關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程安全性幾點(diǎn)思考

摘 要:土建結(jié)構(gòu)工程的安全問(wèn)題也就始終是人們關(guān)注的重點(diǎn)。本文介紹了作者關(guān)于土建結(jié)構(gòu)工程安全性問(wèn)題的幾點(diǎn)思考，分析了我國(guó)結(jié)構(gòu)工程安全現(xiàn)狀，介紹了結(jié)構(gòu)工程面臨的主要安全問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了對(duì)策與解決方法。

關(guān)鍵詞:土建結(jié)構(gòu)工程安全性

中圖分類(lèi)號(hào)：TU311.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)06(a)-0038-01

引言

結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)工程中最重要的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，具體指結(jié)構(gòu)防破壞、防倒塌的能力。土建結(jié)構(gòu)工程安全性主要是由結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工水準(zhǔn)決定的，同時(shí)也與結(jié)構(gòu)的定時(shí)維護(hù)、正確使用有關(guān)，而這些又與土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的規(guī)程、條例、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的正確設(shè)置，合理運(yùn)用相關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安全則是指土建工程結(jié)構(gòu)在一定時(shí)間限內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種材料缺陷、結(jié)構(gòu)自重等內(nèi)部因素，或環(huán)境變化、外力作用等外部因素的作用下不發(fā)生倒塌、結(jié)構(gòu)破壞等事故。

1 我國(guó)的結(jié)構(gòu)工程安全現(xiàn)狀

對(duì)于結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)工作，結(jié)構(gòu)安全性體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的耐久性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性、結(jié)構(gòu)的耐久性、構(gòu)件的承載能力等諸多方面。我國(guó)的建筑、橋梁隧道等土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在很多方面的安全水準(zhǔn)設(shè)置，在總體上遠(yuǎn)低于國(guó)外同類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，尤其是與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距顯而易見(jiàn)。結(jié)構(gòu)安全水準(zhǔn)規(guī)范中又最為重要的兩個(gè)因素:材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)。規(guī)范中規(guī)定了結(jié)構(gòu)需要承受荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，即這個(gè)結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載。以商用的寫(xiě)字樓為例，我國(guó)采用的規(guī)范自1959年設(shè)立以來(lái)，均規(guī)定商用寫(xiě)字樓樓板需要承受150kg／m2的活荷載，而美國(guó)、英國(guó)相關(guān)規(guī)范中則分別將這個(gè)活荷載規(guī)定為240kg／m2與250kg／m2。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)，前一個(gè)是用于計(jì)算確定的荷載作用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行放大的系數(shù)，后一個(gè)則是用于計(jì)算確定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有承載能力之后，將構(gòu)件的材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值機(jī)型縮小的系數(shù)。這些用量值來(lái)表示的系數(shù)，可以反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全程度。安全系數(shù)的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)規(guī)范中，同樣也體現(xiàn)了所需的安全儲(chǔ)備程度。這一量值在可靠度設(shè)計(jì)方法與規(guī)范中被稱(chēng)為分項(xiàng)系數(shù)，體現(xiàn)了一定的可靠指標(biāo)與名義失效概率。分項(xiàng)系數(shù)(安全系數(shù))的值越大，則表明土建結(jié)構(gòu)的安全程度越高。盡管我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中設(shè)定的安全儲(chǔ)備并不是非常高，但是很多工程采用的材料用量卻高于國(guó)外同類(lèi)工程，其中的主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)工作墨守陳規(guī)，在材料選用、結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分析計(jì)算等步驟缺乏創(chuàng)新。

2 我國(guó)結(jié)構(gòu)工程安全方面的主要問(wèn)題

2.1 結(jié)構(gòu)的整體牢固性問(wèn)題

土建結(jié)構(gòu)安全性規(guī)范中要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有足夠的承載能力，同時(shí)，結(jié)構(gòu)物還需具有一定的整體牢固性。整體牢固性是指局部的結(jié)構(gòu)破壞不導(dǎo)致大范圍的連續(xù)破壞、倒塌，也就是說(shuō)結(jié)構(gòu)不應(yīng)該出現(xiàn)與誘因不匹配的嚴(yán)重破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮必要的冗余度與良好的延展性，以應(yīng)對(duì)爆炸、地震等災(zāi)害荷載，或者因人為因素導(dǎo)致的災(zāi)難后果，達(dá)到減輕災(zāi)情損失的目的。從歷史的實(shí)例中看，我國(guó)土建結(jié)構(gòu)整體牢固性尚有待提高。唐山地震導(dǎo)致的巨大人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失與當(dāng)時(shí)我國(guó)房屋結(jié)構(gòu)整體牢固性偏低有很大關(guān)系。2001年某市一幢某住宅樓由于土炸藥爆炸造成了局部墻體破壞，緊接著局部的損壞導(dǎo)致了整棟樓的連續(xù)倒塌，這實(shí)例是我國(guó)某些建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體牢固性低下的表現(xiàn)。

