时间:2022-12-18 17:52:17
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土建结构工程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
Abstract: however framework structure as one of the most main structure of civil engineering, its application is very extensive. Article in accordance with the problems of civil engineering structure construction are discussed in this paper.
Rudder sleevevil engineering; Frame structure; Construction; The quality control
中图分类号:TU755 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
作为土建工程中的重要组成部分,框架结构的施工质量是否合格,将直接关系着工程施工活动的顺利进行。当前经济市场的迅速发展,建筑企业在发展中,要想从根本上立于不败之地,其核心在于加强土建工程的施工质量,而这些,都将取决于工程框架结构的施工质量。
1框架结构常见问题概述
1.1梁、柱的钢筋保护层厚度问题
钢筋保护层厚度通常是指主筋的保护层厚度,有些施工人员按字面将其误解为构件最外侧钢筋到模板(即箍筋外侧),甚至是拉筋外侧到模板的距离。钢筋保护层的作用一是确保混凝土握裹钢筋,使两者共同工作;二是考虑耐久性即钢筋的保护,防止因混凝土开裂后钢筋被氧化锈蚀,且满足耐火极限的需要。但保护层太厚会导致构件有效截面削弱过多,而太薄则降低上述两个作用。当建筑物的防火等级要求较高时,可根据防火规范的要求适当增大钢筋保护层厚度,但应与设计方共同协商,确定是减小有效截面值,还是保持该两值不变而增大构件截面尺寸。对一类环境的C25混凝土梁,其主筋保护层厚度为25mm,箍筋均应包含在其内,实际箍筋外侧保护层厚度为17mm。当构件截面尺寸较大时,如结构转换层梁、梁式筏形基础、条形基础、箱形基础的梁、板等,可通过减小的方法来增大保护层厚度,因此时该两值的缩减量的比例较小,对构件截面尺寸及承载力影响很小。
1.2模板问题
在整个混凝土结构构件形状的稳定中,离不开模板工程;与此同时,模板工程能否正确的应用,还关系着工程的整体抗震能力。在土建工程中,针对出现的模板问题,主要体现在以下几个方面:首先,施工人员在模板安装、拆除时,没有结合设计图纸,导致安装或拆除不规范,直接影响模板的使用质量;其次,在墙柱模板的应用中,受多种因素的影响,导致模板发生了严重的片尾,导致模型与设计图纸之间存在着较大的差异;再次,施工人员在使用模板时,受模板自身质量的影响,其刚度没有达到工程施工的实际需求,且没有设置相应的拉水平、竖向通线;最后,在模板的安装应用中,对拉螺栓、项撑、木楔使用不当或松动造成轴线偏位。
1.3 混凝土开裂问题
我们经常在板面或者墙面上看到~些校状的裂缝,这些裂缝表现的特点是中间宽(宽度范围lmm-5ram),两端窄,垂直于混凝土表面,多发性的出现在钢筋混凝土的部。因沉降而引起的裂缝往往会延伸到内部的钢筋处,长期暴露钢筋,会导致钢筋的过快锈蚀。引起这种裂缝的原因很多,通常为混凝土用水量大,或者使用质量不过关的掺合剂和泵送剂,混凝土凝固时间过长等等。长期暴露在空气中的钢筋混凝土表面容易产生塑性收缩裂缝开裂,这种裂缝虽然没有沉降性裂缝深,但是它的长度不固定,从几十厘米到几米。这种裂缝看起来像是干燥的土地开裂,具有不规则性,不连贯性。这种裂缝的成因主要是施工方面的问题。
2土建工程框架结构施工技术质量控制
2.1梁柱节点施工质量控制
由于梁柱节点钢筋分布密集,箍筋绑扎困难,便存在节点不放箍筋或少放箍筋的现象,给工程留下隐患。出现后有时也采取补救措施,通常是采用从对面两侧加开口箍筋的做法,且开口箍筋数量不足也不易绑扎到位,且不符合必须封闭箍筋的要求。施工人员意识到先立模后整体沉梁的施工方法不易绑扎节点区的箍筋,便采用先支梁底模后绑扎梁钢筋在支立梁侧模及平板模的方法,这样做虽然可以保证节点核心区箍筋的布放,但存在弊端:一是先立梁底模再绑扎钢筋时,施工操作人员安全度差,钢筋摆放不易,操作不便:一是交叉作业多,木工立好梁底模就要等梁钢筋绑扎完后再立梁侧模及平板模,给施工组织安排带来困难,常出现离工现象,工效较低:二是先立梁底模,各个梁模是单独的,没有联系(拉结),造成模板结构本身的安全性较差,产生安全隐患。
