土建结构论文范文10篇

时间:2023-03-21 17:27:51

土建结构论文

土建结构论文范文篇1

????会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。

??鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。

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??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,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

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??1.我国结构设计规范的安全设置水准

??对结构工程的设计来说,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。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设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。

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??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),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英美规范高出的10~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。

????公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。

????尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

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??1.2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,用来对付地震、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。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。

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??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(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)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。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

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??2.调整结构安全设置水准的不同见解

????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,这是国内土建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。如果适当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。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:

????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,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。

????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,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”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“三正常”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,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。

????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。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。

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??3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

????自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来,我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法,从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法;其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394,国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法,至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国,对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法,虽然工程设计界颇有微词,但学术界持赞成和肯定者是主流,不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

????对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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??二、土建结构工程的耐久性

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????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。

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??1、土建结构工程的耐久性现状

????大多数土建结构由混凝土建造。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,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

????长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。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;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥,建成后仅8年,由于盐冻侵蚀,现已不得不部分拆除重建。

????我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。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30~40年。桥梁、港工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。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行,而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策,如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

????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。甚至大型工程如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,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

????2)工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。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。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

????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%。

????当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂,而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段;又如,希望加大水泥用量来保证混凝土强度,而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

????在修订规范的耐久性要求上,交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需,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,而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开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的。

????重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。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应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)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,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上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,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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??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,例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故,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。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,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。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。

????现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。

????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。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍,1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40%公路桥梁的桥龄已大于25年,加上进入90年代以后交通量猛增,超载严重,以往的设计标准又低,路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证,造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上,希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

????为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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??三、技术规范的作用与管理

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????这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

????长期以来,受计划经济体制的影响,我们往往视技术规范为法,将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程,与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准,本身不具有法律作用,只当工程各方(业主、设计、施工企业)认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上,才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行,不利于技术进步和创造性的发挥,反而容易成为推卸责任的借口。当然,政府部门从国家和公众的整体利益出发,需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规,但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法,后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

????土建工程有着强烈的个性,需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文,就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新,这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向,极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定,则无异于违法行为。相反,只要墨守规范,即使出了事故,就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求,不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料,应有必要建立这样的共识并作出规定,即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

????企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故,不是解决问题的有效途径。现在,有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来,明确列为强制性条文,同时规定各个设计单位完成的设计,须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查,而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求,其任务已类似于执法;这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因,主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败;其次是施工操作人员素质低,又难以短期解决;过分强调规范的地位与作用,未能建立与规范配套的完整标准体系,比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件,可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节,也有一定的关系。从设计角度看,出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定,而是方案性的错误或忽略主要的设计条件;也有一些工程则因过去的设计标准过低,耐久性不足,在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实,要做到设计规范强制条文的要求最为容易,为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核,其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎,个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点,反而造成麻烦。

????我国幅员广阔,各地经济发展很不平衡,技术力量悬殊,环境条件各异,客观上要求规范能给设计人员更多灵活性,少一些强制性,这样才能更好地在规范的指导下,根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之,在规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在工程的安全性和耐久性标准上,可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些,在抗震防灾要求上,更应区别对待。全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别象岩土工程那样的规范更是如此。

????技术标准中的强制性越多,也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重,而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求,在安全设置水准上,政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计,政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上,如将商品房的抗震设防烈度提高1度,抗震能力可提高约1倍,而增加的房屋造价相当有限,在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋,如果发生地震造成损害,有关部门如何解释?

????规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来,由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势,有些在经费和人力上得不到保证,平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文;面对新的结构型式、新的材料和新的工艺,规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力,而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

????发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理,规范的翻新周期短,不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置,分工不明,并且至今还依附于某一政府部门,基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用,距离独立和富有活力的健全机构还差的很远,如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入,整顿合并有关的学会、协会,加强其职能,并逐渐成为技术标准编制管理的主体。

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??四、准备提交政府有关部门考虑的建议

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

??1、桥梁、隧道、道路、港口等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。否则,一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证,我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失,并将给生产和公众生活带来长期困扰。

????建议国家建设部、交通部、铁道部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,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;

????建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持;

????建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助;

????建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。

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??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。

????建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

??建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。

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??3、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)和企业标准,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。

土建结构论文范文篇2

结构设计选型的过程中要考虑到对裂缝的控制。首先要从早起就对裂缝进行预防控制,工程单位在设计方案阶段和施工图阶段都要树立较强的裂缝意识。对于荷载裂缝,要将其控制在规范规定的限制范围以内,要采用“抗放”结合的原则,“抗”可以对结构构件某些部位从构造合理上加强配筋、提高混凝土弹性极限拉伸,约束混凝土变形。当“抗”原则控制裂缝代价过高或者没有作用时,可以采用“放”的原则,合理设置伸缩缝、沉降缝、滑动层。

1.1结构概念设计概念设计,是指在施工图阶段,对工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构分析方面,必须有一个正确的概念,这对实现总体设计方案,确保施工图设计质量是至关重要的。其思维方式习惯于重视横向思维、重视实践、重视综合考虑、重视改革创新、重视相对性。在结构设计选型中采用概念设计能够在一定程度上控制裂缝形成。概念设计是结构设计的中的一种新思路,能够用整体概念考虑结构总体系统和各个基本分体之间的力学关系,创造一个良好、安全和经济的结构总体方案。计算机技术和信息技术的发展使得现在结构分析常常借助于计算机运算,即结构电算。结构电算中的程序选择和应用分析都和概念设计密切相关。结构计算的过程中要简化计算模型,简化计算程序。模型要尽量符合真实受力情况,包括结构构件的空间布置、荷载的分布、结构构件的刚度、形式、约束、连接、位移变形特征等,实际结构的简化模型应与软件假定的力学模型相符。

1.2极限状态设计工业建筑结构要满足承载力极限和正常使用极限。混凝土结构最大裂缝宽度控制标准是根据环境和使用情况调制定的,普通钢筋混凝土构件内力接近30%极限荷载容易出现裂缝,这种裂缝宽度在0.05~0.1mm之间,很容易影响结构安全。很多工程的梁式结构、框架结构在自重作用下出现受拉区开裂或者剪力区主拉应力裂缝。

