引論：我們?yōu)槟砹?3篇土建結(jié)構(gòu)設(shè)計論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

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1.1變電站地址選擇方面的問題

變電站土建工程是工程特殊復(fù)雜，變電站內(nèi)運用到高電壓、大電流的電器設(shè)備，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且各電路系統(tǒng)之間相互交織，不良的氣候條件和自然災(zāi)害的出現(xiàn)和發(fā)生，比如冰凍、洪澇、特大暴雨、風(fēng)雪、地震以及雷電等，極易損壞電氣設(shè)備，造成電路系統(tǒng)短路，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸等嚴(yán)重安全事故。與此同時，設(shè)備使用和運行過程中產(chǎn)生的噪音等形成噪聲污染，影響周圍人民的日常生活，在實際施工過程中，如果變電站選址不當(dāng)，選擇低洼或暴雨雷電頻發(fā)區(qū)域，會引發(fā)上述問題，影響變電站的安全可靠性，造成經(jīng)濟損失。因此，變電站地址的選擇至關(guān)重要，然而在一些變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于土建結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不重視變電站選址，在選址前未進行縝密調(diào)查，致使變電站選址不合理，成為土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的凸顯問題之一。

1.2土建結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性方面的問題

變電站內(nèi)部使用電氣設(shè)備眾多，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電氣設(shè)備的工作環(huán)境也不同，安全性成為變電站土建工程設(shè)計中的重要問題。

1.2.1荷載設(shè)計方面存在的問題

荷載的設(shè)計值取值是永久組合值的1.5倍，但設(shè)計師通常混淆設(shè)計值與永久組合值，錯誤使用。當(dāng)?shù)鼗冃挝闯鲈O(shè)計值時，即被視為不滿足設(shè)計要求，就需要增加基礎(chǔ)底面積和深度，浪費工程材料。設(shè)計師在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，誤認(rèn)為屋面全跨布置產(chǎn)生最大內(nèi)力，忽視半跨式設(shè)計的可荷載更大這一特點，進而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。變電站中存在大量的建筑結(jié)構(gòu)，其使用性能關(guān)系到建筑的整體質(zhì)量，是變電站重要的組成部分，如果建筑基礎(chǔ)不牢固，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)，將會降低建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性，縮減建筑本身使用壽命，影響變電站的正常運行，變電站內(nèi)部使用的電氣設(shè)備對工作環(huán)境要求不同，如果土建設(shè)計人員在設(shè)計變電站的主體建筑結(jié)構(gòu)時，對潛在安全問題不采取相應(yīng)的預(yù)防措施，會影響變電站的正常供電，甚至威脅生命安全。

1.2.2建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)

變電站是電能供應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施河核心部分，在變電站土建過程中，應(yīng)高度重視土建結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和耐久性，進行變電站建設(shè)時，如果選用的建筑構(gòu)件質(zhì)量不附和標(biāo)準(zhǔn)，變電站選址時地基不牢固，建設(shè)時為減少工程量加快施工進度，未將地基夯實，地基建筑面積未達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，就忙于施工，都會導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)性能差，安全性和穩(wěn)定性降低，影響變電站安全性及使用壽命。

1.3站內(nèi)整體布局方面的問題

1.3.1設(shè)計圖紙方面存在的問題

土建結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙是土建結(jié)構(gòu)施工的重要參考依據(jù)，是整個土建結(jié)構(gòu)施工中的重要一方面，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙中存在較突出的設(shè)計缺陷和問題，尤其是設(shè)計圖紙的科學(xué)規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化方面，將會對后續(xù)的施工建設(shè)產(chǎn)生錯誤的指導(dǎo)，造成施工干擾和困難。

1.3.2尺寸設(shè)計存在的問題

針對變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，具體的構(gòu)件尺寸設(shè)計方面存在諸多較為突出問題，特別是設(shè)計室外變配電構(gòu)架中所使用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度時，設(shè)計人員缺乏專業(yè)經(jīng)驗，忽視節(jié)點構(gòu)造需求和結(jié)構(gòu)厚度的重要性，只單一依據(jù)強度以及穩(wěn)定性計算數(shù)據(jù)進行設(shè)計，或者為謀求更高的利潤，追求利益最大化，而選用厚度不足的設(shè)計模式，如果在后期使用中設(shè)計的相對應(yīng)構(gòu)件厚度不能滿足構(gòu)造應(yīng)用的需求，就會產(chǎn)生一些安全隱患，影響整體土建結(jié)構(gòu)設(shè)計效果以及安全穩(wěn)定性。

1.3.3保護層厚度設(shè)計不合理

目前大量變電站存在內(nèi)部布局不合理的問題，變電站除建筑整體結(jié)構(gòu)外，還使用大量的電氣設(shè)備，而絕大多數(shù)電氣設(shè)備對安裝環(huán)境都有較高要求，站內(nèi)建筑平面布局的不合理直接影響電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定。部分土建結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在具體設(shè)計過程中，未能充分考慮電氣設(shè)備安裝方面的注意事項，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)與電氣安裝工程發(fā)生沖突，部分設(shè)計人員在設(shè)計過程中忽視細(xì)節(jié)問題，例如通風(fēng)口直徑過大且未設(shè)置防護網(wǎng)，為設(shè)備運行設(shè)下了潛在的安全隱患。

1.3.4間距設(shè)計

土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于伸縮縫間距設(shè)計爭議頗大，按照設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，要求如果屋面不進行隔熱層設(shè)計，應(yīng)確保間距不超過0.5m，由于施工材料與結(jié)構(gòu)會隨溫差的變化發(fā)生伸縮，加之設(shè)計人員未嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計要求標(biāo)準(zhǔn)進行伸縮縫間距設(shè)計，導(dǎo)致目前很多建筑即使設(shè)置伸縮縫，仍存在溫度裂縫現(xiàn)象。

2針對現(xiàn)階段建設(shè)設(shè)計問題的解決措施

2.1土建結(jié)構(gòu)設(shè)計前進行可行性研究

由于變電站土建工程周期長，使用設(shè)備數(shù)量種類多，參與人員眾多，在前期調(diào)研時，應(yīng)對變電站選址、電網(wǎng)規(guī)劃、供電需求、人員流動等進行綜合分析，搜集變電站選址處的地質(zhì)資料，對地質(zhì)狀況、承載能力和環(huán)境進行實際勘察，為變電站土結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠依據(jù)。依據(jù)變電站的選站位置、建站面積等因素及當(dāng)?shù)卣膶彶榕鷱?fù)意見，科學(xué)論證變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保設(shè)計的可行性。

2.2合理精確進行變電站選址

進行變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計時，變電站選址涉及變電站的正常穩(wěn)定運行及高效利用，在確保選址方案科學(xué)合理、具有可行性的前提下，還應(yīng)充分考慮以下要素。

2.2.1確保周圍環(huán)境

變電站選址應(yīng)盡可能選擇在周圍環(huán)境良好的地區(qū)，選在負(fù)荷中心，盡可能建設(shè)在進出線走廊，以便于變電站與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，交通便捷，便于工作及運輸人員的正常工作。選址區(qū)域最好在開闊、平坦及居民區(qū)較少的區(qū)域，能夠?qū)υ胍粲幸欢ň彌_的地方，最大限度減少因設(shè)備運行產(chǎn)生的噪音對周圍居民的影響。如選址區(qū)域整體環(huán)境較差，應(yīng)在上風(fēng)位建設(shè)變電站，降低周圍不良環(huán)境對變電站的影響。

2.2.2地質(zhì)條件的選擇

我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地形地貌多樣，影響變電站土建施工，所以變電站進行選址時要充分考慮工程所在地的實際地質(zhì)情況，尤其是要避免風(fēng)口、斷層、滑坡、塌陷等自然災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，避開山坡，降低因滑坡和滾石對站內(nèi)電氣設(shè)備的損壞，變電站站址最好選擇在高地勢處，避免因洪水堆積低洼區(qū)域造成影響，確保變電站充分的發(fā)揮作用。

2.2.3遵循電氣設(shè)備及線纜進出線的規(guī)范和用地原則

變電站地址應(yīng)在負(fù)荷中心較近處，且與工程所在地城鄉(xiāng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，在比較開闊的區(qū)域設(shè)置進出線走廊應(yīng)，以便于電纜埋設(shè)及進出線架空。在不影響變電站正常建設(shè)的前提下，要嚴(yán)格遵循節(jié)約用地原則，減少土地占用，節(jié)約經(jīng)濟支出。

2.3優(yōu)化結(jié)構(gòu)荷載取值

在進行土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，荷載取值實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要綜合考慮全跨布置的取值范圍和半跨式結(jié)構(gòu)可能承受的應(yīng)力范圍，以最危險狀況下的極值來設(shè)計，從而確保土建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，在分析設(shè)計積雪荷載時，應(yīng)分別對全跨和半跨情形進行分析，半跨式對積雪均勻的不同情況進行分析，全跨式需分析均勻與不均勻分布產(chǎn)生的影響，以確保屋面結(jié)構(gòu)的安全性。

2.4重視設(shè)計安全性

變電站土建設(shè)計要從多角度出發(fā)，充分考慮建筑結(jié)構(gòu)壽命和周期，做好建筑設(shè)計安全措施，進行科學(xué)的預(yù)測和分析，按照變電室安全標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計配電室穿墻套管與地面之間的距離，同時還應(yīng)考慮變電站內(nèi)部建筑物的實用性，多將休息室與主控室臨近設(shè)計，根據(jù)實際需求在配電室與主控室之間設(shè)置外開門，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生時及時疏散人員得到，接近主變側(cè)留門窗滿足防火標(biāo)準(zhǔn)，使變電站質(zhì)量達到合格的水平，嚴(yán)重杜絕安全隱患。

2.5重視工程建設(shè)質(zhì)量

針對工程建設(shè)中的質(zhì)量問題必須高度重視，變電站土建設(shè)計人員首先應(yīng)從思想上提高對施工質(zhì)量重要性的認(rèn)識，增強責(zé)任意識，樹立安全意識，著眼于工程的安全性和耐久性，通過科學(xué)分析、精確的理論計算及實驗檢驗，進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，確立科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)體系，延長變電站的使用周期到規(guī)定的使用壽命之上。