2.2 結(jié)構(gòu)的耐久安全性問(wèn)題

我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范中，重點(diǎn)在針對(duì)不同荷載作用下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，而針對(duì)工程周?chē)⒋髿馇治g、有害化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素作用下的結(jié)構(gòu)耐久性相對(duì)考慮較少。混凝土結(jié)構(gòu)由混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕等原因?qū)е碌陌踩鹿实膰?yán)重程度早已超過(guò)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)低這一問(wèn)題，因而對(duì)環(huán)境因素需格外重視。我國(guó)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范與耐久性具有一定的聯(lián)系，規(guī)范中提出了防止鋼筋受到銹蝕的混凝土保護(hù)層的最小厚度以及混凝土最低強(qiáng)度。這兩則規(guī)定均遠(yuǎn)低于國(guó)外同行業(yè)相關(guān)規(guī)范。影響結(jié)構(gòu)承載力安全性?xún)H僅是耐久性低的不利后果之一，提高結(jié)構(gòu)承載能力的安全水準(zhǔn)，在一定程度上也有助于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。

3 結(jié)構(gòu)工程安全性問(wèn)題的對(duì)策與解決方法

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范安全設(shè)置水準(zhǔn)很低，這樣的現(xiàn)狀與我國(guó)建國(guó)以來(lái)長(zhǎng)期處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)與短缺經(jīng)濟(jì)體制這一歷史因素關(guān)系密切。但是，即使如此，我國(guó)現(xiàn)行的安全設(shè)置規(guī)范在總體上并不需要革新性的改動(dòng)。我國(guó)現(xiàn)行的安全設(shè)置水準(zhǔn)規(guī)范相對(duì)我國(guó)的社會(huì)發(fā)展程度是可以滿(mǎn)足需要的，而且現(xiàn)行的規(guī)范也已被長(zhǎng)期實(shí)踐所驗(yàn)證，從某個(gè)角度上講，長(zhǎng)期的實(shí)踐給我們積累了很多具有針對(duì)性成功經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)是不能輕易丟棄的。相比之下發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)情，社會(huì)結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)體制均與我國(guó)有所不同，因而在安全度的相關(guān)規(guī)范這一問(wèn)題上，不能盲目的追逐英國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的高標(biāo)準(zhǔn)。安全度過(guò)高勢(shì)必引起資源的浪費(fèi)，除個(gè)別不合理之處需要進(jìn)行調(diào)整，我國(guó)的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)規(guī)范總體上不需大幅度變動(dòng)。在物質(zhì)條件逐漸改善的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景下，結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的規(guī)范可以應(yīng)適當(dāng)提高。但是需要注意的是，鑒于我國(guó)尚屬發(fā)展中國(guó)家，考慮到我國(guó)國(guó)情，這種制度上的提高只能適度進(jìn)行。

此外，我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程安全規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法是存在問(wèn)題的。我國(guó)采用的可靠度方法中對(duì)安全度的概率定義比定值的安全系數(shù)更加清晰，然而概率可靠度設(shè)計(jì)方法本身尚存缺陷，需要進(jìn)一步修改與完善。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全規(guī)范所針對(duì)的是多樣化的復(fù)雜群體，在安全度的角度上必須要考慮到不確知與不確定的因素，具體情況比較復(fù)雜，用統(tǒng)計(jì)學(xué)觀(guān)點(diǎn)下的概率定義來(lái)描述可能會(huì)缺乏科學(xué)性。現(xiàn)行的可靠度方法在我國(guó)過(guò)去的十多年實(shí)踐結(jié)果可以說(shuō)明，可靠度方法并未給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性帶來(lái)明顯的、實(shí)效性的改善，相反卻造成了安全概念定義上的混亂。對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，安全度用可靠指標(biāo)與虛假的失效概率來(lái)表達(dá)，會(huì)變得更加模糊，更加難以揣測(cè)。如果像安全系數(shù)定義方法那樣，從安全儲(chǔ)備的角度出發(fā)，則使問(wèn)題顯得更為直觀(guān)，具體工程中的安全問(wèn)題更加便于處理。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中定義的可靠度方法尚部成熟，存在根本缺陷。有學(xué)者指出，半概率多安全系數(shù)的方法可能更加適用于現(xiàn)行規(guī)范，而可靠度分析結(jié)果則可以視為一種參考，在對(duì)安全系數(shù)合理取值進(jìn)行綜合判斷時(shí)予以考慮。因此，相關(guān)行業(yè)工作者也應(yīng)努力改進(jìn)、優(yōu)化具體的土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

4 結(jié)語(yǔ)

文章中簡(jiǎn)述了我國(guó)結(jié)構(gòu)工程安全方面存在的整體牢固性、耐久安全性的需要解決的問(wèn)題，介紹了我國(guó)結(jié)構(gòu)工程安全性略遜于發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)狀，并且針對(duì)現(xiàn)存的問(wèn)題提出了對(duì)策與解決方案，全文思路連貫，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，整體性較強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]祁建材.土建結(jié)構(gòu)工程安全設(shè)置水準(zhǔn)初探[J].青海科技，2009（4）.

[2]周偉平等.淺談我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的系統(tǒng)安全管理[J]，建筑施工，2006（3）.

[3]王鵬.建筑結(jié)構(gòu)工程安全的保障[J].南方建筑，2006（1）.

[4]田榮.土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009（2）.