2现浇钢筋混凝土结构是现代工业建筑中常用的结构形式

钢筋混凝土结构裂缝主要包括:外荷载直接应力产生裂缝;外荷载作用产生结构次应力引起的裂缝;结构变形差产生的裂缝。加强建筑物刚度和强度。①采取结构加固控制。钢筋混凝土结构加固能够有利于结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固。结构加固可以分为不改变结构受力图形和改变受力图形两种加固方法。②设置封闭圈梁和构造柱。圈梁设置在基础顶面,顶层门窗上方。圈梁的宽度等于墙厚,高度不小于120mm。所采用的混凝土强度等级不低于C15。纵向连续浇注,一次完成以形成整体结构。构造柱应设置在外墙四角和内外墙交接处,其钢筋与圈梁连接成整体。

3混凝土材料控制

3.1材料选择

选择水热化较低的水泥,检查安定性不合格的水泥。选择有利于抗拉性能的混凝土配级,减小水灰、减少坍落度、降低砂率,降低砂率增加骨料粒径,降低含泥量和杂质含量。对水平构件梁、板、墙等可以采用中低强度级混凝土,加强构造配筋。选择水热化和收缩性比较小的外加剂和掺合料。

3.2配筋设计

砂浆配合比要结合施工要求和现场材质进行准确确定,并且根据材质的变化进行及时调整。适当提高构件配筋率能够控制构件裂缝宽度。在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中对受拉钢筋的最小配筋率做出了明确规定:0.2和45ft/fy中较大值。对梁、板不同构件,其配筋率和钢筋间距都有明确规定,对板的受力钢筋配置,选择直径较小间距较密为原则,减少构件裂缝。

3.3加强力学裂缝控制

采取表面处理法和填充法。表面涂抹法是当裂缝细小而浅,浆材难以灌入到其中,可以采用这种方式控制裂缝。涂抹法主要应用于裂缝深度还没有达到钢筋深处,且不漏水、不伸缩的裂缝;填充法是使用使用材料进行填充的,适用于宽度较大、面积较大的裂缝。

3.4选择合适的混凝土浇筑方法

混凝土经常采用分层浇筑,这种浇筑方法能避免证混凝土裂缝的产生。还可以采用分段分层法,从混凝土底层浇筑,在浇筑2~3层里面的时候再返回去浇筑第二层,这样逐层浇筑。斜面分层法也是混凝土浇筑的一种方法,比较适合结构长度超过厚度3倍以上的情况。当整个混凝土斜面坡度小于30%时,进行连续浇筑,在下一次混凝土初凝之前将上层混凝土浇筑完毕。

3.5混凝土养护

混凝土产生开裂的一重要原因是养护部到位。混凝土等到放热高峰期过后,要进行洒水养护,养护期间要注意温度变化,保证混凝土温差控制在适当的范围之内。混凝土表面覆盖薄膜、草袋,减少混凝土表面的热扩散,为混凝土提供潮湿环境。在夏季等高温天气,很容易发生干缩裂缝,要尤其注意防干保湿。

4总结

土建结构论文范文篇3

会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。

鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。

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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,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

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1.我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说,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。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设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。

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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),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英美规范高出的10~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

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1.2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,用来对付地震、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。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。

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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(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)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。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

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2.调整结构安全设置水准的不同见解

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,这是国内土建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。如果适当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。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:

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,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。

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,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”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“三正常”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,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。

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。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。

3、结构设计规范的概率可靠度设计方法

自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来,我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法,从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法;其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394,国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法,至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国,对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法,虽然工程设计界颇有微词,但学术界持赞成和肯定者是主流,不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。

对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。

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二、土建结构工程的耐久性

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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。

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1、土建结构工程的耐久性现状

大多数土建结构由混凝土建造。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,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。

长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。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;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥,建成后仅8年,由于盐冻侵蚀,现已不得不部分拆除重建。我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。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30~40年。桥梁、港工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。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行,而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策,如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。

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。甚至大型工程如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,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2)工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。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。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

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%。

当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂,而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段;又如,希望加大水泥用量来保证混凝土强度,而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。

在修订规范的耐久性要求上,交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需,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,而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开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的。

重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。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应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)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,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上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,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。

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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,例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故,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。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,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。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。

现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。

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。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍,1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40%公路桥梁的桥龄已大于25年,加上进入90年代以后交通量猛增,超载严重,以往的设计标准又低,路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证,造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上,希望有关部门能加大已建工程维修的费用。

为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。

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三、技术规范的作用与管理

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这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。

长期以来,受计划经济体制的影响,我们往往视技术规范为法,将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程,与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准,本身不具有法律作用,只当工程各方(业主、设计、施工企业)认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上,才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行,不利于技术进步和创造性的发挥,反而容易成为推卸责任的借口。当然,政府部门从国家和公众的整体利益出发,需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规,但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法,后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。

土建工程有着强烈的个性,需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文,就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新,这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向,极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定,则无异于违法行为。相反,只要墨守规范,即使出了事故,就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求,不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料,应有必要建立这样的共识并作出规定,即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。

企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故,不是解决问题的有效途径。现在,有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来,明确列为强制性条文,同时规定各个设计单位完成的设计,须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查,而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求,其任务已类似于执法;这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因,主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败;其次是施工操作人员素质低,又难以短期解决;过分强调规范的地位与作用,未能建立与规范配套的完整标准体系,比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件,可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节,也有一定的关系。从设计角度看,出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定,而是方案性的错误或忽略主要的设计条件;也有一些工程则因过去的设计标准过低,耐久性不足,在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实,要做到设计规范强制条文的要求最为容易,为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核,其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎,个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点,反而造成麻烦。我国幅员广阔,各地经济发展很不平衡,技术力量悬殊,环境条件各异,客观上要求规范能给设计人员更多灵活性,少一些强制性,这样才能更好地在规范的指导下,根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之,在规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在工程的安全性和耐久性标准上,可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些,在抗震防灾要求上,更应区别对待。全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别象岩土工程那样的规范更是如此。

技术标准中的强制性越多,也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重,而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求,在安全设置水准上,政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计,政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上,如将商品房的抗震设防烈度提高1度,抗震能力可提高约1倍,而增加的房屋造价相当有限,在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋,如果发生地震造成损害,有关部门如何解释?