3結(jié)語

綜上所述，變電站工程項目隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的擴大而與日俱增，變電站土建設(shè)計涉及整個工程的質(zhì)量、安全性及可靠運行性，潛在安全隱患影響正常電能的供應(yīng)和使用，阻礙正常生活生產(chǎn)的和經(jīng)濟運行，威脅工作和使用生命安全，必須足夠重視土建結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)合土建設(shè)計理論與實際工作，分析和研究變電站土建設(shè)計中常遇到的問題，制定科學(xué)合理的設(shè)計方案，提高施工質(zhì)量，從根本上消除變電站土建工程中現(xiàn)存的以及潛在的各種問題和安全隱患，推動我國變電站土建設(shè)計工作迅速長遠發(fā)展。

作者:曾柯 單位:四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司

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2.1把握側(cè)向力在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，側(cè)向力對建筑物結(jié)構(gòu)的形變、內(nèi)力有直接影響，同時與建筑項目的工程造價密切相關(guān)。側(cè)向力主要是指水平地震作用以及風(fēng)的作用，不管是高層還是低層建筑，都需要承受自重、雪載等垂直荷載的作用，并且需要承受風(fēng)力、地震等水平力。對于低層混凝土結(jié)構(gòu)，其在水平荷載的影響下位移以及內(nèi)力較小，這個時候幾乎可以忽略不計。而在多層建筑結(jié)構(gòu)中，由于受到的水平荷載作用逐漸增強，這個時候水平荷載等就成為最重要的影響因素之一，需要作為主要控制點。

2.2要求較好的延性與低層建筑相比，高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為柔和，在地震等水平力的作用下變形更大。建筑物的抗震能力與建筑結(jié)構(gòu)的變形能力以及承載力這兩個因素密切相關(guān)。在進入塑形階段后，為了保障建筑物具有較好的變形能力，避免高層建筑在大的地震中倒塌，就需要在符合混凝土結(jié)構(gòu)剛性的前提下，運用科學(xué)合理的混凝土設(shè)計理念，并通過完善的構(gòu)造措施，來提高整個建筑結(jié)構(gòu)的變形能力，尤其需要注意建筑物的薄弱部位，保障整個結(jié)構(gòu)有很好的延性。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，保障設(shè)計的科學(xué)合理，讓其具有良好的強度以及延性。

2.3要求合適的剛度目前高層建筑越來越多，隨著高度的增加建筑物的側(cè)向位移也將逐漸增加。因此，在高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅需要保障混凝土結(jié)構(gòu)良好的強度，也應(yīng)該保障其具有合適的剛度，混凝土結(jié)構(gòu)的自振頻率等應(yīng)該符合要求，在水平力的作用下結(jié)構(gòu)的層位移也應(yīng)該控制在適宜的范圍內(nèi)。

2.4整體性原則建筑結(jié)構(gòu)混凝土的總體設(shè)計原則，就是要求建筑物的每個組成部分形成一個整體，并對整體的結(jié)構(gòu)以及功能等進行全面分析研究，保障整體與部分之間相互制約、相互依存，進而實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的正常運作。

3建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計的關(guān)鍵點

3.1混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計混凝土自身的質(zhì)量與混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有直接關(guān)系，在設(shè)計過程中改變混凝土的密度，并對混凝土的滲透壓等進行調(diào)節(jié)，就可以有效減緩混凝土被侵蝕的速度，同時混凝土的耐久性與混凝土的水灰比、強度等級等因素也有關(guān)系。在混凝土的實際應(yīng)用中，氯離子對其中的鋼材具有很強的腐蝕性，因此應(yīng)該根據(jù)工程所處環(huán)境的不同，注意控制環(huán)境中氯離子的濃度。同時由于混凝土中含有大量堿性骨料，如果建筑工程所處的環(huán)境比較潮濕，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的活性離子與堿會發(fā)生反應(yīng)，這樣容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，進而加快混凝土被侵蝕的速度。如果混凝土出現(xiàn)的裂縫較大，在裂縫內(nèi)部也可能出現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)，并導(dǎo)致混凝土中的鋼材被腐蝕。上述這些因素均會導(dǎo)致鋼筋的腐蝕速率加快，導(dǎo)致混凝土的保護層裂開并剝落，出現(xiàn)銹蝕后鋼筋的接觸面積會逐漸減少，這也導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的承載力逐漸降低。另一方面鋼筋出現(xiàn)銹蝕后，其抗滑能力會逐漸下降，也給建筑結(jié)構(gòu)埋下了安全隱患。因此，在建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計過程中需要綜合考慮承載力問題，避免出現(xiàn)混凝土的脆性破壞。由此可見，對混凝土的耐久性進行深入研究尤為重要。

3.2混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計發(fā)生地震后建筑物的兩個主體力量間將發(fā)生分配，因此在混凝土設(shè)計時需要考慮到建筑物主體結(jié)構(gòu)在不同時期剛度的變化情況，對于鋼筋混凝土材料，設(shè)計時可以選擇混凝土剪力墻作為建筑的主體結(jié)構(gòu)，并將鋼筋混凝土作為建筑物的一個主要抗側(cè)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。如果出現(xiàn)往復(fù)式地震，處于塑性階段的建筑物會出現(xiàn)墻體裂縫，這個時候結(jié)構(gòu)的剛度將迅速下降，而剛度出現(xiàn)退化會導(dǎo)致框架的剪應(yīng)力增加。一般來說，建筑物鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的彈性形變較大，比混凝土墻體的彈性好的多。在遇到較大的地震時，盡管建筑物的抗震能力比塑性階段低，其中的鋼筋混凝土框架會吸收大部分彎矩與水平剪應(yīng)力。因此，為了保障建筑結(jié)構(gòu)的基本“裂縫”需求，同時把握鋼筋混凝土框架的水平部分，有效提高建筑物地基的承載能力，就需要應(yīng)用相應(yīng)的工藝措施讓混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的變形能力，以此保障建筑物具有較好的抗震性。

3.3遵循強柱弱梁的理念在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時遵循強柱弱梁的理念，在出現(xiàn)地震作用時，如果只是梁被破壞，并不會影響建筑物的整體運作，可能只是部分結(jié)構(gòu)失去工作能力，但如果柱被破壞，那么整個建筑物將會倒塌。因此，柱的作用是十分關(guān)鍵的。近年來，我國發(fā)生了多處地震，設(shè)計人員應(yīng)該注意對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。首先，在設(shè)計過程中對柱的軸壓比加強控制。根據(jù)相關(guān)工程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，柱的軸壓比一般需要控制在0.9%以下。同時需要加強柱截面、邊柱的強度，并對柱進行加密箍筋設(shè)計，保障配筋率在1%以上。

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結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強抗扭剛度的措施，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等每個設(shè)計步驟中都貫穿了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計內(nèi)容。

一、概念設(shè)計

強調(diào)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性，是要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各條規(guī)定，設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)。以下一些問題值得探討：

1.在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

2.一般工程都僅進行小震下的彈性設(shè)計，而用概念設(shè)計和構(gòu)造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗算和證實，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設(shè)計指標(biāo)：（1）中震或大震不屈服設(shè)計；（2）中震或大震彈性設(shè)計；要求設(shè)計單位確保實現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的設(shè)計目標(biāo)。

3.建筑物是應(yīng)當(dāng)有個性的，不應(yīng)當(dāng)千面一物。基于性能的抗震設(shè)計理念的特點是，使抗震設(shè)計從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡，允許按照業(yè)主的要求選擇不同層次的抗震性能目標(biāo)作為設(shè)計者的設(shè)計依據(jù)。例如業(yè)主可以提出更高的抗震設(shè)防要求，按中（大）震不屈服設(shè)計或中（大）震彈性設(shè)計，保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能，而不僅僅是不壞不倒。

4.水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)震動的能力。

5.在一個獨立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱的部位。應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力。根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)單元應(yīng)采取加強連接的方法。

二、結(jié)構(gòu)選型問題

對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)選型階段，應(yīng)該注意以下幾點：

1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案?！币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。

2、結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A 級高度的建筑外，增加了 B 級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設(shè)計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3、嵌固端的設(shè)置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。

4、短肢剪力墻的設(shè)置問題

在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計工作增加不必要的麻煩。

三、地基與基礎(chǔ)設(shè)計問題

地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行，同時，也是因為地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，一定要對地方規(guī)范進行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。

四、結(jié)構(gòu)計算與分析問題

在結(jié)構(gòu)計算與分析階段，如何準(zhǔn)確，高效地對工程進行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進行設(shè)計和處理，是決定工程設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對結(jié)構(gòu)整體計算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進行了調(diào)整和改進，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個清晰的認(rèn)識。

1、結(jié)構(gòu)整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結(jié)構(gòu)計算和分析時必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結(jié)果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計工作中首要的工作。

2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。

篇4

隨著改革開放以來我國國民經(jīng)濟整體的迅速發(fā)展，國內(nèi)各個行業(yè)都得到了巨大的發(fā)展，整體的行業(yè)水平穩(wěn)步提高，其中，建筑行業(yè)的提升水平是比較快的，建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了建筑形式，建筑技術(shù)，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因為安全系數(shù)高，抗震性能好等諸多優(yōu)點而使用廣泛，其中高層建筑發(fā)展更為迅速，設(shè)計思想也在不斷更新，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜，這就給高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計提出了更高的要求。如何高效、準(zhǔn)確地對高層結(jié)構(gòu)體系進行內(nèi)力分析，是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時需要解決的重要課題。本文通過對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中經(jīng)常遇到的問題進行分析，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供計算方法及理論依據(jù)。

1 建筑設(shè)計

建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因為是地理標(biāo)志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上，我們應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設(shè)計、抗風(fēng)設(shè)計等基礎(chǔ)要素。但是建筑也不能盲目的標(biāo)新立異，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該選擇規(guī)則性強一些的，不論是平面或者立體都應(yīng)該盡量遵循這個原則。而且建筑在彈性設(shè)計上，盡量要滿足延展性的需求。這種概念設(shè)計的強調(diào)是對建筑師的必須要求，建筑設(shè)計師一定要重視各種規(guī)范規(guī)定，千萬不要陷入只管設(shè)計不管計算的誤區(qū)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 剪力墻底部加強部位墻厚的確定