梁靠近支座处剪力最大,而箍筋就是为了抵抗剪力而配置的。从抗震设防考虑,如果箍筋离开支座太远或密箍区长度不足,都会造成支座处受力薄弱,甚至造成剪切破坏。距支座的第一个箍筋根据构造要求离开支座应不大于50mm。众所周知,梁的箍筋返工最麻烦,所以必须在梁骨架落入梁模之前,对照设计图纸,全面复查各处有无错漏,复查结果完全正确之后才可将梁骨架落入模里,对于确实已落入梁模而梁箍筋又需加密的,必须返工加密。
2.2控制好混凝土质量
在市场经济作用下,建材供应渠道增多,以次充好和不合格的材料也增多,只有坚持在使用前严格复试检验后再用于工程,才可有效地避免使用劣质材料,减少质量事故。对配合比的控制不容忽视,再准确的配合比,现场不控制粗细骨料的含杂质量和称量,仍然会生产出不合格品。有的工地不做配合比设计,而套用其它工程配合比。对已浇筑成品不保护,养护不及时,尤其干燥少雨地区更需要保养,这是提高强度的重要的环节。对混凝土框架柱的浇筑施工,必须遵守现行的施工规范,注意克服配料不计量、拌和时间短、加水不控制、运输距离长造成摇晃离析,更要注意不允许二次加水重新拌和、振动不实、过振、漏浆、跑模、不清理残留木屑。操作不当所产生的后果将削弱支承件的竖向荷载,影响结构整体连接及降低抗震能力,只要健全施工操作标准,步步检验认证,按规范施工,框架工程质量就会得到保证。
2.3框架柱预留拉结筋施工优化
1)针对习惯做法中L形拉结筋绑扎后在模板内不易固定的弊端,可根据现场实际操作的难易程度,把拉结筋加工成整体式,或者加工成分离式。
2)绑扎时,拉结筋按设计位置,上下顺直串接式绑扎成一线,最下面第一节柱的拉结筋可由下向上绑扎。这样,最上面4根拉结筋便露在了模板外上侧。由于钢筋暴露在模板外,就比较容易直观地紧靠模板固定了。以上各节柱可根据情况向上或向下绑扎均可,当向下绑扎时最下面的4根拉结筋可放入已浇好的下节柱混凝土剔出的凹槽内,使其紧贴上节柱模板,露在柱两侧模板下,但要处理好,以防漏浆。
按以上做法,由于拉结筋在柱内的锚固部分与柱截面同宽,外伸拉结部分又上下牢固地串绑在一起,最末端头被露出且给予可靠固定,使拉结筋在柱模内没有活动余地,浇筑混凝土时可稍加注意,拆模后的拉结筋就会显露于柱表面,即便有部分拉结筋被混凝土隐埋,也不会太深,而且非常容易找到,砌填充墙时,可稍加剔凿,便能拉出钢筋。
2.4跑模,漏浆的防治
1)增加模板的刚度。采用预埋塑料管内穿12-14螺栓法固定,能控制模板侧向变形,梁高小于400mm时,采用形卡设于柱处,间距250mm一道,其余每隔600mm设一道。当梁高大干400mm而小于600mm时,采用预埋塑料管穿12螺栓固定,第一道设于栓侧100mm处,其余的每隔600mm设一道。当梁高于800mm而小于1000mm时,预埋塑料管穿14螺栓固定,分上下两排设置,上排设于梁顶下250mm,下排设于梁底上250mm,边管距柱100mm设置,其余每隔500mm设一道。减少悬臂端长度,使模板端部的受力变小,变形变小。螺杆固定在侧模的竖楞上,用螺栓拧紧,有效的控制模板的侧向变形。提高模板的整体功能。
2)合理组织模板。模板组合合理,固定方便,同时接缝严密,控制漏浆。要使模板组合合理,在大型混凝土框架结构施工中,应进行模板组合设计,采用钢模时,各种规格应齐全,支撑应根据结构情况设计。
3结语
框架结构施工质量的控制点非常多,如原料质量的甄别,混凝土浇筑过程中的各项原料配比,搅拌程度,以及后期浇筑和维护。应积极提高施工人员的工程理解水平和各项素质,从质量意识角度入手,从关注细节入手,对于提高框架结构施工质量应大有裨益。
参考文献:
关键词:土建工程,耐久性,原因,提高的方法
中图分类Abstract: confronted with the construction structural engineering aging problem, inject scientific new blood is imminent, a point to point to solve the problem, to improve the durability of the civil structure engineering is the key.