规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来,由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势,有些在经费和人力上得不到保证,平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文;面对新的结构型式、新的材料和新的工艺,规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力,而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。

发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理,规范的翻新周期短,不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置,分工不明,并且至今还依附于某一政府部门,基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用,距离独立和富有活力的健全机构还差的很远,如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入,整顿合并有关的学会、协会,加强其职能,并逐渐成为技术标准编制管理的主体。



四、准备提交政府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,这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑,:

1、桥梁、隧道、道路、港口等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。否则,一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证,我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失,并将给生产和公众生活带来长期困扰。

建议国家建设部、交通部、铁道部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,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;

建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持;

建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助;

建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。



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。

建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。

建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。



3、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)和企业标准,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。

土建结构论文范文篇4

结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力,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,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

1.1我国结构设计规范的安全设置水准。对结构工程的设计而言,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的安全耐久性等几个方面。

1.1.1结构构件承载能力的安全性。与结构构件安全水准关系最大的两个因素:一是规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是1.5KPa(在新修订的规范里已改为2KPa),而美国、英国则分别为2.4KPa和2.5KPa;二是规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这样根据我国原有规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英国、美国的52%(考虑人员和设施等的活载)和85%(对结构自重等的恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力却要比英国、美国规范高,两者都使构件承载力的安全水准下降。这里的问题主要在于设计墨守成规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

1.1.2结构的安全耐久性。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(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)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,其严重程度已远大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。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;而提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

1.2调整结构安全设置水准的不同见解。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。这种作法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,并历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力取得的重大成就。但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果能够适当提高安全设置水准,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。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。

2.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。

2.1土建结构工程的耐久性现状。当今大多数土建结构由混凝土建造。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,并非我国所特有,但是这一问题至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工单位的足够重视。长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到上世纪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因素影响下出现过早损坏。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;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,美国国内基础设施工程中仅为修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美元,而现在联邦政府每年为此拨款只有50亿~60亿美元。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施。我国建设部于20世纪80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。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、雨篷等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。

2.1.1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,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成分比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这一要求还有利于水泥产品质量的均匀性。

2.1.2不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预。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。国内一些媒体大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉大量资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工工期的工程在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。

2.1.3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%

2.2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。有些国家对于结构的损坏可能危及公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平相对较差,施工操作人员的素质不高,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。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已做出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治,也有大量已建的违章工程需要评估,更有许多工程发生病害需要诊断和加固,各地已涌现不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍,并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要,但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估,要建立相应的法规和标准,要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度,在管理体制上予以规范。从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有对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。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,例如英国1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。在土建工程的投资上,希望有关部门能增加已建工程维修的费用。为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时仍具有良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧待拆的工程。

3.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。

3.1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,不利于保证工程寿命和投资效益。建议对桥、隧等重要公共基础设施和重要的公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规和编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。建议有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。

3.2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)和企业标准,以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。

3.3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。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全储备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意向。我国不同地区的经济发展水平相差悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。

3.4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。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时,应广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待。

参考文献

[1]《土建结构工程的安全性》

[2]《土建结构工程的耐久性》

[3]《土建结构工程结构设计规范》

[4]《结构构件承载能力设计规范》

土建结构论文范文篇5

1我国预应力混凝土的发展成果

(1)新材料的应用解决了原来钢材强度低,供不应求的局面。通过进口的方式,材料的强度级别基本上可以说是提高到了国际的先进水平,而且年产量在15万吨以上。基本可以满足国内发展的需要,并且超出的部分可以进行出口。所以说新材料的应用对于我国混凝土的发展有很大的促进作用。

(2)预应力施工中的关键技术得以解决。我国现在已经能够自主生产千斤顶、各类锚具等等。锚具的产量也十分高,可以说在世界上也占有一定地位,生产量在国际领先,基本解决施工中的关键技术问题。

(3)规范规程已经基本配套。在现在这样好的发展形势下,我国已经初步的制定了很多相关的规定,基本上能够满足设计的需要,至少能为工程的设计提供一些参考,也对工程的安全性提供了强有力的保障。

(4)建造了一大批具有国际先进水平的结构。因为预应力的混凝土结构比较结实和耐用,有很多优点,所以我国很多高难度的建筑都使用预应力混凝土的结构。比如说比较有名的杨浦、南浦大桥、上海电视塔等等。在某种程度上说明我国在预应力混凝土的使用上已经在进步,并且逐步培养高水准的设计施工队伍。这样对于预应力混凝土的应用也有很好的促进作用。根据不完全的统计,我国在无粘结的预应力混凝土方面发展的很快,无粘结涂包的生产线就已经有30多条,年涂包量超过12000吨。

2我国的预应力混凝土技术弱于国外

(1)设计总体水平有差距。对于预应力混凝土的特点我们还不能很好的掌握,所以说我们还在摸索阶段,而且我们的混凝土标准程度也不高,在国际上还没有达到平均水平,而且在单位建筑面积内统计使用的钢材的数量在很大程度上高于国外的基本标准,所以从某种程度上来说,设计理念和规范还有待完善和补充。

(2)预应力房屋建筑结构形式单一,造价普遍偏高。我国现在拥有的预应力的建筑仍然是很古老的旧建筑,比较传统并且还是钢筋混凝土的结构模式。每一个建筑都不能够很好的应用混凝土。更没有考虑到预应力混凝土在布局上的变化。那么很自然的,在工业化生产上的优越性也都展现不出来了。我国现在的整体情况其实不容乐观,还不能很好的开发重量轻的节省材料,也不能生产耐久的构件和相关的整体结构体系。预应力的建筑形式比较单一,使用的钢铁量也特别的大,所以说还有很大的进步和发展的空间,潜力很大。