抗震設(shè)計時，剪力墻的底部加強部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內(nèi)采取增加邊緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強措施避免脆性的剪切破壞，改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。《高建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》jgj3-2010（下簡稱《高規(guī)》）7.1.4條規(guī)定，抗震設(shè)計時，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部兩層二者的較大值。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強部位的高度應(yīng)符合《高規(guī)》10.2.2條的規(guī)定，底部加強部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起，當(dāng)結(jié)構(gòu)計算嵌固端位于地下一層底板或以下時，底部加強部位宜延伸到計算嵌固端。《建筑抗震規(guī)范》gb50011（以下簡稱<抗規(guī)》）及《高規(guī)》規(guī)定了剪力墻底部加強部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結(jié)構(gòu)的重要性，《高規(guī)》對墻厚的取值規(guī)定得更為嚴(yán)格。一般情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)底部加強部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級抗震等級時取層高或剪力墻無支長度的1/16，并且滿足bw≥200mm；三、四級抗震等級時，k取層高或剪力墻無支長度的1/20，并且滿足k≥160mm。但對于墻底軸力較小且結(jié)構(gòu)層高相對較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經(jīng)濟合理。因此具體工程設(shè)計時，剪力墻截面厚度bw可適當(dāng)減小但必須按下式計算墻體的穩(wěn)定性。

公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設(shè)計值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計算長度。

2.2 結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，建筑物的高度控制是非常嚴(yán)格的，而在新規(guī)范中這一點重新進行了界定，除了將原來的限制高度設(shè)定為a級高度的建筑外，增加了b級高度的建筑。因此，所以在進行設(shè)計的時候一定不可以超越其應(yīng)屬范圍，b級建筑物就應(yīng)該控制在b級規(guī)定范圍之內(nèi)，一旦超過了，那么無論是設(shè)計還是施工都要全部進行重新設(shè)定。在現(xiàn)實情況中這類問題曾經(jīng)出現(xiàn)過，結(jié)果導(dǎo)致審查時難以通過。

2.3 短肢剪力墻的設(shè)置問題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數(shù)量上一定要嚴(yán)格參照規(guī)范，《高規(guī)》7.1.8規(guī)定抗震設(shè)計時，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，b級高度高層建筑以及抗震設(shè)防度為9度的a級高度層建筑，不宜布置短

肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應(yīng)比本規(guī)程表3.3.1-1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時分別不應(yīng)大于100m，80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎(chǔ)設(shè)計

在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，一定要對地方規(guī)范進行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。

3 計算與分析

3.1 計算模型的選取

對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對于多塔或錯層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級的確定

對常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級，但不低于四級，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。

結(jié)語

鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化城市發(fā)展的一種客觀成果，引領(lǐng)著我國建筑行業(yè)整體的發(fā)展水平。在設(shè)計方面，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，希望我國的建筑水平能迎來更好的發(fā)展。

參考文獻

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[3]建筑結(jié)構(gòu)雜志

[4]高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計

篇6

一、前言

建筑行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟增長行業(yè)之一，關(guān)系到居民的切身利益。我國是多地震國家，但我國目前對地震的預(yù)防能力較弱，地震給我國帶來了及其巨大的災(zāi)害，因此，加強建筑設(shè)計中的抗震設(shè)計，是進一步保障我國居民生命財產(chǎn)安全的重要措施之一。目前我國高層混凝土建筑應(yīng)用的范圍越來越廣泛，其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設(shè)計需要更為明確的重視，加強對高層混凝土建筑抗震設(shè)計，已經(jīng)十分的迫切。

二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的現(xiàn)狀和存在的問題

高層混凝土建筑是經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計上，我國雖然引進了一些西方歐美抗震設(shè)計理念，但缺乏符合本國實際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.高層混凝土建筑在結(jié)構(gòu)防震設(shè)計中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實際經(jīng)驗的積累；而且我國對地質(zhì)地震的認(rèn)識尚不夠完善，對地震的成因，預(yù)測，防治研究不夠深入。因此，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中完美融合防震設(shè)計理念。

2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計立足于固定參數(shù)，而忽視了實際情況，設(shè)計完全依據(jù)“計算設(shè)計”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范，比如，在我國地震設(shè)計研究中，把地震的降級系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81，將小震賦予固定統(tǒng)計意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計和變形的檢驗計算，需要依據(jù)一定的實際情況而行。雙向板內(nèi)力計算時,查用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》的內(nèi)力系數(shù)時,其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設(shè)計板時往往容易被忽略,在計算跨中彎矩時,未考慮引入泊松比后的計算公式,導(dǎo)致內(nèi)力計算結(jié)果錯誤。

3，沒有能夠深入研究地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計且兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實際情況靈活變通的運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則。

三、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方案

1. 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計每個部分的構(gòu)件，保證每個部件之間的契合，促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計要求，滿足一定的現(xiàn)實需求，同時，通過抗震設(shè)計，使得每個構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋硪u時，每個構(gòu)件都可以有著一定的先后破壞次序，整體組合構(gòu)件將會有著更強大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強建筑的整體抗震能力。

2.地基設(shè)計是進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術(shù)設(shè)備，進行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山等，從而保證整個地基不會因為承載力不均，而發(fā)生小范圍的坍塌，影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計。

3. 高層混凝土建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過無數(shù)次的實驗表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強，對延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)。

4.抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。如果按結(jié)構(gòu)材料分類，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；若是按結(jié)構(gòu)形式分類，目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟條件等多種條件的影響，因此高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要綜合考慮，做到科學(xué)選擇，嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計。

5.結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭取更多的構(gòu)件實現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強剪弱彎、強節(jié)點、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。

6.在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，因此，要進行整體化的對待。要充分調(diào)動各個構(gòu)件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)高層建筑的一些基本構(gòu)件都失去了原有功能的時候，那么，在地震來臨后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個高層建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以增強建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。

7.設(shè)計高層混凝土建筑和超高層建筑時，屋頂建筑抗震設(shè)計也是整個設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。近幾十年來，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計評定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計還存在一些問題，例如：屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重。屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重，無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且也加大地震作用，尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力墻出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時，帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會更嚴(yán)重，對抗震更不利。所以，在進行屋頂建筑設(shè)計過程中時，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，在目前的發(fā)展趨勢中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流趨勢有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，必將會被提升到建筑設(shè)計新的戰(zhàn)略高度。要科學(xué)合理的設(shè)計好房間結(jié)構(gòu)，增強抗震能力，設(shè)計人員不僅要大力提升自己的力學(xué)，建筑學(xué)，設(shè)計學(xué)等各方面的專業(yè)知識和制圖技能，更要培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的態(tài)度，深刻理解設(shè)計規(guī)范，深刻了解建筑結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件，做好每個構(gòu)件，從整體構(gòu)思，不斷提高設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為完美實現(xiàn)建筑的實用價值和美學(xué)價值的融合做出貢獻。

參考文獻:

[1]宮彩紅，才永杰 試析高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年9期-

篇7

結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。

1．我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)。對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。

2．調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)。我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低。現(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)，要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。對工程技術(shù)人員來說，結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標(biāo)和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認(rèn)為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范，也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。

二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。

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)該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范。如果有定期的檢測要求，有些事故是可以避免的。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對較差，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全，規(guī)范對結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量，雖然政府已作出了設(shè)計與施工的責(zé)任單位和個人需對其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定，但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還應(yīng)以預(yù)防為主，通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。

現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固，各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應(yīng)該更加強調(diào)預(yù)防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證制度，在管理體制上予以規(guī)范。

從國家對公共工程建設(shè)的投資和對工程設(shè)計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設(shè)的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。我國雖是發(fā)展中國家，現(xiàn)在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴(yán)重，以往的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。

三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理

長期以來，受計劃經(jīng)濟體制的影響，我們往往視技術(shù)規(guī)范為法，將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程，與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本身不具有法律作用，只當(dāng)工程各方（業(yè)主、設(shè)計、施工企業(yè)）認(rèn)同作為設(shè)計與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上，才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問題法制化并強制執(zhí)行，不利于技術(shù)進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮，反而容易成為推卸責(zé)任的借口。當(dāng)然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā)，需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設(shè)計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī)，但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法，后者是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。政府也可以原則認(rèn)可或批準(zhǔn)某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術(shù)人員針對具體特點去解決設(shè)計與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強調(diào)其指導(dǎo)性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設(shè)計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。我國土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新，這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關(guān)聯(lián)。我國的技術(shù)規(guī)范在編寫風(fēng)格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術(shù)規(guī)定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規(guī)范，即使出了事故，就可不負(fù)法律責(zé)任。這樣就在客觀上降低了對工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責(zé)要求，不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負(fù)面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料，應(yīng)有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定，即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責(zé)任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。

企圖不斷加強技術(shù)規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑?，F(xiàn)在，有關(guān)主管部門將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規(guī)定各個設(shè)計單位完成的設(shè)計，須通過有關(guān)部門或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計單位的審查，而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求，其任務(wù)已類似于執(zhí)法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環(huán)節(jié)上的腐?。黄浯问鞘┕げ僮魅藛T素質(zhì)低，又難以短期解決；過分強調(diào)規(guī)范的地位與作用，未能建立與規(guī)范配套的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件，可以用來指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計與施工的各個具體環(huán)節(jié)，也有一定的關(guān)系。從設(shè)計角度看，出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設(shè)計條件；也有一些工程則因過去的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測而導(dǎo)致失效。其實，要做到設(shè)計規(guī)范強制條文的要求最為容易，為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設(shè)計應(yīng)規(guī)定請專業(yè)單位全面審核，其要點也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。我國幅員廣闊，各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡，技術(shù)力量懸殊，環(huán)境條件各異，客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下，根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之，在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上，要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范，在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上，可有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些，在抗震防災(zāi)要求上，更應(yīng)區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細(xì)，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別像巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的強制性越多，也意味著政府有關(guān)部門在具體技術(shù)問題上需要承擔(dān)的責(zé)任越重，而這些本來不該是政府部門的職責(zé)。規(guī)范中的要求是最低要求，在安全設(shè)置水準(zhǔn)上，政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，政府有關(guān)部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)（抗586號文件）。事實上，如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當(dāng)有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最低的房屋，如果發(fā)生地震造成損害，有關(guān)部門如何解釋？