Keywords: civil engineering, durability, reason, and improving method
号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
土建结构工程的耐久性已经成为工程建筑的一世界性问题,但在我国还没有得到政府各个部门的足够重视与支持。现时我国土建结构工程的重点都放在了荷载作用下的各种结构强度要求,而对工程的耐久性要求方面考虑得远远不够。在我国的土建结构工程上,都没有采用能够明显提高土建结构工程耐久性的举措。在传统观念上,混凝土一直默认为是一种经久耐用的人工石材,实际上,钢筋锈蚀或混凝土被侵蚀,导致了许许多多的结构安全事件,其严重程度已经远远超出我们的想象,所以关于提高土建结构工程的耐久性问题必须引起各界人士的高度重视。
一、 引起土建结构工程耐久性不足的原因
1、引起土建结构工程耐久性不足的内部原因
1)混凝土的紧密性。混凝土孔隙的数量与闭合程度决定了它的紧密性,而其紧密性的强弱直接影响着混凝土的强度、密度、刚性、脆性、pH值和它的化学稳定性等。在很大程度上决定了混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀能力以及其碳化速度等诸多性能。混凝土的紧密性是影响土建结构工程的最根本元素。2)混凝土的碱—骨料反应。混凝土碱—骨料反应生成凝胶硅酸。凝胶硅酸是一种可吸水膨胀的碱,会使混凝土产生裂缝及不断地膨胀。会破坏混凝土整体特性,一般没有十分强而有效的方法治理,所以他大大影响着土建结构工程的耐久性。3)混凝土的碳化速度。混凝土的碳化与混凝土原有的碱中和了。大大降低了混凝土本身的碱性,使钢筋表面的钝化膜遭到破坏,发生了钢筋锈蚀现象。钢筋锈蚀后生成物的体积是原来的的3倍以上,引起混凝土保护层顺筋膨胀裂开及脱落,钢筋与混凝土之间的粘力降少了,锈蚀引起钢筋体积变小了、面与面之间的力变小了,硬度下降等问题。当钢筋锈蚀严重时,钢筋体积发生膨胀,使混凝土之间的空隙增大,又加快了混凝土的碳化以及钢筋锈蚀的速度。长期的恶性循环,就会大大地降低土建结构工程的耐久性。
2、引起土建结构工程耐久性不足的外部原因
1)我国自然环境的不断恶化。国民经济水平的不断提升,严重地忽视了我国的环境问题,地表植被严重地破坏,水土流失,毁林开荒,化石燃料的燃烧,造成了温室效应,,酸雨的数量逐年增多,沙尘暴也频繁地发生,对土建结构工程的腐蚀与侵蚀日益严重。2)混凝土质检指标的单一。质量检验部门只是以混凝土的强度作为混凝土质量的检验标准,以致施工单位对水泥强度的单方面追求,使混凝土中强矿物的比例升高,不合理的比例,反而降低了土建结构工程的耐久性。3)施工单位对工程进度的盲目追求。为了利益,不注重工程质量。土建结构工程的耐久性需要足够的养护期来培养,过早的使用会使其耐久性大打折扣,致使工程的成品很快就进入衰老期。
二、提高土建结构工程耐久性不足的方法
1、针对土建结构工程耐久性不足内部原因的解决方法
1)最大限度提高混凝土的密实性。图1是关于氯渗透量与钢筋混凝土结构年限之间关系的描述图。这里混凝土保护层厚度是65毫米,处在飞溅区,年平均温度为19e,混凝土表面氯浓度(C0)为15kg/m3。由图1可以看出:a.钢筋表面氯在浓度达到临界值0(1kg/m3)的时间,对于水灰比为0.40的情况约为8年,对于水灰比为0.40的基础上再掺8%硅灰的情况约为18年。b.到达钢筋表面氯的浓度逐年增加,对于水灰比为0.40的情况,50年可达7kg/m3,而对掺8%硅灰的情况,50年只有4kg/m3。
图1钢筋在氯渗透量与钢筋混凝土结构寿命年限之间的关系图
增加混凝土保护层厚度。图2是描述50年海洋环境(年平均温度18e)中的混凝土方桩混凝土厚度与氯扩散量之间的关系图。由图2可以看出:a.氯在混凝土中的浓度(含量)是随混凝土深度(厚度)的增加而减小,说明增加混凝土保护层厚度对于减缓氯的渗透量也是很有效的;b.在同样环境条件下,混凝土的水灰比越低和更加密实,氯在混凝土中的浓度(含量)明显降低,并随混凝土深度(厚度)的增加而衰减越快,说明紧密的混凝土再适当增加保护层厚度,对于阻止氯的扩散过程更有效地控制。
图2混凝土厚度与氯扩散量之间的关系图