(3)预应力技术工艺水平有待提高。我国的预应力工艺水平相比较于国际水平还有一定的差距,我国目前虽然能够生产比较简单和基础的构件,比如说千斤顶、镦头器、制管机、灌浆机等建筑设备装置,但是对于整个预应力技术的工艺水平来说我国整体的工艺水平很低,预应力的构件生产工艺还是比较落后。

(4)预应力混凝土的产业化程度低。除了几个比较大的工业专业厂能够生产出预应力锚夹具之外,其他的小厂家根本没有技术和水平去实现锚具的批量生产,这样一来,预应力混凝土的产业化程度就会非常低。

二、预应力混凝土在我国房屋建筑结构中的重要性

1改善使用阶段的性能。预应力的使用能够完善很多工程,能够防止墙面裂缝的出现,即使不能阻止其出现裂纹也能延缓裂纹的产生。可以跨越大的空间,建造跨度大的结构,也可以提高构件的受剪承载力。纵向预应力的使用作用更加明显,首先在某种程度上可以延缓混凝土构件中的斜裂缝的产生,从而可以提高构件承载力。在这样的基础上混凝土构件上的荷载一旦去除,在预应力作用下就会使得裂缝完全闭合,这样就会改善结构构件中的弹性恢复能力,也能提高构件的耐疲劳强度。由于混凝土的破坏一般情况下都是因为钢筋过度疲劳,所以预应力的使用显得尤为重要和有意义。

2能充分利用高强度钢材,减轻结构自重。采用预应力技术,不仅仅可以控制结构使用阶段的性能,也能充分发挥高强度材料的潜能,使得材料发挥更关键的作用,而且采用预应力能够减轻结构自重,大大节省钢材用量,还可以减小截面尺寸和混凝土的用量,这样看来,还有很大的经济效益。

3可调整结构内力。预应力对于钢筋混凝土来说还有很关键的作用,因为它的使用能够调整结构的内力,防止变形。所以,我们常常说,预应力的使用可以解决很多结构的问题,对于建筑空间比较大的结构来说是一门不可或缺的技术。

4预应力混凝土有抗震作用。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的,采用竖向预应力来加固普通钢筋混凝土的结构,这样可以提高抗震性能。在地震之后能够很好的复原,避免整体结构的损坏。

三、预应力在我国房屋建筑结构中应用与发展展望

1高层建筑结构中预应力混凝土发展趋向。最近的几年里,预应力混凝土的使用有很大的发展。简化了模板和钢筋工程,外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。

2预应力工艺将进一步完善,专用产品质量提高。由于我国预应力的使用水平不及国外,所以就要对产品质量和工艺问题有更多的关注,吸取他人经验,与其他国家做交流,形成我们自己的体系。

土建结构论文范文篇6

会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。

鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。

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,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。

1.我国结构设计规范的安全设置水准

对结构工程的设计来说,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。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设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。

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),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时?菀匀范ü辜芄怀惺芎稍氐哪芰Γㄓ氩牧锨慷确窒钕凳泄兀┤匆扔⒚拦娣陡叱龅?0~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。

公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。

尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。

1.2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,用来对付地震、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。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。公务员之家

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(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)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。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

2.调整结构安全设置水准的不同见解

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,这是国内土建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。如果适当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。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:

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,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。

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,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”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“三正常”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,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。

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。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。

土建结构论文范文篇7

1.着眼能力,特别是创新能力的培养,建设了实践教学体系像建设课程体系那样,着眼能力,特别是创新能力的培养,建设了实践教学体系,这是个重要的新观念,也是本项目改革的核心。实践教学体系由三个子系统组成,形成有机整体。第一子系统的功能是了解、认识、描述土木工程产品的功能要求和内部结构。第二子系统的功能是掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统的功能则是掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。实施时间依次为第一、二、三、四学年。实践教学体系的特点:子系统的层次结构是“综合、分解、再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素;以能力培养,特别是创新能力的培养为主线。该成果已落实到2003级教学计划中。在计划中,与大类学科实验平台相对应,设立了“实验系列课程”及“集中实践教学环节指导表”,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成一个完整的体系;开设了创新性强的课程、创新型实践课程,增加了竞赛活动,增设创新实践学分;修订了全部实践的四类大纲。

2.提出了认识实习和生产实习的改革思路,走出了新路子对认识实习,一要内容广、技术新,了解国内外的现状、高新技术及其发展趋势。二要实行四个结合:基础课教师与专业教师相结合;校内教师与聘请的校外指导教师相结合;讲座、录像与现场参观相结合;实行实习报告、小结与书面考核相结合的方式评定成绩。在总结经验的基础上,修订了适用于土建类专业的、能有效培养学生工程素质和实践能力的生产实纲,并进行了多轮实践。特色是实行“开放式”,即统一大纲和要求,以学生为主,确定实习地点、实习内容并制定计划,中期发E-mail给指导教师,实习结束时完成实习报告,现场指导人员写出评语,回校后进行口试、成果交流,开展实习小论文的竞赛,评定成绩。

3.制定了在四年级实施导师制的试行办法,将导师制与毕业设计相结合制定了实施导师制的试行办法,对四年级本科生实行了导师制。这也是对毕业设计的重大改革,使毕业设计在一年内机动安排并与科学研究、创新活动结合起来。东南大学对土木工程专业实施了导师制,确定了由全体教授和博士生指导教师都参与的近50名导师,每位导师指导5~6名学生。一般以科研课题组为单位开展各项活动,一个课题组内有20~50名学生,总体情况良好。以地下结构课题组为例,35名学生与40多名硕士和博士生一起活动,听取专题讲座,参加学术活动,参加教师的科研工作,开展课外科技活动。其中部分学生通过收集资料编写出了首部“地下工程毕业设计参考资料”,另一部分学生翻译了国外大学的复习思考题、习题并做出了标准答案(已汇编成参考资料)。实践表明,导师制与毕业设计相结合,使师生关系更加密切,十分有利于学生综合素质的提高。

