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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结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一,加大耐久性研究工作是今后的发展方向,重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。
长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到20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下出现过早损坏。我国建设部于80年代一项调查表明,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年~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。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3cm~4cm厚的保护层厚度。有专家估计,我国基础设施工程建设的还可延续20年,但由于忽视耐久性,迎接我们的还会有“大修”20年的,这个可能不用很久就将到来,其耗费将数倍于当初这些工程施工建设时的投资。
二、我国土建结构工程的耐久性主要存在的问题及原因
(一)我国土建结构工程的耐久性的问题
①我国工程设计人员和项目管理人员对土建结构工程的安全性与耐久性尚未引起足够重视,尤其是系统安全管理观尚未形成,由于人为差错或人为错误导致的违反强制性详规的结构安全问题时有发生,直接影响结构的安全性和耐久性,甚至危及人们的生命财产安全;
②我国土建结构工程抵御地震、火灾作用的设计要求相对而言偏低,而且抵抗其他灾害的设计要求偏少甚至没有。存在着较大的结构安全隐患;
③我国现行的设计规范基本上只考虑到结构在使用期间的承载力极限状态,而国外则着重考虑结构经济合理的使用寿命;
④设计单位出的施工图一般并不考虑施工方法,而施工单位一般又不掌握设计计算书,因此施工过程中遇到的一些具体问题只能由施工现场的技术人员根据经验决定,缺乏科学的理论依据。
(二)使土建结构混凝土耐久性问题进一步加剧的原因
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。
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。国内媒体上加大宣传的所谓几个月就修成一条大路,建成一座大桥,或盖成一栋高楼的工程及抢工献礼工程,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处罚,因为意味着工程质量有遭受到损害的可能。
③环保力度不足导致的环境不断恶化,如废气、酸雨(我国的酸雨面积已超过国土的30%),也是导致混凝土不耐久的重要原因。
三、对提高土建工程的耐久性的几点看法
(一)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。
(二)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。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,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。
(三)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。我国目前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.有些国家对于结构损坏可能影响公众安全的建筑物与桥梁、隧道等公共工程,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工程操作人员素质与国外相比有差距,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,已建或在建的工程中往往存在一些隐患,所以更有必要从法律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、质量问题,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。
(四)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。
总之,土木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。笔者认为,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。
参考文献:
[1]马志华,土建工程的耐久性分析,建筑工程
[2]杨会胜,浅议土建结构工程的耐久性,山西建筑
[3]周琴,土建工程结构安全性与耐久性设计[A],工程技术
关键词:土建结构工程;耐久性。
