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摘要:土建工程结构安全性与耐久性是衡量建筑质量的重要指标。作者结合当前我国土木工程结构的安全性与耐久性现状，探讨了土木工程结构的安全性和耐久性亟待解决的一些问题，并在查阅这一领城的相关研究成果的基础上提出了自己的建议，如土建工程的设计与建造应当采用新技术,有合理的技术规范与管理措施,要注重环境影响，开展安全检测等，希望对土建工程结构的安全性与耐久性的提高改善有较好的指导。
关键词:土建工程结构；安全性；耐久性；设计
Abstract: the civil engineering structure safety and durability is one of the important indexes construction quality. Based on the current our country civil engineering structure safety and durability present situation, discussed the civil engineering structure safety and durability of some problems to be solved, and in a city brought refer to the relevant research results is proposed on the basis of their Suggestions, such as civil engineering design and construction shall adopt new technologies, the reasonable technical standard and management measures, want to notice to the environmental impact, and carry out the safety test, in the hope of civil engineering structure security and improve the durability of a good guide to improve.
Keywords: civil engineering structure; Safety; Durability; design
中图分类号：TU4 文献标识码：A文章编号：
引 言
目前,我国的房屋建筑、桥梁、水利项目等土建工程结构的整体安全性和耐久性均低于国外同类水平,许多的建筑安全事故导致较大的人员伤亡，土建工程结构的安全性与耐久性已经引起了有关部门的足够重视,也对此进行的相关的研究改善，应该积极完善法规标准与管理体制,加强施工技术,有效提高工程安全性和耐久性。
一、土建工程结构的安全性
土建结构安全性是指防止破坏倒塌的能力，是工程结构最重要的质量指标。工程结构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。对工程结构的设计来说，其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。
1、构件承载能力的安全性
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：结构需要承受多大的荷载（荷载标准值）、荷载分项系数与材料强度分项系数，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，安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。土建结构构件本身的承载能力大小及材质决定了工程结构的安全性。
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。
3、结构的耐久性
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。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、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。土建结构工程的耐久性现状：
大多数土建工程由混凝土建造。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，发达国家的研究人员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。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鋼筋。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。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。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。
耐久性问题的严重性和迫切性给了我们太多的教训，建筑部门及施工企业应该吸取教训，避免在发生类似的教训。
三、 加强土建结构工程的安全性与耐久性的措施
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，作者提出了一些意见和建议：
1、相关部门制订法规标准
我国的建筑行业法规标准与西方国家相比存在较大的差距，因此，建议国家建设部、交通部等主管部门制订科学详细的法规标准，对土建工程的安全性和耐久性进行重点审查，明确土建工程的设计安全性和耐久性要求，加强对混凝土工程耐久性的基础理论研究扶持力度，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，促进土建结构安全性和耐久性的提高。
2、加强检测与维护
在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，土建结构工程结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、维护密不可分，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。要提高土建结构工程安全性和耐久性，必须做好预防工作，通过定期检测维修及时发现解决问题。对建筑物、桥梁、隧道等公共工程，包括建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，必须强制规定进行定期检测。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。
3、必须重视结构耐久性的研究
目前，对土建工程结构的耐久性问题还认识不足,往往是凭经验增加一些构造措施来加以弥补,缺乏在耐久性方面系统的理论研究和完善措施。耐久性研究需要宏观的定性描述和微观机理的定量分析,这是今后需要加强和深化的一项重要工作。
我国在耐久性设计方面主要存在标准、规范、规程跟不上的问题,缺乏全面、完善、可靠的措施。规范对耐久性的要求,主要应在构造(如保护层厚度等)和材料性能(如混凝土配比、抗氧离子渗透性等)等若干个易于明确表达的几种指标上规定,有些规定也没有进行系统的机理研究,如对混凝土的徐变、碳化、碱骨料反应及钢筋锈蚀与时间的关系,研究得也很肤浅。影响耐久性的因素很多,需要加强的措施也很复杂:应重视后张灌浆不密实而产生的结构耐久性问题,要完善无粘结预应力工艺,加强张拉端和固定端锚具的选用和防腐措施,确保全密封方面的技术措施;再如要重视楼板中收缩和温度构造配筋要求,解决现浇楼板中出现收缩、温度裂缝给使用带来的危害和由此造成的钢筋锈蚀等结构耐久性问题。在设计、施工中对耐久性问题认识不足,普遍存在混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄而削弱结构耐久性的问题。从观念上要克服设计中考虑强度多,而考虑耐久性少;重视强度极限状态,而不重视使用极限状态;重视新建筑建造而忽视旧建筑的维护的不利观念。
四、結束语
土建工程结构的安全性与耐久性一直是广大施工者、设计者与使用者非常关注的问题, 关系到人们人身安全与社会和谐稳定，是一个复杂的系统工程问题。要真正做好土建结构中的土建安全性与耐久性工作, 使其形成规范化、制度化的管理, 尚待建筑工作者不断探索、总结和提高。
参考文献：
[1] 陈大鹏. 混凝土结构耐久性研究现状与展望[J]. 山西建筑, 2006,(17) .
