定进行定期检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。
3、必须重视结构耐久性的研究
目前,对土建工程结构的耐久性问题还认识不足,往往是凭经验增加一些构造措施来加以弥补,缺乏在耐久性方面系统的理论研究和完善措施。耐久性研究需要宏观的定性描述和微观机理的定量分析,这是今后需要加强和深化的一项重要工作。
我国在耐久性设计方面主要存在标准、规范、规程跟不上的问题,缺乏全面、完善、可靠的措施。规范对耐久性的要求,主要应在构造(如保护层厚度等)和材料性能(如混凝土配比、抗氧离子渗透性等)等若干个易于明确表达的几种指标上规定,有些规定也没有进行系统的机理研究,如对混凝土的徐变、碳化、碱骨料反应及钢筋锈蚀与时间的关系,研究得也很肤浅。影响耐久性的因素很多,需要加强的措施也很复杂:应重视后张灌浆不密实而产生的结构耐久性问题,要完善无粘结预应力工艺,加强张拉端和固定端锚具的选用和防腐措施,确保全密封方面的技术措施;再如要重视楼板中收缩和温度构造配筋要求,解决现浇楼板中出现收缩、温度裂缝给使用带来的危害和由此造成的钢筋锈蚀等结构耐久性问题。在设计、施工中对耐久性问题认识不足,普遍存在混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄而削弱结构耐久性的问题。从观念上要克服设计中考虑强度多,而考虑耐久性少;重视强度极限状态,而不重视使用极限状态;重视新建筑建造而忽视旧建筑的维护的不利观念。
四、结束语
土建工程结构的安全性与耐久性一直是广大施工者、设计者与使用者非常关注的问题, 关系到人们人身安全与社会和谐稳定,是一个复杂的系统工程问题。要真正做好土建结构中的土建安全性与耐久性工作, 使其形成规范化、制度化的管理, 尚待建筑工作者不断探索、总结和提高。
参考文献:
[1] 陈大鹏. 混凝土结构耐久性研究现状与展望[J]. 山西建筑, 2006,(17) .
[2] 董玉. 土建结构工程的耐久性策略分析[J]. 河南科技, 2010,(16) .
[3] 张吉珂. 土建结构工程的安全性与耐久性[J]. 职业技术, 2006,(12) .
篇9
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。安全整体性主要依靠其荷载指标和安全系数的综合高低。结构安全牢固性,是用以承担自然灾害或人为灾害导致的后果,从而进一步降低灾害损失的。其关键是结构的良好延性和一定的冗余度。
结构安全控制也受多方面因素影响。客观因素中的物质经济条件,结构设计和施工质量水平差异;主观因素中的工程管理、工程施工人员的素质还有人们的消费需求,都会对结构安全造成影响。我国国内一些土建工程科研人员通过不断努力,已经很大程度上使建筑商品属性符合人们的生活消费需求。在管理方面也开始了内部结构优化,对技术人员的培养规划也上升了几个层次。但是主要的客观形势不容乐观,由于我国经济体制短缺造成的历史遗留问题,致使我国安全储备不高,工程安全设置水准比较低。
二、土建结构工程的耐久性
这几年,由于建筑的需要,工程建设对结构耐久性的要求也日益提高。人们开始意识到耐久性问题的严重性和必要性。中国自身的局限和某些失误使工程耐久性方面隐患颇多,政府对结构耐久性的认识还不足,既没有深入系统的调查研究,也没有全面完善的补救措施。建筑的使用期限与结构耐久性有着直接密切的联系。要想改善结构耐久性,就必须从问题根源入手。一是急需完善修订各工程规范条文,编制更好的工程设计与施工的安全要求。计划安排有关工程耐久性的研究项目。二是在建成工程后的使用期间,要加强定期检测,主动预防质量安全事故的发生,及时维护工程结构,减少安全隐患。
土建基础设施工程中有一个世界性的困扰难题,那就是混凝土。混凝土的使用在土建结构的建造中非常广泛。混凝土强度的大部分是取决于水泥的强度,在我国国内,人们习惯以单一的衡量标准来对混凝土进行检验,对混凝土的质量强度检测都只是仅仅以其自身固有的强度为标准,这致使水泥细度增加,继而对混凝土的耐久性产生非常不利的影响。现在,我国参照国外一些有效技术,发挥自身优势,针对混凝土对环境和原材料的特定需求,大力研究开发。终于大量新科技、新材料现世,工程耐久性得到了很大的推动和发展。