4.以创新能力培养为主线,对实践性强的课程逐步实施创新教学土木工程概论是新生入学后的一门必修课,要让学生了解国内外最新技术成就,知道在四年中要学什么、将来干什么以及怎样做学问、做事、做人的道理。在采用现代化手段进行形象生动教学的同时,还组织校内外著名专家、教授、院士亲自授课。该课程要求学生写一篇小论文作考核依据,从论文中可以看到同学们在进行抽象、形象和灵感思维的基础上,萌动了创新精神。课程改革发挥了以智引人、激发创新精神的作用。土建类工程材料课程内容广泛,实验项目和时数均较多,长期以来学生主动参与较少。现在东南大学制作了全程动画实验课件,学生先花几分钟时间利用课件主动进行模拟实验后再正式做实验。这一改革激发了学生的学习积极性,有助于开发创新思维。现代土木工程施工课,通过自制课件实现了课堂内容和授课方法的现代化,可使学生们站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术去解决复杂的工程问题。在课堂教学中,特别是实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,是现阶段课程改革的重要任务。在上述课程的改革初探中,看到了令人鼓舞的曙光。

5.探索出形式多样、寓于教育教学全过程、可持续开展的创新实践活动新渠道课题组探索出形式多样、寓于教育教学全过程、可持续开展的创新活动新渠道。

(1)创新竞赛活动同济大学从2000年起,连续组织三届结构设计竞赛,创造出“云中漫步”、“飞翔之翼—提升式索膜结构”、“扬帆远航—桥、楼综合的近海结构体系”等极为优秀的作品,并且已参与了国内外的学生作品竞赛活动。东南大学以工业培训中心为基地,将“慧鱼创意模具”引入土建类专业1~3年级学生的创新竞赛活动中,在成果展示会上,学生们用自编程序进行控制,演示了具有跨沟功能的吊车、自动升降机、自动碾压机、光控电动门等几十种土建类机械的智能化动作。竞赛活动激发了学生崇尚科学、勤奋学习、锐意改革、迎接挑战的主动精神。

(2)课外科技活动东南大学部分学生在参观长江二桥桥梁展览馆的基础上,自行设计、制作了可作为力学创新实验的模型———可在施工、使用和维修阶段进行应变、变形测试的斜拉桥。同济大学利用暑假组织学生赴广西贵港进行城市建设调查,提出有关建议报告等。我们将课外科技活动与教学过程结合起来,发挥了学生会的作用,使更多的学生参加并有较多的教师参与指导。

(3)结合教学环节撰写小论文在大学四年中,鼓励学生结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节撰写小论文。这也是一项重要的创新实践活动。在课题组的参与和推动下,东南大学已编辑出版了5本论文集。

6.建设起校内大平台实验中心和创新基地,为开放式、创新实践创造了良好的条件东南大学建立了专门用于本科生实验的土建交通类实验中心,总面积为1850m2,首期投入设备资金500万元。不仅可保证开出原计划规定的各类课程的实验,还增开了“钢结构压杆稳定”等多个实验项目。同济大学加强了大实习基地的建设,配置了100台计算机,购入一大批最新版本软件,实现全周开放;投入350万元更新测量实验设备;投入330万元更新土力学与地质实验设备;正筹建桥梁、结构、土力学开放实验室。本科实验条件的改善及集成,为建设开放性、学科交叉的实验基地打下了坚实的基础。创新实验基地基本建成。东南大学以工业培训中心为基地,建成智能化住宅/建筑电工实验平台;在力学实验中心建成了力学创新实验室,应用了激光干涉、光导纤维和计算机数字图像处理等现代光测力学新技术,使学生的创新实验上了一个新台阶。同济大学设立了力学基本结构模型实验室,成为初具规模的创新基地。

7.依靠社会力量办学,切实巩固和发展了校外实践基地

土建结构论文范文篇8

【关键词】土建结构工程;安全性;耐久性

1引言

历经40多年的努力,我国向时代与人民交出了一份满意答卷。当前,市场经济趋于完善,无疑为建筑事业的发展注入了强劲的动力。但后经济时代的来临对建筑企业的经营发展提出了严峻的挑战。为应对国内外环境的变化,需打造精品土建工程。然而受传统思想束缚,土建工程还存在诸多问题,导致工程安全性及耐久性不足。一旦发生事故,会危及人们的人身以及财产安全,并对建筑企业的持续稳定发展构成阻碍。因此,建筑企业要迈上新台阶,需要提高土建结构工程安全性与耐久性。

2土建结构安全性与耐久性分析

2.1安全性分析

土建结构的安全性关乎工程质量,要使其安全性能达标,需满足2点要求[1]:(1)工程构件的承载力要高于2kPa。与西方国家相比,我国要求偏低。美国这方面的要求为2.4kPa,英国要求构件承载值不得少于2.5kPa。(2)荷载分项系数与材料分项系数要符合要求。目前,我国实行GB50009—2012《建筑结构荷载规范》,该规范中明文指出,恒荷载分项系数为1.3,活荷载分项系数为1.5。对于材料分项系数,我国也出台了具体规定:一般钢筋的分项系数为1.15,预应力钢筋不得低于1.2,混凝土的分项系数为1.4,砌体分项系数在1.6~1.8。随着社会的不断发展,人们对土建工程的要求不断提高。要增加建筑功能,势必会增加额外压力。倘若工程设计不准确,或工程施工不到位,都会造成土建结构质量不达标,引发各种质量问题,严重时会会产生裂缝。除了内部原因外,外因也会导致质量问题加速显现,例如,遭遇极端天气或地质灾害,会对土建结构的安全性能提出严峻挑战。倘若安全性能不足,轻则造成楼板开裂,重则引起建筑倒塌。

2.2耐久性分析

耐久性是指土建工程使用寿命的长短[2]。由于土建工程处于室外,会遭受风吹日晒、霜打雨淋。倘若建筑结构拥有较强的耐久性,则不容易在规定年限出现问题。需要注意的是,土建工程的耐久性会随着时间的推移而降低。影响土建结构工程耐久性的要素比较多,包括施工技术、环境等。例如,在混凝土施工中,如果施工企业没有及时采取养护措施,致使混凝土结构或构件出现了裂缝,在建筑的使用过程中,容易引发渗漏问题,从而影响了结构的耐久性。当然,养护不到位与缺少相应标准脱不开关系,这无疑增加了问题出现概率。自然环境对建筑的耐久性的影响主要表现在:当建筑所在区域的自然环境恶劣,或者存在环境污染问题时(如降雨强度大、酸雨、空气中含有废气等),会对建筑结构产生腐蚀作用,从而影响建筑结构的耐久性。