規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負(fù)責(zé)統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔(dān)每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應(yīng)當(dāng)前的形勢，有些在經(jīng)費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文；面對新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝，規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。

土建工程使用過程中的安全性，應(yīng)有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。對大型公建等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物，在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規(guī)，編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測與評估，需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。

要完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制，合理設(shè)置土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全水準(zhǔn)，必須考慮工程失效的風(fēng)險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經(jīng)濟形勢的巨大變化，有必要重新審視現(xiàn)行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)，建議有關(guān)主管部門組織論證。

參考文獻

篇8

0.前言

通過大量的工程實踐和理論分析表明，鋼筋混凝土構(gòu)件基本都是帶裂縫工作的，對縫寬符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》要求的裂縫，對結(jié)構(gòu)使用無大的危害，是允許其存在的。當(dāng)混凝土裂縫的寬度超過規(guī)定的限值時，會影響建筑物和構(gòu)件的適用性和耐久性，不僅有損外觀形象，還會造成鋼筋外露、腐蝕，減小建筑結(jié)構(gòu)抵抗荷載的能力，降低建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛度。本文針對建筑工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，并結(jié)合實際工作中積累的經(jīng)驗，提出防治措施。

1.鋼筋混凝土建筑物裂縫的成因分析

1.1荷載裂縫

此類裂縫是建筑物在荷載作用下，變形過大而產(chǎn)生的，主要是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，施工方法不正確，承載能力不夠以及地基不均勻沉降等原因造成的。裂縫出現(xiàn)的部位主要集中于受拉或受彎區(qū)域以及受震動嚴(yán)重的部位。

1.2溫度裂縫

水泥水化是一個放熱的化學(xué)反應(yīng)過程，其間產(chǎn)生一定的水化熱?；炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體，特別是大體積混凝土，水化熱高，表面暴露在空氣中，散熱快，內(nèi)部熱量散發(fā)不出來，使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度，特別是晝夜溫差較大時，內(nèi)外溫度差別更大，內(nèi)部混凝土熱膨脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力，由于此時混凝土的抗拉強度較低，當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過其抗拉強度時，混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫一般會在混凝土澆筑后的3到5天產(chǎn)生，最初是很細(xì)的裂縫，隨著時間的發(fā)展繼續(xù)擴大，甚至?xí)霈F(xiàn)貫穿的情況。

1.3干縮裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后，其內(nèi)部的水份一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，還有一部分被蒸發(fā)，造成混凝土體積縮小。特別是在炎熱或大風(fēng)干燥的天氣條件下，混凝土表面水分蒸發(fā)過快加之混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，而此時混凝土強度幾乎為零，不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開裂。從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快，干燥裂縫越易產(chǎn)生。裂縫位置多在混凝土表面，形狀不規(guī)則，長短不一，深度一般不超過50毫米。

2.鋼筋混凝土建筑物裂縫的控制措施

從以上分析可以看出，混凝土有裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的，所以對混凝土建筑物裂縫的防治目標(biāo)，就是將其對建筑物的危害程度控制在允許范圍之內(nèi)。為此在實際工程中應(yīng)從設(shè)計和施工兩方面著手，共同預(yù)防和控制混凝土建筑物裂縫的產(chǎn)生。論文參考網(wǎng)。

2.1設(shè)計方面

2.1.1合理的建筑平面選型

建筑平面選型在滿足使用要求的前提下，力求簡單。平面復(fù)雜的建筑物，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成墻體及樓板開裂。合理增配構(gòu)造鋼筋提高抗裂能力，盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施，適當(dāng)增加附加筋，以增強其抗裂能力。設(shè)計人員應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的配置，選擇構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量要適宜。 從設(shè)計上說，構(gòu)造鋼筋很重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)，從而產(chǎn)生構(gòu)造性裂縫。所以，配筋不但要滿足結(jié)構(gòu)承載的要求，而且還要滿足混凝土正常使用的要求，合理增配構(gòu)造鋼筋有利于提高抗裂能力。

2.1.2減少地基的不均勻沉降

合理布置縱橫墻，縱墻開洞盡可能小。控制建筑物的長高比，長高比越小，整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力越強。此外在基礎(chǔ)設(shè)計方面可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、地基計算強度、墊層厚度等方法來控制地基的不均勻變形。

2.1.3合理設(shè)置變形縫

設(shè)置變形縫的位置和縫寬的選定要適當(dāng)，構(gòu)造要合理?？梢园焉炜s縫、沉降縫和抗震縫合并設(shè)置。因為建筑物長期暴露在大氣中，承受反復(fù)的驟冷驟熱，干濕作用等，所以除嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫外，還應(yīng)考慮其所處的外部環(huán)境因素的影響。當(dāng)結(jié)構(gòu)體突變或者設(shè)置的伸縮縫間距偏大，超出規(guī)范要求時應(yīng)采取有效的防開裂措施，如增大配筋率、通長配筋、設(shè)置后澆帶、改善混凝土級配等。

2.1.4加大保護層厚度

適當(dāng)加大保護層厚度，可以提高保護層的質(zhì)量以及密實性，降低其滲透性，予以阻止或者延緩混凝土的碳化速度，提高劈裂強度。地下結(jié)構(gòu)保護層厚，要加鋼絲網(wǎng)；樓板要布設(shè)設(shè)備管線，也要適當(dāng)增加樓板厚度。

2.1.5加設(shè)次梁減少裂縫

在現(xiàn)代設(shè)計中，現(xiàn)澆板的寬度越來越大，長度越來越長，而樓板的厚度卻不能太大，如果在板下面的適當(dāng)部位增加次梁，就可以增加板的剛度，減少板的撓曲變形，從而達到不出現(xiàn)危害性裂縫的目的。沒有條件設(shè)置次梁時，可以在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，從而提高混凝土的極限拉伸，有效地防止裂縫的產(chǎn)生。論文參考網(wǎng)。

2.2施工方面

2.2.1注重混凝土原材料的選擇和配比

混凝土中如果采用吸收率較大的骨料，干縮較大，骨料含泥量較多時，會增大混凝土的干縮性；骨料粒徑較大，級配良好時，由于能減少混凝土中水泥用量，所以混凝土干縮率較小。

混凝土原料的配合比應(yīng)根據(jù)工程的要求，如防水、防滲、防輻射等進行認(rèn)真分析，選擇最優(yōu)方案?；炷恋乃冶葢?yīng)在滿足強度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低?；炷林袚饺敕勖夯也粌H能替代部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球狀，可起到作用能改善混凝土的工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱。為了滿足混凝土坍落度的要求，若只增加水泥用量，則會加劇混凝土干燥收縮，明顯增大混凝土水化熱，易引起開裂。因此，除了調(diào)整級配外，可摻入適量減水劑。

2.2.2強化混凝土澆搗工作的要求

混凝土的澆搗技術(shù)對混凝土密實度很重要，泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗，大體積混凝土在澆搗過程中會產(chǎn)生大量的泌水，應(yīng)及時排除，有利于提高質(zhì)量和混凝土的抗裂性。澆搗時振動棒建議采用垂直振搗，行列式排列，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過震或漏振，應(yīng)提倡二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點?；炷翝驳矫鎸訒r，表面應(yīng)抹平壓實，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實度。

2.2.3采取合理的養(yǎng)護措施

保溫養(yǎng)護是混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫度差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力。一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度，另一方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護，以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環(huán)節(jié)，越慢越好，為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件，與此同時還要在養(yǎng)護中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài)，這對增加混凝土強度和減少收縮是十分有利的?；炷恋牟鹉r間可根據(jù)工程部位具體情況確定，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護一段時間。及時回填土是控制早期、中期開裂的有力措施。論文參考網(wǎng)。土是混凝土養(yǎng)護的最佳介質(zhì)，施工經(jīng)驗表明，遲遲不回填圖的暴露工程裂縫最多。

3.結(jié)束語

通過上述分析。我們在充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上從設(shè)計和施工兩方面加強質(zhì)量管理，采取科學(xué)合理的技術(shù)措施，可以有效的將混凝土裂縫控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，從而保證建筑物達到安全、適用、經(jīng)濟、合理的設(shè)計要求，確保人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

[1]張雄.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[2]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.