要想尽快改善土建结构耐久性问题,首要前提就是摆脱传统思维,借鉴已有的经验和手段,加快对土建结构工程相应设计的技术条文规范编制。对于具体问题,应该多探究、多总结、多分析,全方位去采取解决措施。不能在提高结构耐久性过程中固守不前,应该结合理论实践因地制宜的制订设计标准,减少强制性规范。保证政府正确干预,发挥管理与规范作用最大化。继而开始开展科技应用与改造,摒弃存在很多缺陷的传统安全监测工具,采用新兴高科技加强建筑监测,提高监测精准性与效率,减少财力人力物力的过多浪费。改造安全评估与监测方式,在工程安全检测方面更多依靠新科技和有经验的专家们,并按此组合开展评估、核算、分析工作。这样的组合与分析方式能够得到更加全面、准确、客观的综合效果。不仅可以提高工作效率,更能大大加强土建结构工程的安全性。
三、浅谈土建结构工程的安全性与耐久性
我国工程界在土建结构工程建设前,都会进行实地考察计算和可行性分析,但却缺少对工程安全性和耐久性的全面调查分析。这增加了施工过程的不确定因素以及建设风险,这引起工程界的高度重视,通过对工程建设后基本稳定的安全性与耐久性的对比分析,找出存在的问题和解决方案,弥补初时的失误,及时补缺改进。不过仅仅是找出问题是不行的,重点是要如何使未来工程建设健康持续发展。
改善结构安全性措施具体如下:
(1)在追求效率的同时更要注重质量,在追求工程建设施工速度时,不能过急过度。否则导致的质量安全问题将是一大隐患。
(2)在国外,在有些建筑施工所用混凝土中掺合粉煤灰等掺合料是规范规定必须要的,因为这有利于增强混凝土的耐久性。然而在我国却是被禁止的,这会使我国土建工程耐久性受到不利影响。所以我国急需编制完善工程设计中的技术规范。
(3)对耐久性混凝土的使用,符合我国现阶段经济发展和可持续发展需要。也是顺应时展趋势。
(4)重视工程建设中以及工程建设使用后的定期检测和及时维护。以检测为主,预防为辅。现在国内有大量需要修复和加固的建筑,对建筑的检测与维护已开水渐渐形成一种新型行业趋势。国家加强检测制度规范和土建工程建设的管理。尽管无法避免也会尽量减少安全事故的发生。
(5)国家应加大对土建工程项目的投资力度。工程的检测与维护都需要资金的支持,如果资金得不到合理供应,不仅严重影响工程建筑,还可能因安全问题对国家经济造成损失。因此,国家必须对土建工程建设加大资金投入。
所以,工程界各各建筑企业都应该以市场经济为指向灯,根据研究制定新的工作重点与发展战略,敢于创新善于借鉴外来成功经验,同时兼顾企业内部改革与管理体系的完善。不断革故鼎新与时俱进。
总结
在我国土建工程日益发展繁荣的今天,关于土建结构安全性与耐久性如何得到提高的问题至关重要。国家和企业必须对结构安全性与耐久性进入深入系统的研究分析,才能找出根本问题,从而解决问题。发挥安全性与耐久性对土建工程的最优功能,以便土建结构工程能更好的适应我国现代化建设需求。
参考文献
[1]高渊.我国土建结构工程的安全性与耐久性现状分析[J].开封大学报,2005(03)
[2]邹飞.应如何提高土建结构的安全性和耐用性[J].华章,2010(8)
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【关键词】土建工程;建筑;混凝土结构;施工技术
一、土建工程建筑中的混凝土结构施工技术
(一)浇筑
在进行混凝土的浇筑前,首先应该对模板所具有的尺寸、高度、强度、刚度以及标高进行计算与检查,看其是否达到了施工标准。对于预埋件的数量、位置以及保护层的厚度进行细致地检查,并且将得到的结构记录到施工记录表中。将模板以及钢筋上的杂物与油污清理干净。对于模板的孔洞和孔隙要进行填堵。在地基或者是基土之上进行混凝土的浇筑时,一定要注意将淤泥以及其它杂物清理干净,并且设置相应的防水、排水的措施。对于还没风化的岩石土,应当用水进行清洗,并且要注意不能在他的表面上留下积水。在混凝土的浇筑过程中,应当遵循由低到高的分层浇筑顺序,每一层的浇筑厚度应该根据结构配筋、捣实方法等情况进行相应的判定。在对竖向结构进行混凝土浇筑施工之前,首先,应该在底部填入相应的水泥砂浆,该砂浆应与混凝土的内砂浆所含有的成分相同。在建筑的过程中注意不能发生离析的现象。当建筑的高度大于3m的时候,要利用振动溜管、溜管以及串筒等设施来预防混凝土的下落。在浇筑的过程中,对于支架、模板、预埋件、钢筋以及预留孔洞要进行时刻的关注,若是在施工的过程中出现了变形或者移位,必须采取相应的措施对其进行及时地处理。在混凝土浇筑作业之后,对于混凝土的密实程度进行细致的检查,确保混凝土能够充满整个模板的空间。新、旧混凝土之间的结合应该平整良好,当拆模之后混凝土的表面应该光洁。为了确保混凝土具有良好的整体性,在浇筑的过程中应该具有连续性,若是必须进行间歇,应尽量缩短间歇的时间,并且要在浅层凝结之前就完成磁层的浇筑作业。
(二)捣实