土建结构工程的耐久性问题是一个比较新兴的话题,在近几年越来越引起了人们的关注和重视。这种问题的出现也没有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,所以本文有必要来探讨一下这个问题。混凝土的土建结构工程是人们往往使用的人工石材,也具有经久耐用的特点。混凝土的结构往往因为钢筋锈蚀或是混凝土被侵蚀而导致了众多结构安全事件,严重程度已经远远超出我们的想象。
土建结构工程耐久性方面出现的问题
土建结构工程技术施工人员在耐久性方面缺乏新依据。
土建结构工程技术施工人员在耐久性方面缺乏新依据,很多技术规范条文没有进行更新和修改,导致原来的破坏耐久性的条款依旧存在,对于工程的结构的牢固和使用寿命造成危害。混凝土在工程耐久性方面起着良好的作用,但是有条文规定,混凝土中合理添加粉煤灰、矿渣等框无掺合料是重要的技术手段,国外一些规范甚至明文规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,加了粉煤灰掺合料的混凝土,在耐久性方面肯定要比没有加掺合料的混凝土要弱一些,但是以前的条文仍然没有修改这一条对耐久性有害的条款,导致了现在很多土建结构工程耐久性不强。
(二)一些施工企业刻意追求施工进度
一些施工单位为了自身企业的形象工程,刻意地提高工程的施工速度,最大限度地提前竣工日期,为的是赚取更多的利润,进度加大了,势必会引起一些质量上的问题,比如土建结构工程耐久性能大大降低,混凝土质量不高,掺有大量掺合料,影响建筑工程质量。混凝土的耐久性质量需要足够的施工养护期加以保证,刻意地追求进度有损于工程的使用寿命。如果没有保证足够的施工养护期,就会给工程使用寿命带来严重的影响。再有就是一些大路和大桥,还有一些政府部门的工程,由于涉及到一些抢工献礼工程,所以导致混凝土没有到养护期就竣工,造成短命工程的加剧。
(三)环境问题导致的耐久性不强
由环境问题导致的耐久性不强也是一项重要的影响因素。由于长年人类的工业活动导致了环境持续地恶化,再加上环保力度不足,所以造成了废弃和酸雨灾害,废弃的气体排放和固体废弃物堆积,再加上酸雨的常年侵蚀,造成了工程耐久性下降,也是很正常的原因。我国土建结构的设计和施工规范,应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的要求则相对考虑得较少。在这里,环境因素的作用主要包括大气侵蚀如冻融和干湿,和附着在工程周边的水土中的有害化学介质的侵蚀,即自然因素和人为因素两方面。这些都是导致了工程耐久性不高。
二、如何解决土建结构工程的耐久性的不足
(一)加快编写相应的设计和施工技术文件
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。这类文件对于解决工程耐久性具有十分重要的意义,确定了合理有效的设计和施工技术文件,施工人员按照相关的规定和文件进行施工,遵守保持土建结构工程的耐久性的相关方案,施工企业领导定期进行巡查,相关的监理单位对于工程进行全程监督,这样才能保证工程按照正确的方案和思路来进行,才能达到令人满意的后果,有些有着正确思路的施工人员施工起来才不会违背自己的思路、接受明明不正确的文件所导致的不良后果和抱怨,是施工人员更加有干劲、有热情。
(二)加强相关部门的管理
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,建议主管土建工程设计标准的部门能对工程的耐久性要求做重点审查,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和论证;建议有关部门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,并为在近期内编订有关法规和标准给以立项和资助。建议我国住房与城乡建设部和交通运输部这些对土建工程设计标准有主管权限的相关部门,应该对工程的耐久性进行重点审查,查看工程设计当中涉及到工程最低使用寿命的问题,要重点明确其标准和要求,进行重点核查。重点工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的说明章节和论证。
(三)定期检测和维护
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,这一正常功能还包括结构的安全性和适用性,并且较多地体现在适用性上,为了保证结构的耐久性,土建工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。许多国家对由于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物、桥梁和隧道等公共工程,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,因其坠落易伤及公众,也有强制定期检测的要求。然后,我国虽有结构工程的设计规范和施工规范,却没有各类结构工程的使用规范。这一点,在第一项措施里已经介绍过了。
(四)加强施工人员的工作素养
【关键词】土建结构;土木工程;安全性
【中图分类号】TU968 【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0181-01
土建结构的安全性就是指防止破坏倒塌的一种能力,它也是结构工程非常重要的质量标准,而结构工程的安全性也是主要由于施工的水平和结构的设计,并且与结构的正确维护、检测有关,这些又与土建工程法规和技术标准合理设置及运用有相当的关联性。