篇9

Keywords: water conservancy projects; Hydraulic structure; Design ideas

中圖分類號：TB482.2文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

0 引言

大多數(shù)水利工程都以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式為主；就通常的水工建筑結(jié)構(gòu)而言(如大壩、水閘、碼頭等建筑構(gòu)筑物等)，建筑結(jié)構(gòu)的荷載承重和防滲功能等均主要由混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)，因此，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計顯得尤為重要。

1 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計以強度設(shè)計為主的特點，水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要注重結(jié)構(gòu)強度設(shè)計，還需要更多地考慮建筑結(jié)構(gòu)在長期使用過程中由于水下環(huán)境作用引起的結(jié)構(gòu)材料腐蝕對結(jié)構(gòu)性能與適用性的影響,應(yīng)盡可能通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計延長結(jié)構(gòu)使用壽命。水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的有關(guān)國家、地區(qū)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定執(zhí)行,充分考慮建筑結(jié)構(gòu)在正常使用階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相關(guān)檢測和維護過程,在進行水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時, 應(yīng)預(yù)留足夠的工作面為后續(xù)工作提供可實施性。值得指出的是,水工混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中遭受病害是不可避免的,只是應(yīng)將其程度降至最低水平。因此,在設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,在考慮材料受環(huán)境侵蝕和老化對性能產(chǎn)生的影響后,還仍然要確保結(jié)構(gòu)和構(gòu)件存有足夠的安全性和整體穩(wěn)定性。

2 水工混凝土結(jié)構(gòu)的特性

水工混凝土是混凝土學(xué)科中帶有許多特殊性的領(lǐng)域。將一般混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論用于水工混凝土結(jié)構(gòu),常會遇到不少無法解決的困難。水工混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性有如以下5個方面。

2.1 結(jié)構(gòu)尺寸較大,常為大體積結(jié)構(gòu),或為跨高比很小的短桿件。

2.2 強度所需的配筋率小于一般混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論中規(guī)定的最小配筋率,但其配筋量仍極大。

2.3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的水泥水化熱較大,在外界溫度變化時,常不可避免地發(fā)生溫度裂縫。為限制裂縫寬度需配置較多的溫度鋼筋。

2.4 結(jié)構(gòu)有的全浸于水中,有的處于承壓或干濕交替的狀態(tài),有的尚有滲漏、凍融或沖刷氣蝕等作用,耐久性常成為水工混凝土的嚴(yán)重問題。

2.5 不少結(jié)構(gòu)為非桿件體系,無法象彎、壓、拉等標(biāo)準(zhǔn)桿件那樣按極限強度理論進行配筋分析。

為適應(yīng)水工中這種大體積、低配筋和非桿件的特殊性態(tài), 我國工程界曾作過多方面的探索,如按應(yīng)力圖形配筋、非線性鋼筋混凝土有限元分析、大體積混凝土溫度配筋等,并有了不少進展。

3 水工混凝土結(jié)構(gòu)的可靠度分析

水工統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定水工結(jié)構(gòu)設(shè)計必須采用以近似概率法為基礎(chǔ)的可靠度理論。但在引用這一理論時,注意到水工混凝土結(jié)構(gòu)的某些特殊性是完全必要的。例如：

3.1 水工大體積混凝土的實際強度與實驗室小試塊強度的差異就比工民建的混凝土來得更大些,其中尺寸效應(yīng)、持久強度和水飽和時的強度降低及后期強度的增長等因素造成的混凝土強度不定性就有深入研究的必要。

水工中一些主要荷載的實測和統(tǒng)計工作做得還很不夠。有些荷載如土壓力、圍巖壓力、

滲透壓力、地基反力等還是用理論公式計算出來的,與實測值有多大差異還不十分清楚。有

些荷載還具有人工控制的特點,如有溢洪或閘門設(shè)施時的擋水壓力,就具有確定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。

3.2 水工中荷載與荷載效應(yīng)之間的關(guān)系常隨所采用的分析方法的不同而有根本性的差別。例如：尾水管,采用一般框架分析或帶剛性域框架分析或用有限元分析,得出的荷載效應(yīng)值將有極大差別,甚至?xí)菇孛鎯?nèi)力發(fā)生變號。因此計算簡圖正確程度的不定性將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)實有的可靠指標(biāo)。但這種不定性目前還難于統(tǒng)計分析。

3.3 房屋建筑或橋梁工程等失事后果僅在于建筑物本身以及本身范圍內(nèi)的人身及經(jīng)濟損失。但擋水大壩等水工建筑物失事后將危及下游廣大范圍內(nèi)的村鎮(zhèn)及農(nóng)田,其損失遠大于建筑物本身。因此對這種會導(dǎo)致嚴(yán)重后果的結(jié)構(gòu)是不能用一個結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)并簡單地取 就能了事的。在它的可靠指標(biāo)分析中應(yīng)該把造成后果的嚴(yán)重程度考慮在內(nèi)。目前,水工統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（初稿）把水工建筑物的安全等級也類似房屋建筑那樣分為三級,分別取。但水工中的大型建筑物如葛洲壩、劉家峽工程與一些小型渠系涵管之間,其失事后果嚴(yán)重性的差別,決不是1.0， 0.9 之比。我們認(rèn)為水工建筑物的安全等級宜分為五級,對于擋水建筑可分屬于1,2,3個級別,對于一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件則可分屬于3,4,5三個級別。因為最重要的鋼筋混凝土構(gòu)件也無法與3級擋水閘壩相比。

4 水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

過去,工程技術(shù)人員所關(guān)心的常常只是工程的設(shè)計和建造。但工程結(jié)構(gòu)在長期使用過程

中會逐漸損壞這一客觀規(guī)律迫使人們把注意力轉(zhuǎn)向已建結(jié)構(gòu)的可靠性評估及維修加固技術(shù)方面來。人們除了關(guān)心工程的初始造價外,還應(yīng)從大系統(tǒng)出發(fā)考慮工程的維護費用及遇到風(fēng)險時的損失期望值。這方面的研究已成為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科發(fā)展的重要分支。

目前,國內(nèi)不少50年代的建筑物,已進入“老年期”,對其繼續(xù)使用壽命作出鑒定和書評估,以及采取最佳的加固補救技術(shù)是十分重要的。國內(nèi)在房屋建筑方面已制定了相應(yīng)的法規(guī)

和條文,編制了可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和加固技術(shù)規(guī)范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑嚴(yán)重得

多,除混凝土碳化鋼筋誘蝕引起順筋開裂外,還有凍融、低強度風(fēng)化、滲漏、沖刷氣蝕、水質(zhì)侵蝕、堿骨料反應(yīng)等嚴(yán)重病害。僅“七五”期間,部屬大中型水電工程需要修補的就耗資數(shù)億元。

但目前水工鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中, 對耐久性還只以荷載直接作用下的受力裂縫的寬度作為衡量的指標(biāo),這顯然是很不全面的。有關(guān)水工建筑物調(diào)查顯示：967根構(gòu)件中因鋼筋銹蝕順筋開裂（先銹后裂）的占56% ,但未發(fā)現(xiàn)一根是由于受力裂縫（橫向裂縫）引起的。鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性主要決定子保護層厚度、水泥品種和訊量、水灰比、結(jié)構(gòu)類型、施工質(zhì)量、表面防護等。大體積混凝土結(jié)構(gòu)則還與混凝土強度、抗凍性、抗?jié)B性、抗腐蝕性和抗沖刷能力等有關(guān)。因此,在設(shè)計階段就應(yīng)該把這些因素加入進去加以考慮,以改變設(shè)計人員只重視強度的片面觀。

5 新材料、新技術(shù)和新工藝的誕生

在結(jié)構(gòu)使用壽命期內(nèi),新技術(shù)和新工藝的發(fā)展對維修費用的發(fā)生會起很大的影響。俗話

說,十壩九裂,在水工混凝土建筑物中的確存在著各種各樣的缺陷和病害,對于水工建筑物的維護和維修是不可避免的。實踐經(jīng)驗表明,應(yīng)優(yōu)先考慮采用新材料、新工藝、新技術(shù)維修帶病運行的水工建筑物,提高建筑物的可靠程度,使建筑物的功能正常實現(xiàn)。因為它有降低建筑物本身的自重及降低工程成本造價方面的優(yōu)點,使其在經(jīng)濟、實用等方面具有良

好的發(fā)展前景。

例如近年來開始運用的新材料,采用特有的活性化學(xué)物質(zhì),利用水泥混凝土本身固有的化學(xué)特性和多孔性,借助于滲透作用來提高混凝土材料抗?jié)B性,而達到永久性防水、防潮和保護鋼筋,增強混凝土結(jié)構(gòu)強度的效果；還有性能優(yōu)良、適用性強、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料；還有以聚合物水泥砂漿作為防滲、防腐、防凍材料,也已在水工混凝土建筑物修補工程中得到廣泛應(yīng)用,這種以少量乳膠材料對水泥砂漿或混凝性后,增強其抗?jié)B性、

抗炭化和抗凍性,是一種性能可靠、經(jīng)濟和施工方便的修補材料。水下修補材料及水下修補技術(shù)取得較大進展,投入的一些新的施工設(shè)備,使用方便,省時省工,有利于環(huán)保和人身健康。

在以后的科技發(fā)展過程中,新的材料、技術(shù)和工藝的產(chǎn)生將會更快,更高效,這一點對于結(jié)構(gòu)是有很重要的影響,不容忽視。

6 結(jié)束語

綜上所述，水工結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)在是越來越規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。但在相關(guān)領(lǐng)域還是需要更進一步,而如何更好地深入發(fā)展和應(yīng)用仍是一項重大課題。這就需要工程設(shè)計人員、科研人員共同努力,使之趨于完善。

參考文獻：

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[2] 吳世偉.結(jié)構(gòu)可靠度分析[M]北京:人民交通出版社,1988.

篇10

結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。

1.我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)

對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn)，總體上要比國外同類規(guī)范低得多。

1.1 構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)

與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個因素是：1）規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值），比如同樣是辦公樓，我國規(guī)范自 1959 年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米 150 公斤（現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到 200 公斤），而美、英則為 240 和 250 公斤；2） 規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算確定荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時，將構(gòu)件材料的強度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計方法（如我國的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范）中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設(shè)計方法（如我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范）中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。

1.2 結(jié)構(gòu)的耐久安全性

我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。

2.調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的不同見解

我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低，與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關(guān)。由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當(dāng)提高安全設(shè)置水準(zhǔn)將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴(yán)重的人為錯誤所致?，F(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)，要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內(nèi)近幾年來已對建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準(zhǔn)組織過幾次討論，在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧反映了這些不同的見解：

1）認(rèn)為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標(biāo)準(zhǔn)走；安全度高了是浪費，除個別需調(diào)整外，總體上不必變動。

2）認(rèn)為我國規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)盡管不高，但在全面遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，即在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的“三正?！睏l件下，據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用，表明這些規(guī)范規(guī)定的水準(zhǔn)仍然適用。

3）認(rèn)為我國規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大體與國際水準(zhǔn)接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風(fēng)險損失后果將愈益嚴(yán)重，而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低，材料供應(yīng)也十分充裕。即使結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全設(shè)置水準(zhǔn)能夠提高到與發(fā)達國家一樣，由于我們的施工質(zhì)量總體較差，結(jié)構(gòu)的安全性依然會有差距。

2、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。

1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀

長期以來，人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到 70 年代末期，發(fā)達國家才逐u發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。近些年來，發(fā)達國家為保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性積極采取應(yīng)對措施，如增加鋼筋的混凝土保護層厚度，提高混凝土的強度等。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為 2.5cm 與 C25，與加拿大 50 年代水準(zhǔn)一致。國內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現(xiàn)已不得不部分拆除重建。

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進一步加劇的原因有：

1）由于混凝土的質(zhì)量檢驗習(xí)慣上以單一的強度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當(dāng)追求，使水泥細(xì)度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強度超過了也被認(rèn)為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。

2）工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對工程進度的不適當(dāng)干預(yù)。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款，因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。

3）環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的 30% 。

2.土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護

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)該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范。

3、技術(shù)規(guī)范的作用與管理

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術(shù)人員針對具體特點去解決設(shè)計與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強調(diào)其指導(dǎo)性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設(shè)計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。我國土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新，這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關(guān)聯(lián)。

4、結(jié)束語

我國幅員廣闊，各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡，技術(shù)力量懸殊，環(huán)境條件各異，客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下，根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題，從而實現(xiàn)和保證結(jié)構(gòu)工程安全性和耐久性的完全統(tǒng)一。

參考文獻

[1] 張譽，張偉平，蔣利學(xué)，等.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性概論[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2003.42―43.