捣实就是入模混凝土成型及密实的重要过程,通过这一阶段的施工来确保混凝土的结构构件能够形成准确的外形,并且保证其强度以及其它的性能指标也能满足设计所需的要求。混凝土在进行入模之后必须及时进行振捣,进而使入模混凝土能够充满到模板的所有空间,将气泡排出,这样就能确保混凝土的搅拌物能够得到充分地密实,并且具有良好的均匀性。振捣的方式主要分为两种,一种是机械振捣,另一种是人工振捣。人工振捣就是运用插钎或是捣滚等工具进行夯、插等作业,进而达到使混凝土成型的目的。通常只在小范围施工或缺少设备的情况下使用。而机械振捣能够大大提高混凝土的早期强度,提高作业效率,所以在施工过程中应尽量使用机械振捣。
(三)施工缝
由于人力的限制、环境因素以及技术上的不足等原因,导致混凝土在浇筑的过程中不能连续地进行施工,并且间歇的时间又超出了混凝土的凝结时间,在这样的情况下就应该留置施工缝。而施工缝的留置位置在进行浇筑之前按照施工技术的方案以及设计的要求进行确定。因为在留缝处的混凝土结合力要相对其它位置低,属于结构中较为薄弱的部分,所以,施工缝尽量选择承受剪力较小且方便施工的位置。
(四)养护
在混凝土施工部分结束之后,需要注重对混凝土的养护,其养护工作的实施决定了混凝土结构的外观和最终质量。B护工作的实施,最为关键的在于避免混凝土结构在固化稳定之前受到了自然因素的影响,如风雨。另外,要重视混凝土结构裂缝的防治。因此,要严格控制混凝土内外的温度变化,特别是因为混凝土结构内外温差过大导致裂缝的出现,为了避免此现象的发生,可洒水降温或者是覆盖保温等。另外一方面要做好保湿工作,定期向混凝土结构表面洒水,使其表面湿度达标。
二、在土建工程建筑中混凝土结构施工中存在的主要问题
(一)混凝土结构施工技术不达标
在实验室进行混凝土配比时,其规范和技术均可达到行业所要求的标准。然而,在实际工程施工过程中,并不能确保其施工技术与规范达到所需标准,这是因为实验室实验和实际工程施工存在差异。因而,在实际混凝土结构施工中,要严根据实验室中规定配比混凝土,从而达到混凝土要求的强度。
(二)混凝土材料的质量不达标
当前,就相关建筑行业规定与建筑工程标准来分析,许多土建工程建筑中,混凝土材料与行业所要求的质量标准不相适应。若要提高土建工程建筑的整体质量,其馄凝土材料必须达到相应设计标准,比如在工程施工过程中,要确保骨料中含水量达标,并经常监测其含水量,满足当前施工中对于棍凝土强度的要求。
(三)混凝土结构施工中的裂缝问题
近几年来,随着我国经济的发展和大型建筑数量的日益增加,混凝土被广泛应用于土建工程中,并为建筑业带来了许多便利,同时也带来了一些不可忽视的质量问题,其中,最为突出的混凝土裂缝问题。混凝土裂缝主要分为三种:表面裂缝、结构深层裂缝和贯穿裂缝。其中,深层裂缝和贯穿裂缝是因混凝土的应力、耐久性与安全性较差所致,对混凝土结构整体性具有较大影响。因而一旦发现要及时给予修复。
三、土建工程建筑中混凝土结构施工技术的改进措施
(一)严格控制混凝土温度应力
要减少混凝土结构中的用泥量。由于混凝土结构中的水泥在水化时会释放一部分热量,但同时水泥会受到混凝面的参数限制,从而不能充分释放其热量,最终积聚于混凝土内部,导致混凝土出现温度应力。若要减小混凝土结构中的温度应力,需减少水泥用量,使用其他材料代替一部分的水泥,从而减少混凝土结构内部热量。当前,市场上涌现出了低热水泥,使用这种水泥也可降低水泥水化热程度。
(二)严格控制混凝土浇筑温度
由于混凝度在浇筑过程中,会受到外界温度的影响,从而产生温度应力。因此,在土建工程建筑中,混凝土结构的浇筑施工,应尽量避免在夏天或者{温天气中进行。如果不能避免在高温天气中实施混凝土浇筑,那么施工单位就必须取有效的降温措施冷却混凝土,尽量将混凝土温度控制在合理范围内。
(三)提高混凝土结构的抗裂性能
首先,可在混凝土材料中加入一定量添加剂,进而控制混凝土自缩值;其次,可在混凝土中加入一些添加材料,如有机纤维、金属纤维和无机纤维等,从而提升混凝土抗裂性能。在这,控制好混凝土中的各种材料间比例,对其配比值进行严密计算。最后,技术人员要在土建工程施工前,验证好混凝土材料间配比值,并选取其中最佳的配比方式,确保混凝土结构的强度。
四、结语
综上所述,混凝土施工技术在土建工程建筑中的切实应用具有非常重要的现实意义。所以为了确保混凝土结构的施工质量,必须从施工材料配置、混凝土浇筑、振捣、留缝和养护等方面严格按照施工规范和要求进行施工,从而保证混凝土施工技术的应用能够切实提高土建工程的整体质量。
参考文献:
[1]王刚.浅析土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术[J].科技创新与应用.2013(07).
[2]张伟.土木工程建筑中混凝土结构的施工技术分析[J].烟台职业学院学报.2013(02).
[3]王凯.土建工程中的混凝土施工技术[J].技术与市场.2011(05).