[2] 董玉. 土建结构工程的耐久性策略分析[J]. 河南科技, 2010,(16) .
[3] 张吉珂. 土建结构工程的安全性与耐久性[J]. 职业技术, 2006,(12) .
[4] 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)[M].北京: 中国建筑工业出版社,2001.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:土建工程结构；安全性；耐久性；设计
Abstract: the civil engineering structure safety and durability is one of the important indexes construction quality. Based on the current our country civil engineering structure safety and durability present situation, discussed the civil engineering structure safety and durability of some problems to be solved, and in a city brought refer to the relevant research results is proposed on the basis of their Suggestions, such as civil engineering design and construction shall adopt new technologies, the reasonable technical standard and management measures, want to notice to the environmental impact, and carry out the safety test, in the hope of civil engineering structure security and improve the durability of a good guide to improve.
Keywords: civil engineering structure; Safety; Durability; design
中图分类号：TU4 文献标识码：A文章编号：
引 言
目前,我国的房屋建筑、桥梁、水利项目等土建工程结构的整体安全性和耐久性均低于国外同类水平,许多的建筑安全事故导致较大的人员伤亡，土建工程结构的安全性与耐久性已经引起了有关部门的足够重视,也对此进行的相关的研究改善，应该积极完善法规标准与管理体制,加强施工技术,有效提高工程安全性和耐久性。
一、土建工程结构的安全性
土建结构安全性是指防止破坏倒塌的能力，是工程结构最重要的质量指标。工程结构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。对工程结构的设计来说，其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。
1、构件承载能力的安全性
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：结构需要承受多大的荷载（荷载标准值）、荷载分项系数与材料强度分项系数，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，安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。土建结构构件本身的承载能力大小及材质决定了工程结构的安全性。
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。
3、结构的耐久性
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。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、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。土建结构工程的耐久性现状：
大多数土建工程由混凝土建造。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，发达国家的研究人员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。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鋼筋。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。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。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。
耐久性问题的严重性和迫切性给了我们太多的教训，建筑部门及施工企业应该吸取教训，避免在发生类似的教训。
三、 加强土建结构工程的安全性与耐久性的措施
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，作者提出了一些意见和建议：
1、相关部门制订法规标准
我国的建筑行业法规标准与西方国家相比存在较大的差距，因此，建议国家建设部、交通部等主管部门制订科学详细的法规标准，对土建工程的安全性和耐久性进行重点审查，明确土建工程的设计安全性和耐久性要求，加强对混凝土工程耐久性的基础理论研究扶持力度，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，促进土建结构安全性和耐久性的提高。
2、加强检测与维护
在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，土建结构工程结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、维护密不可分，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。要提高土建结构工程安全性和耐久性，必须做好预防工作，通过定期检测维修及时发现解决问题。对建筑物、桥梁、隧道等公共工程，包括建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，必须强制规定进行定期检测。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。
3、必须重视结构耐久性的研究
目前，对土建工程结构的耐久性问题还认识不足,往往是凭经验增加一些构造措施来加以弥补,缺乏在耐久性方面系统的理论研究和完善措施。耐久性研究需要宏观的定性描述和微观机理的定量分析,这是今后需要加强和深化的一项重要工作。
我国在耐久性设计方面主要存在标准、规范、规程跟不上的问题,缺乏全面、完善、可靠的措施。规范对耐久性的要求,主要应在构造(如保护层厚度等)和材料性能(如混凝土配比、抗氧离子渗透性等)等若干个易于明确表达的几种指标上规定,有些规定也没有进行系统的机理研究,如对混凝土的徐变、碳化、碱骨料反应及钢筋锈蚀与时间的关系,研究得也很肤浅。影响耐久性的因素很多,需要加强的措施也很复杂:应重视后张灌浆不密实而产生的结构耐久性问题,要完善无粘结预应力工艺,加强张拉端和固定端锚具的选用和防腐措施,确保全密封方面的技术措施;再如要重视楼板中收缩和温度构造配筋要求,解决现浇楼板中出现收缩、温度裂缝给使用带来的危害和由此造成的钢筋锈蚀等结构耐久性问题。在设计、施工中对耐久性问题认识不足,普遍存在混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄而削弱结构耐久性的问题。从观念上要克服设计中考虑强度多,而考虑耐久性少;重视强度极限状态,而不重视使用极限状态;重视新建筑建造而忽视旧建筑的维护的不利观念。
四、結束语
土建工程结构的安全性与耐久性一直是广大施工者、设计者与使用者非常关注的问题, 关系到人们人身安全与社会和谐稳定，是一个复杂的系统工程问题。要真正做好土建结构中的土建安全性与耐久性工作, 使其形成规范化、制度化的管理, 尚待建筑工作者不断探索、总结和提高。
参考文献：
[1] 陈大鹏. 混凝土结构耐久性研究现状与展望[J]. 山西建筑, 2006,(17) .
[2] 董玉. 土建结构工程的耐久性策略分析[J]. 河南科技, 2010,(16) .
[3] 张吉珂. 土建结构工程的安全性与耐久性[J]. 职业技术, 2006,(12) .
[4] 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)[M].北京: 中国建筑工业出版社,2001.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。