[2] 余洪發(fā)，孫偉，鄢良慧，等.混凝土使用壽命預(yù)測方法的研究I―――理論模型[J].硅酸鹽學(xué)報，2002，30（6）： 686―690.

篇11

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一、土建結(jié)構(gòu)工程的安全性

結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。

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1．我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)

對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn)，總體上要比國外同類規(guī)范低得多。

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1.1構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)

與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個因素是：1）規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值），比如同樣是辦公樓，我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤；2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算確定荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時，將構(gòu)件材料的強度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計方法(如我國的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設(shè)計方法(如我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載（如結(jié)構(gòu)自重）的分項系數(shù)分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和1.4；這樣根據(jù)我國規(guī)范設(shè)計辦公樓時，所依據(jù)的樓層設(shè)計荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項系數(shù)的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設(shè)施等活載）和85%（對結(jié)構(gòu)自重等恒載），而設(shè)計時據(jù)以確定構(gòu)件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數(shù)有關(guān)）卻要比英美規(guī)范高出的10~15%，二者都使構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)下降。日本與德國的設(shè)計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結(jié)構(gòu)設(shè)計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范，就如我國解放前和建國初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是，在其他建筑物的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上，與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準(zhǔn)上與國際間的差距并不相同，比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對小些。

公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似，除車載標(biāo)準(zhǔn)外，荷載分項安全系數(shù)（我國規(guī)范對車載取1.4，比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。

盡管我國設(shè)計規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的，這里的問題主要在于設(shè)計墨守陳規(guī)，在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。

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1.2結(jié)構(gòu)的整體牢固性

除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外，結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力，或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯導(dǎo)致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當(dāng)?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導(dǎo)致整棟樓的連續(xù)倒塌，也是房屋設(shè)計牢固性不足的表現(xiàn)。

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1.3結(jié)構(gòu)的耐久安全性

我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著低于國外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)，在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。

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2．調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的不同見解

我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低，與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關(guān)。但是，能夠?qū)ν两ńY(jié)構(gòu)取用較低的安全水準(zhǔn)并基本滿足了當(dāng)時的生產(chǎn)與生活需求，而且業(yè)已歷經(jīng)了較長時間的考驗，這是國內(nèi)土建科技人員經(jīng)過巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當(dāng)提高安全設(shè)置水準(zhǔn)將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴(yán)重的人為錯誤所致。現(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)，要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內(nèi)近幾年來已對建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準(zhǔn)組織過幾次討論，在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解：

1）認(rèn)為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標(biāo)準(zhǔn)走；安全度高了是浪費，除個別需調(diào)整外，總體上不必變動。

2）認(rèn)為我國規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)盡管不高，但在全面遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，即在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的“三正?！睏l件下，據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用，表明這些規(guī)范規(guī)定的水準(zhǔn)仍然適用；但是理想的“三正?！焙茈y做到，同時為了縮小與先進國際標(biāo)準(zhǔn)的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要，在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下，結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。

3）認(rèn)為我國規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大體與國際水準(zhǔn)接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風(fēng)險損失后果將愈益嚴(yán)重，而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低，材料供應(yīng)也十分充裕。過去的低安全水準(zhǔn)只是適應(yīng)了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要，但決不是沒有風(fēng)險，如果規(guī)范的安全水準(zhǔn)較高，曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務(wù)，安全性上一定要有高標(biāo)準(zhǔn)。低的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在參與將來的國際競爭中也難以被承認(rèn)，即使結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全設(shè)置水準(zhǔn)能夠提高到與發(fā)達國家一樣，由于我們的施工質(zhì)量總體較差，結(jié)構(gòu)的安全性依然會有差距。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的概率可靠度設(shè)計方法

自1984年國家建委和國家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以來，我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計方法，從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法是參考國際上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO2394并經(jīng)過國內(nèi)科技人員努力后得以實施的。將可靠度設(shè)計方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，在國際學(xué)術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢，但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計方法，至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的可靠度設(shè)計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法，雖然工程設(shè)計界頗有微詞，但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設(shè)計規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規(guī)范可靠度方法的意見分歧。

對我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法持肯定意見的專家認(rèn)為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學(xué)、更合理，當(dāng)然概率可靠度設(shè)計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所面向的是類型多樣的復(fù)雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復(fù)雜，并不是“從統(tǒng)計數(shù)學(xué)觀點出發(fā)的概率定義”所能科學(xué)描述或處理；規(guī)范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術(shù)人員來說，結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標(biāo)和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認(rèn)為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范，也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。

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二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

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土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。

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1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀

大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設(shè)計與施工部門的足夠重視。

長期以來，人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期，發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內(nèi)就出現(xiàn)劣化；據(jù)1998年美國土木工程學(xué)會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達國家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應(yīng)對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準(zhǔn)一致。國內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現(xiàn)已不得不部分拆除重建。我國建設(shè)部于80年代的一項調(diào)查表明，國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25～30年后即需大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好，一般可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30～40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問題更為嚴(yán)重，由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差，許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現(xiàn)問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區(qū)一條高等級公路只經(jīng)過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗?jié)B性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴(yán)重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調(diào)查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴(yán)重，并導(dǎo)致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設(shè)計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當(dāng)?shù)膶Σ撸邕m當(dāng)提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學(xué)纖維等。

耐久性問題的嚴(yán)重性和迫切性在于我們許多正在建設(shè)的工程仍未吸取國際和國內(nèi)的大量慘痛教訓(xùn)，還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3～4cm厚的保護層厚度。

有專家估計，我國“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的還可延續(xù)20年，由于忽視耐久性，迎接我們的還會有“大修”20年的，這個可能不用很久就將到來，其耗費將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時的投資。

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進一步加劇的原因有：

1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗習(xí)慣上以單一的強度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當(dāng)追求，使水泥細(xì)度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強度超過了也被認(rèn)為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。

2)工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對工程進度的不適當(dāng)干預(yù)。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款，因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。

3)環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。

當(dāng)前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計的技術(shù)條例，修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計工作壽命，在重要工程的設(shè)計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當(dāng)前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設(shè)計施工技術(shù)人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴(yán)重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段，國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外，工程技術(shù)界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

在修訂規(guī)范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗，盡快編寫出相應(yīng)的設(shè)計施工技術(shù)文件以應(yīng)急需，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，而我國在這一方面相當(dāng)落后?；炷恋哪途眯匝芯侩x不開原材料和環(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的。

重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。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，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。

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2．土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護

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)該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故，就是因為橋面結(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強制規(guī)定必須定期檢測；即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對較差，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全，規(guī)范對結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量，雖然政府已作出了設(shè)計與施工的責(zé)任單位和個人需對其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定，但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還應(yīng)以預(yù)防為主，通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。

現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固，各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應(yīng)該更加強調(diào)預(yù)防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證制度，在管理體制上予以規(guī)范。

從國家對公共工程建設(shè)的投資和對工程設(shè)計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設(shè)的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當(dāng)年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家，現(xiàn)在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴(yán)重，以往的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關(guān)部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設(shè)，國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī)，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能，對于設(shè)計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。

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三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理

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這次科技論壇對于土建結(jié)構(gòu)工程技術(shù)規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。

長期以來，受計劃經(jīng)濟體制的影響，我們往往視技術(shù)規(guī)范為法，將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程，與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本身不具有法律作用，只當(dāng)工程各方（業(yè)主、設(shè)計、施工企業(yè)）認(rèn)同作為設(shè)計與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上，才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問題法制化并強制執(zhí)行，不利于技術(shù)進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮，反而容易成為推卸責(zé)任的借口。當(dāng)然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā)，需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設(shè)計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī)，但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法，后者是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。政府也可以原則認(rèn)可或批準(zhǔn)某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術(shù)人員針對具體特點去解決設(shè)計與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強調(diào)其指導(dǎo)性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設(shè)計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。。我國土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新，這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關(guān)聯(lián)。我國的技術(shù)規(guī)范在編寫風(fēng)格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術(shù)規(guī)定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規(guī)范，即使出了事故，就可不負(fù)法律責(zé)任。這樣就在客觀上降低了對工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責(zé)要求，不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負(fù)面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料，應(yīng)有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定，即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責(zé)任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。