一、我国结构设计规范的安全设置
1、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;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。
2、结构的整体牢固性
不但结构构件要有很好的承载能力,而且结构物还要有整体的牢固性。结构的整体牢固性主要是指结构出现局部损坏,但不至于导致大范围倒塌的能力,换一种说法讲是结构能适应与其不相称的破坏。结构的整体牢固性主要是依靠结构优良的延性和必要的冗余度,用来预防地震、爆炸、火灾等自然灾害或人为差错导致的巨大灾难,尽量减轻灾害所造成的损失。
3、结构的整体安全性
我国土建结构的设计与施工的规范主要放在各种荷载作用下的结构强度上了,只考虑工程的耐久性,而对环境耐久性如干湿、冻融等大气侵蚀的考虑有着严重的不足。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的危害很严重,其严重程度早已超过了因结构构件承载力安全水准设置偏低所造成的危害,这是应该被重视的的问题,有关部门也制定规范规定于安全性相关的要求,例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等,但是都显著低于国外的相关规范。它损害了结构的承载力的安全性,从某种程度上提高结构构件的承载能力的安全设置水准也是对结构的耐久性与结构的使用寿命很有宜的。
二、调整结构安全设置水准的见解
在我国的结构设计规范中,关于结构的安全设置水准是比较弱势的,这和我国的长期处于经济短缺以及计划体制不完善的情况有一定的关系的。在当时的历史条件下,较低的土建结构的安全水准是完全可以满足生产和生活的需求,并且在一段相当长的时间里也接受了一些考验,这些情况下的结构承载力可以承受外界的压力和我国土建科技人员的巨大努力是分不开的;因安全储备比较低,所以对于外界破坏力的抵御能力是有限的,出现质量问题的现象也是正常的。如果能适当的提高安全设置水准,那么就会减少事故的发生频率以及提高工程的抗御灾害的能力。在我国,发生过许多的工程安全事故都是由于在管理上出现腐败,用假冒伪劣产品,材料不合格以及管理人员的素质太差造成的。现在提出的新审视结构的安全设置水准,最主要的是基于客观的形势变化。由于我们从事的基础设施建设是为了以后的现代化奠定基础,要求能满足今后几十年甚至上百年的人们的生产生活水平发展需要,成为标志性的建筑。
三、提高土建结构工程安全性的措施
1、加强新技术的推广
在土建结构的危害中,我们可以总结为以下几个方面的危害:裂缝、盐冻、渗漏和侵蚀,在这其中最影响安全性和使用性的就是裂缝,在一些安全的检测中,可以应用探测的方式去确定裂缝的病害,在传统的探测方法中,我们可以使用的是超声波法和声波等,在土建结构的强度检测上,我们主要应用的方法是回弹法、超声回弹综合法以及射线法等,我们可以利用这种检测来反映土建结构的表层强度等级。在一些安全检测中,我们可以用取芯法来对其他的强度测试方法进行校正,在土建结构的内部,对缺陷检测主要是采用超声波法和射线法,应用超声波法进行检测时要求两个被测物有两个相对临界面,而且对于他们的穿透深度也是有限制的,于此同时,还会受到结构物材料中的钢筋和含水量的影响;应用射线法时,它的现场测试难度也是非常大的,并且对测试者也有辐射。
2、应用合理的技术规范
在土建结构的规范标准下,想要摆脱计划经济年代的一些遗留问题,就要求我们对于规范进行合理的编制和改进,不要去强求统一,以免使得一些个性化的东西减少,同时导致缺乏实事求是的灵活性的优点。我们要提倡各个省市对于规范进行地方性的编制,在工程的安全性和耐久性标准上可以有不同的设置水准。假使全国性的规范制定的越是详细订就会使得一些地方性的适用性变得越差,不仅会造成规范的使用混乱,还可能造成建筑规范的使用本末倒置,起到相反的作用。在技术的标准中,我们的强制性越强就会导致相关部门承担的责任越大,对于具体的技术承担的责任越重,这样对于政府部门的职责是不公平的。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。
3、开展安全监测设施的更新和改造
分析建筑物工作性态、保障工程安全运行的一个重要的依据就是安全监测资料。当建筑物出现变形、位移和裂缝时,我们就可以依靠原型观测资料去评价这个建筑物的安全性,目前,大多数地区都是以效应量的变化趋势去作为评估的依据。但是,由于各种原因,在中小型的水工混凝土建筑物中,这样的观测设施还是比较缺乏的,有些地方甚至是没有监测设施的,这就会导致在安全检测和评估分析时,我们只能靠一些有经验的专业人员和专家去进行现场的检查,然后才对照规范去开展复核和计算,最后根据类似的工程去开展安全性的评价。从安全性的评价复杂性可以看出,我们可以采用观测资料和现场检测相结合的分析方法去进行评估,争取全面的、正确的去评价一个建筑物的安全状况。所以,对于开展安全监测设施的先进化程度是有必要的。
总结、随着我国规范的可靠度设计方法进一步的发展,结构的牢固性与安全性的不断加强,新技术的推广,安全监测设施的更新和改造,我们的建筑会越来越坚固的。
参考文献:
[1]史训章.谈土建结构的安全性的不同意见[J].城市建设与商业网点,2009.