3提高土建结构工程安全性与耐久性的措施

3.1控制原料配比

要提高土建结构工程的性能,首要任务是控制原料配比。在土建工程开始前,建筑企业要根据设计要求选择适宜的原料。当原料确定完毕后,对原料配比进行设计。建筑企业将足够量的原料样本送至实验室,由实验人员进行检测,并出具检测报告。将报告与设计要求进行比对,符合则进入下一轮测试,不符合则重新确定材料配比。确定原材料配比后,要严格按照设计结果进行配料,不可少配或漏配[3],以保证土建结果的耐久性。

3.2强化施工监管

土建工程涉及内容较多,建设周期较长,无疑增加了监管难度。为确保监管工作的成效,建筑企业要制订科学的监管计划。施工前,应对相关管理人员进行培训,以提升其监管能力。在施工过程中,科学把控工程进度,关注工程细节,如发现违规操作,坚决严肃处理。另外,还需要合理设置机构,强化内部相互监督制约,保证施工质量,减少施工过程中的安全事故,提高土建结构的安全性和耐久性。

3.3完善质检体系

为推动工程施工标准化发展,施工企业要建立一套完整的质检体系。在该体系的建立过程中,可以研究成功案例的做法,借鉴相关经验。质检工作由2部分构成:内部质检与外部质检。建筑企业要成立质检部门,吸纳高素质人才,确保质检工作有效实施,并严格执行国家相关部门制定的质检行业准入标准,以提升质检水平。在质检过程中,要严格按照相关流程操作。将检验结果与工程要求进行比较,保证施工质量满足项目和相关规范标准的要求。

3.4更新土建技术

土建结构的施工技术直接关系到施工质量,这就要求建筑企业重视技术更新,结合自身实际状况引进先进的施工技术。引入新技术后,要先对技术人员进行培训,确保技术人员能够熟练使用,并深入研究技术重点和难点。建筑企业还要关注最新的技术专利信息,如发现符合企业需要的技术,在征得专利人同意的情况下,将专利技术投入使用。需要注意的是,不同的施工技术有其特定的使用条件,建筑企业应调动员工积极性,对技术进行改良,使其符合实际需要。除此之外,建筑企业要成立科研队伍,对现有技术进行创新,如探究更优的结构加固方式以及原料成分配比等,从而提高结构的耐久性。

4结语

随着新时代的到来,我国土建项目越来越多,并且对项目的安全性和耐久性提出了较高的要求。为了提高土建结构的安全性和耐久性,施工企业要优化原料配比、强化施工监管、更新施工技术。通过多措并举,打造安全性与耐久性双达标的土建结构工程。

【参考文献】

【1】施荣飞.土建工程结构的安全性与耐久性研究[J].居舍,2020(4):164.

【2】乔荟.土建结构工程的安全性与耐久性分析[J].居舍,2019(9):16.

土建结构论文范文篇9

关键词:优化技术;土建结构;工程设计;建筑行业;方案设计;工程周期

1对土建结构工程设计优化技术重要意义的简要分析

建筑企业想要获得更多的效益,就必须在保证合格的土建结构基础上降低建设成本,用最低的投入获得最大的利益。建筑企业在追求高收益的同时,必须对土建结构工程设计给予足够的重视,决不能盲目追求利益放弃了对建筑工程质量的把控。因此,建筑企业必须加大对土建结构工程设计优化技术的应用力度,通过专业的优化技术不仅能够充分保证建筑结构设计方案的合理性,还能不断降低建设成本。同传统的设计技术相比,现代优化技术有着更大的优势,利用土建结构设计优化技术能够选择性能最佳的建筑材料,合理协调土建结构中所有元件之间的联系,进而提升建筑工程的安全性和施工效率。此外,通过土建结构设计优化技术还能不断优化建筑工程设计方案,保证施工顺利进行。当前楼建筑越来越高,墙体面积也在逐渐加大,这就加大了土建结构的自重,基础和柱的承载力也随之加大,都在土建内部装修中必须将这些因素考虑在内。如果适当降低楼层层数,不仅能够有效降低工程成本,减少对建筑材料的使用,还能有效提升建筑的抗震效果。而且降低楼层还能降低各个建筑之间的日照距离,极大节省建筑用地。如果建筑面积确定,对土建形状做出适当调整就能对外墙周长系数做出改变,因此,在进行土建结构设计的过程中必须重视对优化技术的应用,以此提升建筑工程的经济收益。

2建筑结构优化技术设计原则

任何工程在开始建设之前都要进行科学的设计,土建结构工程也不例外,必须由专业的设计人员对项目进行设计,而且在设计的过程中还要遵守相应的设计原则:第一,设计工作不能耽误工程正常施工,要在土建结构工程开始施工之前就完成对项目的设计,而且还要保证设计方案的科学性,能够满足用户的生活需求。第二,土建结构工程的施工方案在设计完成之后还要经过专业部门的审批检查,在审批通过之后才能进行正常施工。如果方案存在问题,或者某些地方需要进行调整改动,必须在有关部门的监督下对设计方案进行相应调整,只有施工方案通过专业部门的审批之后才能进行土建结构工程的建设。第三,土建结构工程施工要使用一切可以利用的资源,确保不浪费、节能的前提下进行科学设计,不能对外界环境造成污染。第四,土建结构工程的建设要注意极端天气的影响,要对雷雨、风暴等天气及时防范,防止环境因素对施工周期和工程质量造成严重影响。