企圖不斷加強技術(shù)規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑?，F(xiàn)在，有關(guān)主管部門將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規(guī)定各個設(shè)計單位完成的設(shè)計，須通過有關(guān)部門或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計單位的審查，而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求，其任務(wù)已類似于執(zhí)法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環(huán)節(jié)上的腐敗；其次是施工操作人員素質(zhì)低，又難以短期解決；過分強調(diào)規(guī)范的地位與作用，未能建立與規(guī)范配套的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件，可以用來指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計與施工的各個具體環(huán)節(jié)，也有一定的關(guān)系。從設(shè)計角度看，出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設(shè)計條件；也有一些工程則因過去的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測而導(dǎo)致失效。其實，要做到設(shè)計規(guī)范強制條文的要求最為容易，為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設(shè)計應(yīng)規(guī)定請專業(yè)單位全面審核，其要點也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。我國幅員廣闊，各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡，技術(shù)力量懸殊，環(huán)境條件各異，客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下，根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之，在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上，要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范，在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上，可有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些，在抗震防災(zāi)要求上，更應(yīng)區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細(xì)，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的強制性越多，也意味著政府有關(guān)部門在具體技術(shù)問題上需要承擔(dān)的責(zé)任越重，而這些本來不該是政府部門的職責(zé)。規(guī)范中的要求是最低要求，在安全設(shè)置水準(zhǔn)上，政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，政府有關(guān)部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當(dāng)有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最低的房屋，如果發(fā)生地震造成損害，有關(guān)部門如何解釋？

規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負(fù)責(zé)統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔(dān)每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應(yīng)當(dāng)前的形勢，有些在經(jīng)費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文；面對新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝，規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。

發(fā)達國家有關(guān)土建結(jié)構(gòu)工程的規(guī)范及與之配套的各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多由行業(yè)協(xié)會或?qū)I(yè)學(xué)會編制及管理，規(guī)范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學(xué)會與協(xié)會重復(fù)設(shè)置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構(gòu)還差的很遠，如何發(fā)揮這些機構(gòu)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關(guān)的學(xué)會、協(xié)會，加強其職能，并逐漸成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制管理的主體。

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四、準(zhǔn)備提交政府有關(guān)部門考慮的建議

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為了改善我國土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關(guān)部門考慮，：

1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎(chǔ)設(shè)施工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，已是當(dāng)前亟待采取措施應(yīng)對的重大問題。否則，一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證，我國的現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟會蒙受巨大損失，并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來長期困擾。

建議國家建設(shè)部、交通部、鐵道部主管土建工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，明確土建工程的設(shè)計應(yīng)有最低使用壽命的要求，重要工程的設(shè)計文件中應(yīng)有正常使用壽命和耐久性設(shè)計的獨立章節(jié)與論證；

建議國家自然科學(xué)基金委員會能在今后一段時期內(nèi)對混凝土工程耐久性的基礎(chǔ)理論研究給予重點支持；

建議國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)給以立項資助；

建議中國工程院土木水利建筑學(xué)部在其咨詢研究項目中，聯(lián)絡(luò)國內(nèi)有關(guān)專家，促進土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計指導(dǎo)性技術(shù)條例的編制。

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2、土建工程使用過程中的安全性，應(yīng)有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。

建議對橋、隧等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物，在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規(guī)，編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測與評估，需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。

建議政府有關(guān)部門在橋、隧、道路等土建基礎(chǔ)設(shè)施工程投資上，根據(jù)需要，加大工程維修費的比例。

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篇12

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一、土建結(jié)構(gòu)工程的安全性

結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護、檢測）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運用相關(guān)聯(lián)。

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1．我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)

對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn)，總體上要比國外同類規(guī)范低得多。

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1.1構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)

與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個因素是：1）規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值），比如同樣是辦公樓，我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤；2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算確定荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時，將構(gòu)件材料的強度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計方法(如我國的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設(shè)計方法(如我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載（如結(jié)構(gòu)自重）的分項系數(shù)分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和1.4；這樣根據(jù)我國規(guī)范設(shè)計辦公樓時，所依據(jù)的樓層設(shè)計荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項系數(shù)的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設(shè)施等活載）和85%（對結(jié)構(gòu)自重等恒載），而設(shè)計時據(jù)以確定構(gòu)件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數(shù)有關(guān)）卻要比英美規(guī)范高出的10~15%，二者都使構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)下降。日本與德國的設(shè)計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結(jié)構(gòu)設(shè)計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范，就如我國解放前和建國初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是，在其他建筑物的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上，與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準(zhǔn)上與國際間的差距并不相同，比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對小些。

公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似，除車載標(biāo)準(zhǔn)外，荷載分項安全系數(shù)（我國規(guī)范對車載取1.4，比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。

盡管我國設(shè)計規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的，這里的問題主要在于設(shè)計墨守陳規(guī)，在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。

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1.2結(jié)構(gòu)的整體牢固性

除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外，結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力，或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯導(dǎo)致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當(dāng)?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導(dǎo)致整棟樓的連續(xù)倒塌，也是房屋設(shè)計牢固性不足的表現(xiàn)。

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1.3結(jié)構(gòu)的耐久安全性

我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少?；炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠過于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著低于國外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)，在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。

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2．調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的不同見解

我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低，與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關(guān)。但是，能夠?qū)ν两ńY(jié)構(gòu)取用較低的安全水準(zhǔn)并基本滿足了當(dāng)時的生產(chǎn)與生活需求，而且業(yè)已歷經(jīng)了較長時間的考驗，這是國內(nèi)土建科技人員經(jīng)過巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當(dāng)提高安全設(shè)置水準(zhǔn)將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴(yán)重的人為錯誤所致?，F(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ)，要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。國內(nèi)近幾年來已對建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準(zhǔn)組織過幾次討論，在如何調(diào)整的問題上存在較大的意見分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解：

1）認(rèn)為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經(jīng)驗。我國取得的這一成功經(jīng)驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標(biāo)準(zhǔn)走；安全度高了是浪費，除個別需調(diào)整外，總體上不必變動。

2）認(rèn)為我國規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)盡管不高，但在全面遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，即在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的“三正?！睏l件下，據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用，表明這些規(guī)范規(guī)定的水準(zhǔn)仍然適用；但是理想的“三正?！焙茈y做到，同時為了縮小與先進國際標(biāo)準(zhǔn)的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要，在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場經(jīng)濟條件下，結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。

3）認(rèn)為我國規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大體與國際水準(zhǔn)接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風(fēng)險損失后果將愈益嚴(yán)重，而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低，材料供應(yīng)也十分充裕。過去的低安全水準(zhǔn)只是適應(yīng)了以往短缺型計劃經(jīng)濟年代的需要，但決不是沒有風(fēng)險，如果規(guī)范的安全水準(zhǔn)較高，曾經(jīng)發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正?！钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務(wù)，安全性上一定要有高標(biāo)準(zhǔn)。低的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在參與將來的國際競爭中也難以被承認(rèn)，即使結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全設(shè)置水準(zhǔn)能夠提高到與發(fā)達國家一樣，由于我們的施工質(zhì)量總體較差，結(jié)構(gòu)的安全性依然會有差距。

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3、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的概率可靠度設(shè)計方法

自1984年國家建委和國家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以來，我國的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計方法，從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法是參考國際上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO2394并經(jīng)過國內(nèi)科技人員努力后得以實施的。將可靠度設(shè)計方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，在國際學(xué)術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢，但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計方法，至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的可靠度設(shè)計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法，雖然工程設(shè)計界頗有微詞，但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設(shè)計規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規(guī)范可靠度方法的意見分歧。

對我國規(guī)范的可靠度設(shè)計方法持肯定意見的專家認(rèn)為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學(xué)、更合理，當(dāng)然概率可靠度設(shè)計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所面向的是類型多樣的復(fù)雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復(fù)雜，并不是“從統(tǒng)計數(shù)學(xué)觀點出發(fā)的概率定義”所能科學(xué)描述或處理；規(guī)范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術(shù)人員來說，結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標(biāo)和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認(rèn)為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范，也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。

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二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

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土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。

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1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀

大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設(shè)計與施工部門的足夠重視。

長期以來，人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期，發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內(nèi)就出現(xiàn)劣化；據(jù)1998年美國土木工程學(xué)會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達國家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應(yīng)對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準(zhǔn)一致。國內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現(xiàn)已不得不部分拆除重建。

我國建設(shè)部于80年代的一項調(diào)查表明，國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25～30年后即需大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好，一般可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30～40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問題更為嚴(yán)重，由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差，許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現(xiàn)問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區(qū)一條高等級公路只經(jīng)過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗?jié)B性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴(yán)重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調(diào)查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴(yán)重，并導(dǎo)致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設(shè)計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當(dāng)?shù)膶Σ?，如適當(dāng)提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學(xué)纖維等。

耐久性問題的嚴(yán)重性和迫切性在于我們許多正在建設(shè)的工程仍未吸取國際和國內(nèi)的大量慘痛教訓(xùn)，還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3～4cm厚的保護層厚度。

有專家估計，我國“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的還可延續(xù)20年，由于忽視耐久性，迎接我們的還會有“大修”20年的，這個可能不用很久就將到來，其耗費將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時的投資。

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進一步加劇的原因有：

1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗習(xí)慣上以單一的強度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當(dāng)追求，使水泥細(xì)度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強度超過了也被認(rèn)為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。

2)工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對工程進度的不適當(dāng)干預(yù)?；炷恋哪途眯再|(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款，因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。

3)環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。

當(dāng)前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計的技術(shù)條例，修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計工作壽命，在重要工程的設(shè)計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當(dāng)前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設(shè)計施工技術(shù)人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴(yán)重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段，國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外，工程技術(shù)界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

在修訂規(guī)范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗，盡快編寫出相應(yīng)的設(shè)計施工技術(shù)文件以應(yīng)急需，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，而我國在這一方面相當(dāng)落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環(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的。

重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。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，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。

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2．土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護

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)該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故，就是因為橋面結(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強制規(guī)定必須定期檢測；即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對較差，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全，規(guī)范對結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量，雖然政府已作出了設(shè)計與施工的責(zé)任單位和個人需對其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定，但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還應(yīng)以預(yù)防為主，通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。

現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固，各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應(yīng)該更加強調(diào)預(yù)防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證制度，在管理體制上予以規(guī)范。

從國家對公共工程建設(shè)的投資和對工程設(shè)計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設(shè)的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當(dāng)年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家，現(xiàn)在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴(yán)重，以往的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關(guān)部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設(shè)，國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī)，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能，對于設(shè)計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。

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三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理

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這次科技論壇對于土建結(jié)構(gòu)工程技術(shù)規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。

