土建结构工程安全性

李俊梅

摘要：近年来，全球范围内地震、海啸等自然灾害频发。2011 年，在日本东北部海域，发生了 8.8 级地震并引发大海啸，然而震后大部分建筑物都屹立不倒。2012 年，在新疆发生的 6.6 级地震，其震后房屋出现大面积倒塌，损失十分惨重。二者对比，表明我国土建结构在安全性以方面仍然存在明显的不足。此外，据权威数据统计，国内大部分建筑物无法满足设计耐久性的要求，设计 50年使用寿命的工业建筑往往在投入使用 15～30 年后就需要進行大修，而部分处于环境恶劣的工业建筑使用寿命仅仅只有 15～20年。大量的数据及实例表明我国土建结构工程在安全性与耐久性方面存在严重问题。

关键词：土建结构;现状;安全性;耐久性

前 言

随着经济和科技的不断发展，土建结构工程的施工也不再是简单的重复过程，其有着较强的个性和变化。本文重点分析了当前我国土建结构项目工程的安全性及耐久性，并依据其相关特点，探讨了提高土建结构项目工程安全性与耐久性的有效策略，以供同行参考。

一、土建结构工程的安全性

土建结构的安全性指在各种情况下，土建结构防止发生破坏倒塌与保护人员免受伤害的能力，这也是土建结构工程的首要质量指标。安全性主要由结构的设计和施工水平决定，同时也和结构的正确使用有关。

1. 构件承载能力的安全设置水准

1.1规范规定的结构所需要承受的最大荷载。就办公楼而言，我国规范自 1959 年以来均规定楼板允许承受的最大荷载是150kg/m2（新的规范将改为 200kg/m2），而英国、美国则分别为250kg/m2 与 240kg/m2。

1.2规范所规定的材料强度分项系数和荷载分项系数的大小。后者是需要计算荷载对于结构构件的影响时，在荷载标准值上加以一个放大的系数;前者是计算结构构件的固有承载力时，将一个缩小的系数加到构建材料的强度标准值上。这些值表示的系数，就是所谓的安全系数，在安全系数设计方法中，安全系数表现了安全储备所需的“量”;安全系数在可靠性设计方法中被称之为分项系数，体现着一定的可靠指标以及名义失效概率，安全度与安全系数及分项系数成正比。

2.土建结构的整体牢固性

土建结构构件不仅需要很好的承载能力，还需要有整体的牢固性。而整体牢固性主要是指结构发生局部损坏，但未发生大范围倒塌的能力，即结构能适应与其不相称的损坏。整体牢固性主要是依靠结构优良的延性与足够的冗余度，用以预防地震、火灾等自然灾害或人为因素导致的巨大灾难，尽量减轻灾害所造成的损失。

3.结构的安全耐久性

我国的土建结构施工与设计规范，着重于各种荷载条件作用下的对结构强度的要求。一般而言，混凝土结构因混凝土腐蚀或钢筋锈蚀，极易引起结构破坏，进而产生的安全事故，严重程度远超过因土建结构构件承载力的安全水准设置偏低所造成的危害，对此应当引起我们格外的重视。我国规范中规定的其他与耐久性的要求，例如保护结构免遭侵蚀的混凝土最小厚度与混凝土最低限度强度等级，都明显比国外规范要低。而损害土建结构承载力的安全性只是其耐久性存在不足的后果之一，同时为了提高结构耐久性与延长使用寿命，增加结构构件的安全设置水准也是一个行之有效的方法。