3建筑结构工程优化技术的应用要点

3.1设计人员要加大对细部的优化力度。设计人员在加大对整体设计的重视程度的基础上还要注意对细部的优化设计,对土建结构工程进行精细的设计。比如,在进行抗震性能的设计中,首先应尽可能地将抗震缝的宽度加大,预防在地震发生时出现抗震缝的两侧相撞的情况。其次是对悬挑梁、连续梁进行科学合理地设计,并与标准相符,这样才能更好地将悬挑梁的截面应力降低,但是必须对连续梁支座的上部做好负筋的配置与设计。再次是对构造柱设计时,因为其刚性没有承重柱强,部分承重梁下部的构造柱,需要结合承重柱的刚性标准加强对其的设计,才能确保其支撑作用得到有效的发挥,但是承重柱必须要有一定的截面高度,并对梁柱的线刚度比进行合理的控制,才能确保建筑的安全耐久性得到有效的提升,最终促进承重柱自身抗震性能的提升和优化。3.2建筑结构优化技术要同造价管理相结合。任何工程都要进行造价管理,在进行土建结构工程建设之前必须做好造价研究,尤其是近年来国家经济趋向多元化的方向发展,造价管理已经成为了建设项目的重中之重。工程造价控制管理要注重对投资的控制,控制好项目投资才能不断保证工程建设项目顺利进行,并且在进行土建结构工程设计的过程中必须从实际出发,才能实现对工程造价有效的控制。施工单位要建立健全的管理制度,如果没有健全的管理体制在进行工程建设的过程中就会产生不合乎要求的造价控制管理,这些问题最终都会在工程成本和质量上表现出来,对建设单位的经济效益和社会效益造成非常严重的影响。而且健全的管理体制还能促进对施工成本的控制,防止合同管理中存在问题,最终提升土建结构工程的建设质量。

4结语

综上所述,随着建筑行业的建设越来越重要,相关部门必须对建筑行业中土建结构工程设计中的优化技术给予足够的重视,加大对优化技术的研究力度,用科学的方法不断提升建筑工程施工质量,只有这样才能保证土建结构工程设计的合理性。

参考文献:

[1]李明冬.优化技术在土建结构工程设计中的应用分析[J].建材与装饰,2017(50):119.

[2]邢一行.优化技术在土建结构工程设计中的有效应用[J].农村经济与科技,2017,28(04):64+66.

[3]徐力.优化技术在土建结构工程设计中的应用分析[J].中国高新技术企业,2016(30):119-120.

土建结构论文范文篇10

[论文摘要]热交换站工程造价控制是一个系统的、连续的过程。热交换站工程造价由站房、设备、安装三部分组成,造价控制从收集原始资料开始,通过市场调查,做好设备及站房选型;通过招标,选择设备生产厂家、站房土建及设备安装施工企业;通过科学管理,控制好施工中的造价。

在我国北方,每年的11月15日至次年的3月15日为冬季采暖期。以往进入采暖期后,各家各户都是通过自燃煤炉或单位自建燃煤锅炉直供方式采暖,这样既浪费资源又污染环境。近几年,随着国家逐步取缔小型燃煤锅炉,许多地方已由传统的独立分散采暖方式转变为集中供暖方式,特别是随着成片住宅小区的建成,住宅小区内实现集中供暖的一个重要附属设施——热交换站,已成为住宅小区室外配套工程中的重要组成部分。因为附属设施全部进入工程的建筑成本,热交换站的造价少则几十万元,多则上百万元。控制热交站的造价,一方面为购房者节约资金,一方面为建房者减少了成本。因此,我们应该努力控制好热交换站的工程建设造价。热交换站工程的造价控制过程是一个系统的、连续过程,其工程不同于普通民用建筑,也不是纯粹的设备安装工程,其本身是房屋建筑与工业设备的集合体。其造价控制首先要弄清造价的组成,同时兼顾好房屋建筑、设备安装关系,通过一系列的控制环节,从而可有效地控制工程造价。

一、热交换站工程的特点

1、热交换站工程是一个房屋建筑与工业设备集合体,施工中要做好站房土建和设备安装施工管理,造价控制要综合考虑土建和设备的造价。

2、热交换站工程涉及的施工单位较多,有做土建的、有供设备的、有搞安装的,管理者要协调处理好三者之间的关系,保证工程的顺利实施。

3、热交换站工程建设中招标次数多。招标是降低工程造价、优选承包单位的重要方式。热交换站工程中至少要进行站房土建、交换机组及附属设备、安装三次招标活动。如果将交换机组和附属设备分开,招标次数会更多。

4、热交换站的站房建筑结构形式多样,有全地下式、半地下式、地上式;有框剪结构、框架结构、砖混结构。

5、交换机组设备类型和品牌繁多,有进口设备、国产设备;有管壳式、板式。

二、热交换站工程造价的组成分析

根据热交换站是一个房屋建筑与工业设备集合体的特点,热交换站的工程造价应该由站房部分、机组及附属设备、设备及管线安装三部分组成。

1、站房部分造价即热交换站房屋建筑部分。根据建筑结构形式不同,造价由高到低依次排列顺序为:全地下式→半地下式→地上式;框剪结构→框架结构→砖混结构。综合分析,建议采用地上式的砖混结构,造价最低。据统计,站房部分占工程总造价的35%左右。

2、交换机组及附属设备价格包括交换机组、循环泵、软化设备、阀门、电控柜等的价格。其中循环泵、软化设备等可通过市场考察确定品牌后确定其价格,而交换机组因型号不同、产地不同,价格差异较大,管壳式高于板式,进口设备比国产的高30%左右。建议采用国产的板式交换机组,这样一可节省资金,二可减少占地面积,进而降低站房的投资。据统计,交换机组及附属设备占工程总造价的55%左右。

3、设备及管线安装部分造价包括安装费、管线材料费等。一次网压力高管材最好选用无缝钢管;二次网可选用普通焊接管。为节约造价,最好采用甲方供材、委托安装的方式。设备及管线安装费用占工程总造价的10%左右。

三、热交换站工程造价控制的基本原则

因为热交换站工程既不是单独的土建工程,也不是纯粹的设备安装工程,而且土建与设备之间又存在相互联系、相互制约的关系。因此,更增加了造价控制的难度和复杂性,为更有效地控制工程造价,建设中应把握如下原则:

1、兼顾性原则。热交换站工程造价主要取决于站房土建和设备的价格,设备布置决定站房的大小。兼顾性原则就是要统筹考虑站房与设备关系,既做到设备布置紧凑,尽量缩小站房面积,又要保证有一定的运行维护空间,满足使用功能。避免出现单方面考虑,造成站房面积过大,土建成本增加;或者出现站房面积过小,设备布置拥挤,管线密布,管理维护空间狭小。

2、系统控制原则。热交换站工程建设要经过收集资料、市场调查、设备选型、站房施工、设备购制、设备安装等多个环节才能完成。系统控制原则就是层层控制建设过程中的每一步,重点做好设备选型、土建招标、设备招标等工作,这样土建造价、设备价格、安装造价都将会最低,工程总造价就可得到有效控制。杜绝只注重其中的一个环节,而忽略了系统控制的效果。

3、招标控制原则。招标是控制工程造价最有效的手段之一。招标控制原则就是充分利用招标方式,组织好土建招标、设备招标和安装招标。通过招标,引入竞争机制,可选择到信誉好、报价低的施工安装和设备供应单位。

四、热交换站工程造价控制过程

热交换站工程造价控制过程是一个系统的、连续的过程,需经过收集原始资料、市场调查、站房设计、招投标、站房施工、设备安装、竣工验收、结算审计等多个环节,扎实做好每一步,对造价控制都将十分有益。

1、收集原始资料。原始资料主要包括采暖面积、建筑高度、居住人口、室外供暖管网、供暖末端距站房距离等。原始资料是进行设备选型和站房设计的基本依据,资料收集要准确、详实、客观。

2、市场调查。市场调查的内容包括已建成的类似规模站房的大小、型式、造价;已运行设备运行效果;本地区主要交换机组品牌的统计;交换机组生产厂家的实地考察等。通过市场调查,可取得如下成果:①基本确定站房的大小、型式和总投资②确定交换机组生产厂家的后选单位,为下一步设备招标积累资料。

3、站房初步设计。依据原始资料和市场调查的成果,建设单位可委托有资质的设计单位,进行热交换站工程的初步设计。初步设计的成果主要包括工艺流程图、技术说明书和站房的平面图。这些成果可作为设备招标的附属文件编入设备招标文件,并据此进行设备招标。待设备供应商确定后,再结合具体设备的特点,完成施工图设计。

4、设备招标文件的编制及设备招标。招标文件是开标时评标的依据,是建设单位招标意图的集中体现,又是工程实施中解决争议的重要依据。招标文件的编制要全、细。全指的是条款要全,内容要全,特别是招标范围、交货时间、货款支付办法、争议仲裁等内容不可缺少;细指的是主要设备型号、规格要具体化,要有明细报价,特别是水泵、阀门、软化设备等应指明具体品牌。完善的招标文件可增加评标的准确性和投标报价的可比性。

设备招标应在招标文件发出后的确定时间准时进行。评标专家应由不少于五人的专业人员组成。通过对各投标单位标书的综合评比,同时结合前期市场调查的成果,最终确定综合实力强、报价较低的投标单位为中标单位。

5、完善设计图纸,进行站房土建和设备安装招标。经过设备招标,确定设备生产厂家后,生产厂家要与设计单位进一步结合,根据设备的具体布置方式,最终完成站房和设备安装及管线施工图。

站房土建和设备安装招标也要经过招标文件的编制、发招标文件、开标、评标等一系列工作,最终可选择到实力强、经验丰富、投标报价较低的投标单位为中标单位。

6、热交换站工程实施中的造价控制。通过设备招标、站房土建施工和设备安装招标,设备生产厂家和施工单位都已确定,待设计图纸完成后,工程即进入实施阶段。实施阶段造价控制的重点有:

(1)对照招标文件和投标文件,检查设备的数量,对减少的设备及时与设备供应商联系,做好工程签证。

(2)结合站房现场实际,进一步优化设备布局和管道走向,在满足实际需要的前提下尽可能减少附属设备的数量和管线的长度。

(3)严格控制工程变更,对增加或减少的工程量要准确核算,及时出具工程变更单。

(4)控制材料价格。材料要货比三家,选择质优价廉的材料。

(5)协调好土建、设备供应、设备安装三家关系,避免相互影响,造成工程延期,甚至引发索赔事件,增加工程投资。

7、热交换站的竣工验收。热交换站的竣工验收包括站房的验收和设备的验收。参加验收的单位主要有建设单位、热力公司、设计单位、监理单位、站房土建施工单位、设备供应和安装单位。竣工验收是热交换站交付使用前的一次综合验收,是对热交换站工程质量的总体评价。通过验收,可以发现施工过程中特别是设备安装中存在的与正式运行不适应的问题;通过验收,提出整改意见,对运行中存在的隐患问题整改彻底,从而可减少运行中的费用支出。

8、热交换站的竣工结算。竣工结算是热交换站工程造价控制的最后一个环节,通过竣工结算及结算后审计可最终确定热交换站的造价。为确保竣工结算的质量,热交换站的竣工结算应努力做好如下工作:

(1)设备造价结算。根据投标文件和设备采购合同,结合现场实际,进一步清查设备数量,根据清查结果,变动相应价款,从而得出设备最终结算价。

(2)站房土建及安装结算。它包括:进一步审核设计变更和工程签证;收集整理材料考察报告,准确确认材料单价;对施工单位报送的结算报告进行内部审核;将内部审核后的结算报告送有资质的审计机构进行最终审计;对审计机构审计后的结算报告签字确认。

经过以上各环节的周密控制,热交换站的建设即可顺利实施,工程造价亦可得到有效控制。

五、热交换站工程造价控制的重点

1、原始资料收集要全,市场调查要细。

2、设备招标文件编制要准确,技术标准要科学,做到既满足要求又不造成浪费。

3、尽可能邀请较多投标单位来投标,增加竞争力。具体实施过程中还可以采取一次报价和多次报价相结合的办法,力求选择到实力较强、价格合理的设备供应单位。在确定中标单位、签订采购合同时,还应对装卸、安装等具体事项进行协商,做到供应、运输、装卸、安装一次性完成。

4、做好施工及安装过程控制,控制好工程变更。