長期以來，受計劃經(jīng)濟體制的影響，我們往往視技術(shù)規(guī)范為法，將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程，與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本身不具有法律作用，只當(dāng)工程各方（業(yè)主、設(shè)計、施工企業(yè)）認(rèn)同作為設(shè)計與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上，才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問題法制化并強制執(zhí)行，不利于技術(shù)進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮，反而容易成為推卸責(zé)任的借口。當(dāng)然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā)，需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設(shè)計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī)，但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法，后者是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。政府也可以原則認(rèn)可或批準(zhǔn)某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術(shù)人員針對具體特點去解決設(shè)計與施工問題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強調(diào)其指導(dǎo)性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設(shè)計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。。我國土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新，這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關(guān)聯(lián)。我國的技術(shù)規(guī)范在編寫風(fēng)格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術(shù)規(guī)定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規(guī)范，即使出了事故，就可不負(fù)法律責(zé)任。這樣就在客觀上降低了對工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責(zé)要求，不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負(fù)面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料，應(yīng)有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定，即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責(zé)任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。

企圖不斷加強技術(shù)規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現(xiàn)在，有關(guān)主管部門將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規(guī)定各個設(shè)計單位完成的設(shè)計，須通過有關(guān)部門或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計單位的審查，而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求，其任務(wù)已類似于執(zhí)法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環(huán)節(jié)上的腐?。黄浯问鞘┕げ僮魅藛T素質(zhì)低，又難以短期解決；過分強調(diào)規(guī)范的地位與作用，未能建立與規(guī)范配套的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件，可以用來指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計與施工的各個具體環(huán)節(jié)，也有一定的關(guān)系。從設(shè)計角度看，出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設(shè)計條件；也有一些工程則因過去的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測而導(dǎo)致失效。其實，要做到設(shè)計規(guī)范強制條文的要求最為容易，為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設(shè)計應(yīng)規(guī)定請專業(yè)單位全面審核，其要點也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。

我國幅員廣闊，各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡，技術(shù)力量懸殊，環(huán)境條件各異，客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下，根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題。總之，在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上，要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范，在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上，可有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些，在抗震防災(zāi)要求上，更應(yīng)區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細(xì)，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的強制性越多，也意味著政府有關(guān)部門在具體技術(shù)問題上需要承擔(dān)的責(zé)任越重，而這些本來不該是政府部門的職責(zé)。規(guī)范中的要求是最低要求，在安全設(shè)置水準(zhǔn)上，政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，政府有關(guān)部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當(dāng)有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最低的房屋，如果發(fā)生地震造成損害，有關(guān)部門如何解釋？

規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負(fù)責(zé)統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔(dān)每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應(yīng)當(dāng)前的形勢，有些在經(jīng)費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文；面對新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝，規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。

發(fā)達國家有關(guān)土建結(jié)構(gòu)工程的規(guī)范及與之配套的各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多由行業(yè)協(xié)會或?qū)I(yè)學(xué)會編制及管理，規(guī)范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學(xué)會與協(xié)會重復(fù)設(shè)置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構(gòu)還差的很遠，如何發(fā)揮這些機構(gòu)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關(guān)的學(xué)會、協(xié)會，加強其職能，并逐漸成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制管理的主體。

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四、準(zhǔn)備提交政府有關(guān)部門考慮的建議

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為了改善我國土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關(guān)部門考慮，：

1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎(chǔ)設(shè)施工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，已是當(dāng)前亟待采取措施應(yīng)對的重大問題。否則，一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證，我國的現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟會蒙受巨大損失，并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來長期困擾。

建議國家建設(shè)部、交通部、鐵道部主管土建工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，明確土建工程的設(shè)計應(yīng)有最低使用壽命的要求，重要工程的設(shè)計文件中應(yīng)有正常使用壽命和耐久性設(shè)計的獨立章節(jié)與論證；

建議國家自然科學(xué)基金委員會能在今后一段時期內(nèi)對混凝土工程耐久性的基礎(chǔ)理論研究給予重點支持；

建議國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)給以立項資助；

建議中國工程院土木水利建筑學(xué)部在其咨詢研究項目中，聯(lián)絡(luò)國內(nèi)有關(guān)專家，促進土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計指導(dǎo)性技術(shù)條例的編制。

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2、土建工程使用過程中的安全性，應(yīng)有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。

建議對橋、隧等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物，在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規(guī)，編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測與評估，需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。

建議政府有關(guān)部門在橋、隧、道路等土建基礎(chǔ)設(shè)施工程投資上，根據(jù)需要，加大工程維修費的比例。



篇13

1建筑安全與結(jié)構(gòu)安全的關(guān)系

建筑結(jié)構(gòu)安全直接影響建筑物的安全，結(jié)構(gòu)不安全會導(dǎo)致墻體開裂、構(gòu)件破壞、建筑物傾斜等，嚴(yán)重時甚至發(fā)生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴(yán)重的破壞。從結(jié)構(gòu)角度而言，平面形狀是三角形的結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面較大，在水平風(fēng)力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側(cè)移的能力比圓形、橢圓形、正方形，正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的概念

從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本目的是在一定的經(jīng)濟條件下，賦予結(jié)構(gòu)以適當(dāng)?shù)陌踩?，使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)，能滿足所預(yù)期的各種功能要求，一般來說，建筑結(jié)構(gòu)必須滿足的功能要求是：能承受在正常施工和使用時可能出現(xiàn)的各種作用，且在偶發(fā)事件中，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，即建筑結(jié)構(gòu)需具有的安全性；在正常使用時具有良好的工作性能，即建筑結(jié)構(gòu)需具有的適用性；在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結(jié)構(gòu)可靠(或安全)與否的標(biāo)志，總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性，對這些性能的度量，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的可靠度(或稱安全度)。

2.2安全度與工程事故

關(guān)于工程事故與設(shè)計安全度的關(guān)系，有人認(rèn)為國內(nèi)發(fā)生的工程事故與現(xiàn)行規(guī)范的安全度沒有關(guān)系，規(guī)范的安全度是夠的。資料顯示，上世紀(jì)50年代的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與現(xiàn)在近似，當(dāng)時所用的混凝土強度很低，只有110#-140#，比現(xiàn)在的C15還低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器。而施工發(fā)生安全事故的卻很少，如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都經(jīng)過了唐山地震影響的考驗，因此可以說，現(xiàn)在的安全事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度是沒有連帶關(guān)系的。不過也有專家指出，一些工程事故往往由多種因素綜合造成，施工質(zhì)量差、設(shè)計有毛病、結(jié)構(gòu)安全儲備又偏低，加在一起終于釀成大禍，這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗，較高的安全度總是與較低的失效概率相聯(lián)系，這是客觀規(guī)律。

3確保建筑安全的設(shè)計措施

3.1建筑設(shè)計必須與結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合

建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑設(shè)計過程中的兩個最重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面起著至關(guān)重要的作用。但也有一種不好的傾向，少數(shù)建筑設(shè)計帥把結(jié)構(gòu)設(shè)計擺在從屬地位，并要求結(jié)構(gòu)必須服從建筑，應(yīng)以建筑為主。許多建筑設(shè)計師強調(diào)創(chuàng)作的美觀、新穎、標(biāo)新立異，強調(diào)創(chuàng)作的最大自由度，然而有些創(chuàng)新的建筑方案卻在結(jié)構(gòu)上很不合理甚至無法實現(xiàn)，這無疑給建筑結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患。

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3.2合理確定設(shè)計安全度

結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度的高低，是國家經(jīng)濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設(shè)計施工技術(shù)水平與材料質(zhì)量水準(zhǔn)的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統(tǒng)計為基礎(chǔ)，但更多的須依靠經(jīng)驗、工程判斷及綜合考慮。

與國際上一些通用標(biāo)準(zhǔn)相比，我國混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現(xiàn)在涉及結(jié)構(gòu)安全度的各個環(huán)節(jié)中，如我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取用的荷載值比國外低，材料強度值比國外高，估計結(jié)構(gòu)承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全，對結(jié)構(gòu)的構(gòu)造規(guī)定又遠比國外要求低。

3.3進行防火防爆設(shè)計

建筑消防設(shè)計市建筑設(shè)計中一個重要組成部分，關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，應(yīng)該引起大家的足夠重視?，F(xiàn)從防火分區(qū)和安全疏散兩方面來討論：

3.3.1建筑的防火分區(qū)問題

《建規(guī)》3、2、1條規(guī)定了廠房的防火分區(qū)，其中有一點需要注意，即廠房的防火分區(qū)是和該廠房的耐火等級、最多允許層數(shù)及占地面積有關(guān)。雖然《建規(guī)》中規(guī)定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了，但作為劃分防火分區(qū)用的封閉樓梯間門至少應(yīng)設(shè)乙級防火門。因為開敞的樓梯間也是開口部位，是火災(zāi)縱向蔓延的途徑之一，也應(yīng)按上下連通層作為一個防火分區(qū)計算面積。

3.3.2安全疏散設(shè)計問題

很多大型商業(yè)建筑在消防安全疏散設(shè)計中存在的問題，諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規(guī)范要求等。商業(yè)建筑賣場的疏散距離應(yīng)執(zhí)行《建規(guī)》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間，房間內(nèi)最遠一點到房門的距離不應(yīng)超過袋形走道兩側(cè)或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規(guī)定，即22m，如再設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)其疏散距離再增加25％，為27.5m。但如果在商業(yè)建筑的賣場每家店鋪均設(shè)有到頂?shù)母魯鄩?，并設(shè)有安全疏散通道，疏散通道兩側(cè)的隔墻耐火極限≥lh（非燃材料），房間隔墻耐火極限t>0.5h（非燃材料），則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規(guī)定等等。

3.4考慮建筑結(jié)構(gòu)的耐久性

結(jié)構(gòu)耐久性不足已成為最現(xiàn)實的一個安全問題?，F(xiàn)在有這樣的傾向：設(shè)計中考慮強度多而考慮耐久性少，重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”，包括保證人員財產(chǎn)不受損失和保證結(jié)構(gòu)功能的正常運行，以及保證結(jié)構(gòu)有修復(fù)的可能，即所謂的“強度”、“功能”和“可修復(fù)”三原則。