二、土建结构工程的耐久性

土建结构工程的耐久性指的是在设计的使用期限内，结构自身保持正常使用功能的能力。它与使用寿命密切相关，包括结构的适用性和安全性，而二者之间更多体现的是适用性。在很长一段时间内，混凝土一直被当作一种耐久性很高的材料。直至 20世纪 70 年代末，一些发达国家才慢慢发现，之前建成的混凝土基础设施在较为恶劣的环境中也会出现过早损坏的情况。为此，我国在 20 世纪 80 年代也进行了一些这方面的调查，发现部分使用了 25～30 年的工业建筑急需进行大修，而处于恶劣环境中的建筑寿命仅为 15～20 年。对部分使用环境相对好的民用建筑和一些公共建筑来说，其使用寿命可以达到 50 年以上，但是对于这些建筑物上的一些特殊构件，如雨罩、阳台等寿命仅为 30～40 年。与水接触密切的港口、桥梁等工程所表现出的耐久性则更为严峻。

总体来说，导致混凝土结构建筑物的耐久性问题加剧的原因有很多，例如混凝土在进行质量检测时常以单一的强度标准进行衡量，导致水泥工业过分追求水泥的强度，导致水泥细度增大以及早强矿物成分的过分提高;施工单位盲目追求施工进度，尤其政府运用行政手段对施工单位施加不利影响;我国大气污染严重，酸雨面积超国土面积的 30%。

三、提高土建结构工程安全性与耐久性的建议

1.土建设计过程中，重视自然灾害的破坏程度

土建工程设计是一项认真、严谨、细致、系统、科学和全面的工作。在开始土建工程设计之前，设计人员要对工程建设所在地进行认真考察、仔细分析。在设计时忌想当然，犯本本主义、教条主义和经验主义的错误，一定要实事求是，因地制宜，打破僵化设计套路，创新和开拓设计思维，充分考虑土建工程建设地区的实际情况，从而设计出能够适应本地区自然环境和应对当地自然灾害的土建工程。

2.提高土建工程软件的设计开发

随着科技的不断发展以及现代土建工程复杂化、精细化难度的增加，使得工程设计难度也大大提升。在这种情况下，就要将土建工程和现代化的电子计算机技术相结合，利用高科技的工程软件辅助专业设计人员进行土建工程设计，从而大幅度的提高土建工程的精细度以及安全性。这就要求我们设计人员要紧跟时代发展，开发出新型的科技含量高的精密土建工程软件。

3.重视工程材料，有效控制工程安全性

建筑材料在整个土建工程施工建设中占据着举足轻重的地位。工程材料的质量会对土建工程质量有着直接的影响。因此要对土建工程的使用材料质量问题予以足够的重视，并通过加强对材料的检测，认真筛选各种材料，在众多材料产品中选择出适合本项目的、质量优且安全性高的材料，从而提高土建工程质量，增加土建工程的安全性。

4.加强新技术的应用和推广，提高探测精度

裂缝、渗漏和盐冻裂缝是土建结构中最常见和严重的一些危害。因此，在进行安全检测中，我们需要用探测的方式来确定裂缝病害的程度和广度。一般来说，在检测土建结构表层强度等级上，会用超声波法和声波等传统的探测方式，而为有效提高探测的精度和效率，我们还可使用回弹法、超声回弹综合法以及射线法等先进方法。

5.重视混凝土耐久性的研究

在国际上，耐久性属于前沿研究领域之一，我国在这方面还是比较落后的。因此，我们必须从思想和行动上真正认识到这方面研究的重要性，同时大力借鉴国际成功经验，引进先进技术，发展适合我国国情的混凝土耐久性科研。

四、结束语

总而言之，安全性和耐久性对土建结构是至关重要的，因此科学提高结构的安全性和耐久性对土建结构工程来说有着重要意义。在实践中，不仅要注意因施工、设计等因素带来的安全耐久性问题，还要对环境等因素给予高度重视。笔者相信，只要仔细做好提高安全性和耐久性的各方面工作，未来我国的土建结构工程建设水平一定可以达到新的水准。

参考文献：

[1]郭大平.土建结构工程的安全性与耐久性[J].黑龙江科技信息，2013（17）：28～29.

[2]陈为民.土建结构工程的耐久性与安全性[J].青春岁月，2011（02）：29～30.

[3]董 玉.土建结构工程的耐久性策略分析[J].河南科技，2012（16）：19～20.