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、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2405H250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1.75N.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。
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廷性和必要的冗余度,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,竞导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
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(如干温、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。
二、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”很难傲到,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。
关键词:土建工程;框架结构;结构施工
中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:
1、土建工程框架施工的特点
近年来,由于我国城市化进程不断加快,土建工程项目日益增多,工程质量的控制问题更应该加以重视。在土建工程当中,框架结构是一种主要结构,被应用的范围也比较广。该结构具有许多优点,如防震性良好、整体性较高以及安全性较好。与此同时,建筑的构件还需要承受地震载荷以及风载荷等荷载,而且这些载荷都属于非线性的竖向分布载荷,而且对建筑高度的敏感程度较高。以地震载荷为例,就层数较低的建筑而言,考虑这些建筑的荷载时一般只需要考虑恒定载荷以及部分动载荷,而对于建筑物的墙体、柱体以及楼梯等结构,一般不会予以严格控制,其他构件满足设计要求之后,对应的这些构件也都达到了设计要求。同时,对于现代化的钢架支撑系统,在设计的过程中在没有提出特殊承载要求的时候,不需要对柱体以及梁的尺寸加大,只需要增加板就能达到对应的要求。但是,对于高层建筑,解决上述问题还不够,首先要解决的问题除了抗剪问题之外,还需要考虑抵抗变形以及抵抗力矩的问题。部分高层建筑的柱体、梁、墙体以及楼板在设计过程中经常需要考虑到结构的具体布置、特殊材料的使用,这样才能很好的抵抗较大的变形以及较大的侧向载荷。
2、对框架结构进行施工的过程中出现的问题
2.1 对模板进行施工时,容易出现的问题
在对模板进行施工时,容易出现的问题包括以下几个方面。第一,在进行技术交底时,没有明确相关施工工作,致使在拼装模板时出现了组合上的偏差。第二,在测量轴线的过程中,由于放线问题,导致测量结果出现误差,再加上没有将模板根部支撑牢固,导致在安装时出现偏位现象,或者在支撑时,没有控制好垂直度。第三,在安装模板时,使用木楔、拉螺栓以及顶撑的方法不正确,造成安装之后的模板中轴线出现偏位现象。第四,在浇筑混凝土的过程中,下料工作没有实现均匀对称,致使侧压力的产生,从而对模板造成挤压。
2.2 对梁柱进行施工时,容易出现的问题
梁柱是框架结构的重要部分,其施工工艺较为复杂,施工难度大。笔者在实践中发现,对梁柱进行施工时,容易出现的问题如下。在绑扎节点钢筋时,没有运用正确的方法,对框架结构质量以及整个工程施工的安全造成严重影响。在节点内部绑扎箍筋的工作存在一定的难度,部分施工人员为了减少操作步骤,而不按照相关规范组合箍筋,例如组合箍筋,或将开口箍筋运用在整根梁柱的节点区域。以上两种做法与技术要求完全不相符合,也会给施工质量带来缺陷。
2.3钢筋工程施工中存在的主要问题
