土建结构工程的安全性与耐久性

张涛

近年来伴随着结构工程的快速发展，土建结构工程的安全性和耐久性成为保证土建结构工程质量最重要的基础指标。

结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构最重要的质量指标；土建结构工程的耐久性与工程使用寿命，是使用期内结构保持正常功能的基础。本文运用研究的技术理论，并且结合结构耐久性和安全性方面的研究，提高了土建结构设计的安全水准、结构耐久性和使用寿命，使工程结构的安全性和耐久性提高。

"土建结构工程的安全性与耐久性"科技论坛的宗旨是：分析我国土建结构工程的安全性与耐久性现状，探讨亟待解决的重大问题与应对途径，使土建工程结构的安全性与耐久性能够更好地适应我国现代化建设的需求。

一、土建结构工程的安全性

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。

1.我国结构设计规范的安全设置水准

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。

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）。

2） 规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。

1.2 结构的整体牢固性

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。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。

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。

2.调整结构安全设置水准的不同见解

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。我国在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费。

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，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；同时为了缩小与先进国际标准的差距，这种提高只能适度。

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。

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。

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。我国建设部于80年代的一项调查表明，大多数工业建筑物在使用25～30年后需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用、公共建筑的一般可维持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。

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。

有专家估计，我国"大干"基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有"大修"20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。

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，水泥细度增加，早強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。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% 。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件。

2.土建结构工程使用阶段的正常检测与维护

结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、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。为保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后使用过程中，应该进行定期检测和维护。已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。

三、准备提交有关部门考虑的建议

为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，提出了以下建议供政府有关部门考虑：

1、基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。建议国家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。

2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。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，不利于工程寿命和投资效益。

3、完善技术标准体系与管理体制，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，鼓励科技创新和技术进步。

4、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。

5、我国建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的经验及问题值得总结。可靠度方法用于不同类型结构的先决条件和难度不一，不必强求一律。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时，广泛征集各种看法，实事求是，因地制宜。