安全性与耐久性在土建工程中的重要性探讨

　　摘要：土建结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是工程最重要的质量标准。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有关，而这些又与土建工程法规和技术标准的合理设置及运用相关联。本文荷载标准值及构件的承载能力，建筑物的使用年限、节约能源等各方面综合考虑，提出适当提高安全设置水准将有并减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。并提出提高土建工程结构的耐久性建议。
　　关键词：土建工程，安全性，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。
　　1土建结构的安全性
　　1.1设计安全度水准
　　结构的安全性是结构设计最主要的目标，结构的设计安全度，可理解为结构设计时赋与结构防止破坏的安全程度。决定结构安全性的因素非常复杂，除了十分简单的结构对象如单一预制构件之类外，结构承载力的安全性似乎很难用具体数值度景，带有很大的模糊性。规范对设计安全度的设置水准历来是结构工程领域内最有争议的问题。设计方法中通常采用的安全系数或可靠指标只能反映安全程度的一个侧面或部分。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全度，总体上要比国外同类规范偏低。
　　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，用来抵抗地震、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。
　　1.2安全设置调整分析
　　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。但是，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，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土木工程科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。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。另外，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，即在正常设计、正常施工和正常使用的条件下，据此建成的上百亿平米的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；但是理想的就很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，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。
　　2土建结构的耐久性
　　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目前土建结构工程的耐久性
　　长期以来，人们一直以为混凝土是非常耐久的材料。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；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三四十年。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。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。
　　2.2提高土木工程的耐久性的分析
　　首先编写出相应的设计施工技术文件，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度：混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一。混凝土的耐久性研究牵扯到原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果。重视混凝土结构的耐久性是可持续发展的需要。要提高高性能混凝土的占有量，减少水泥用量。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是水泥用量较低和矿物掺合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。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，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。
　　土木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的概念，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。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。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，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。
　　3土建结构工程的检测与维护
　　结构耐久性和使用寿命的概念，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。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对一般，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，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。
　　从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。
　　总之，完善技术标准体系与管理体制，重视提高工程施工、管理人员以及监测人员的职业素养也是保证土建结构工程的重点。
　　4结束语
　　土建工程结构的安全性与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。所以，在国家有关可靠性设计统一标准的基础上，运用可靠性研究的新技术理论，并且结合结构耐久性方面的研究，适当提高土建结构设计的安全水准、结构耐久性和使用寿命，就能够使工程结构的可靠性和耐久性，更好的适应我国现代化建设的需求，适应经济市场的需求。
　　另外，加强土建现场管理的技术及其方法的研究和应用，并在此基础上改进和加强对影响土建因素的防范措施，对提高项目的全寿命经济效益，促进国民经济发展具有重要的意义。