框架结构的施工,钢筋是主要的施工材料,其施工质量直接影响整个工程的质量,实际中存在的质量问题较多,主要包括:选择的焊条规格、型号不对;钢筋焊接接头存在偏心弯折问题;箍筋具体尺寸不能满足要求等。在框架施工的过程中,这些问题都需要予以妥善解决,否则将对框架整体质量造成影响。而在钢筋加工完成之后,在钢筋的板扎以及成品的保护过程中存在对应的质量问题,诸如钢筋的类型和数量等没有达到要求、钢筋垫块不充分或者是没有提前稳固,一旦在对钢筋验收通过之后将造成后续施工的质量问题,诸如混凝土浇筑移位等,将造成实际施工材料的尺寸与设计尺寸存在偏差的问题,对建筑框架的整体结构安全性造成影响。同时,在对钢筋结构进行再焊接的过程中,对框架结构的整体形状等都会造成改变,给框架整体施工质量造成影响。
3、完善土建工程框架结构的施工措施分析
3.1 完善模板施工的措施分析
要保证框架结构当中的构件尺寸以及不同构件的相互位置与设计要求相符,并使土建工程具有足够的防震以及抗震能力,则应做好模板的施工工作。相关研究发现,框架结构质量在很大程度上受到模板施工质量的影响。在对模板进行施工时,要做好技术交底工作;并严格按照设计图布置预埋件、轴线位置以及预留孔洞的位置等。在测量放线时,应验收其测量质量,并确认其测量结果合格之后,才能进行下一步的支模工作。必须采取可靠的措施对模板顶
部以及根部进行限位,例如,可以将短钢筋预埋到混凝土当中,以便能够有效支撑模板。在支模的过程中,为了确保模板的竖向位置以及水平位置符合相关要求,要根据框架结构当中混凝土所具有的特性,设计出模板,从而确保模板的稳定性、刚度以及强度能够符合土建工程的设计要求。在浇筑混凝土之前,要认真检查螺栓、支架以及中轴线是否与标准相符;如发现问题,则要及时处理。模板在拆除的过程中要保证按照一定的顺序进行,一般是在后续支立的先拆,而最先支立的则最后拆;不承重、少承重的先拆,承重、承重大的最后拆掉;支撑部分先拆,方木模板最后拆。同时还应该将拆下的东西及时的运到安全场所,防止造成不必要的伤害和损失。
3.2 完善梁柱施工的措施分析
因为在对梁柱节点进行施工的过程中,容易出现钢筋绑扎错误方面的问题。所以应采用正确的方法来绑扎箍筋。笔者在实践中发现,只有做好以下工作,才能保证节点的施工质量。在对土建工程进行施工之前,应对工艺流程进行具体的划分,并将工作顺序安排好,使钢筋工与木工实现相互配合。在对梁柱进行施工时,应采用分段的方法绑扎箍筋。分段施工工艺的具体操作步骤如下。先将框架梁下方的柱箍绑扎好,随后将柱模安装好,安装好之后,便可以进行浇灌柱砼。将柱模拆除后,安装好梁底模,随后将梁底筋安放在梁底模当中,同时将节点箍筋绑扎好,最后将定位箍筋加装于绑扎好的钢筋上。采用以上方法进行施工,需要增设脚手架。如工程楼板底模的顶撑是钢管,则可以先将顶撑架搭建好,并利用顶撑架来绑扎节点钢筋。在框架结构当中,应控制好梁柱的施工技术,保证其施工质量可以达到相关标准,避免留下安全隐患;并提高土建工程的抗震能力。
3.3 框架结构当中混凝土的施工措施分析
在对土建工程的地下室进行施工时,应注意控制好框架结构地下室的墙体的浇筑质量。在首次进行浇筑时,应注意将施工缝留下。随后在施工缝当中填充石子砂浆,在填充工作完成之后,则可以进行分层振捣以及浇筑工作。在浇筑地下室的墙体时,应对其浇筑厚度进行控制。通常情况下,将振捣棒所具有的长度作为浇筑厚度的标准。在进行振捣时,应确保混凝土能够密实结合。如振捣部位的钢筋较为密集,则应采用直径较小的振捣棒。在浇筑框架结构柱以及地下室的墙体时,要采用分段浇筑的方法,下料点应分散布置,以确保循环施工与连续施工,使堆料高度低于1 m。在下灰时,为了预防洞口出现变形现象,应同步进行振捣。在浇筑墙体以及结构柱的混凝土之前,应将其底部软弱层清除;在填充底部时运用水泥砂浆,确保其填充的厚度在0.5 m至1 m之间,从而预防底部的混凝土出现烂根现象。在对梁板进行施工时,应同时浇筑混凝土。在结构梁的施工工作中,应采用快插慢拔的方式进行振捣,以保障其施工质量。在对梁板进行振捣时,宜采用平板振捣器,在振捣过程中,应注意使板平面保持足够的平整度。
结语
综上所述,框架结构是土建工程当中的一种常用结构,框架结构具有安全性较好、整体性较高以及防震性良好的优点。但是将框架结构运用于土建工程中,需要控制好施工技术,以免出现施工问题,对工程质量造成不良影响。笔者相信,施工技术的不断完善,必将使土建工程质量得到有效的提高。
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