最大限度地防止混凝土裂缝的产生。2)混凝土的冻融破坏是混凝土耐久性最具代表性的指标。混凝土在正负温交替的环境、水分较多的情况下,会发生冻融循环,造成一定的破坏。因此,混凝土在冻融环境下,耐久性定量化设计如图3所示。
图3混凝土在冻融环境下耐久性定量化设计框图
3)防止碳化引起的钢筋锈蚀。大气中的二氧化碳通过混凝土的孔隙溶解于毛细管的液相,并与水泥水化产生的碱性物质反应,生成中性的碳酸钙,使混凝土
中的碱度降低,在一定的环境条件下导致钢筋脱钝生锈。而且影响开始锈蚀和锈胀开裂时间的许多因素具有很强的随机性和不确知性,耐久性设计就需要一个准确的安全系数,根据土建工程经验可取安全系数1.1~1.2。还要根据设计使用年限,不同环境作用等级按相应的耐久性设计准则选取混凝土强度等级和保护层。
2、针对土建结构工程耐久性不足外部原因的解决方法
1)完善土建结构工程质检环节。编制土建结构工程耐久性设计的技术规范条
文,修订现有规范中对结构耐久性的要求。尽快编制土建结构工程耐久性设计的技术规范条文,修订现有规范中对结构耐久性的要求。要确定的是各类土建结构工程的设计工作寿命,在重点工程的设计文件中应该有使用寿命的要求及论证。可以根据国内外已有的资料和经验,加快编写出相应的设计、施工技术文件以应急需。在质检时,除了制定混凝土强度下限,还要制定强度上限。最好做到不仅监测混凝土的强度,还监测混凝土的密实性,使得土建结构工程的耐久性在起点中开始捉紧。2)施工过程中的严格控制。控制好施工进度,严把质量关,对混凝土的养护要做到时间供给充足,条件把握合理,以减少工程施工过程中对混凝土耐久性的不利影响。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,但没有如何使用规范。3)高度重视在自然环境中的土建工程耐久性。增加在环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑。科学的调节混凝土的成分,采用适合的水泥品种、骨料、外加剂与掺合料进行合理的配比,改善混凝土的性质、提升混凝土的密实性、抗渗性、抗冻性、抗侵蚀能力以及混凝土的抗碳化能力。提高结构构件承载能力的安全设置水准,有利于结构的耐久性与结构使用寿命,也有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御自然灾害的能力。4)研发新技术,使土建结构工程走上可持续发展的道路。积极研发新技术,改变混凝土中各砂石、水泥的比例,有利于增强混凝土的耐久性,同时也减少了水泥、砂石等资源的消耗量,不仅提高了土建结构工程的耐久性,也是其走上了绿色环保的可持续发展道路。
总结语:
面对如何提高土建结构工程的耐久性这一问题上,寻找关键问题,对症下药,才能治标治本。不断地发现研究创新。加强对土建结构工程的耐久性的重视,从质检制度,施工监察,原料调配,自然环境保护,研发新技术上解决问题,提高土建结构工程成为现在社会问题的重中之重。
参考文献:
[1]牟东明.徐洪胜.刘秦生.朱兆国.大跨度预应力混凝土楼盖动力特性实测,2010(02)
[2]陈丽君.浅谈如何提升土建结构工程的耐久性,
[3]刘纪辉.浅谈提高土建结构工程耐久性的措施,
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
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。
参考文献:
[1] 张建华.高层框架结构施工存在的现实问题及控制措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,15(26):1830-1831.
[2] 郭玉阳.试述建筑框架结构设计的原则与方法[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,27(21):507-508.
[3] 龙学彪.浅谈提高土建工程施工质量对策与思考[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,26(12):379-380.
[4] 朱永新,吕宏标.关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].科技咨询导报,2009,16(14):123-124.
[5] 余留军.谈谈钢筋混凝土框架结构施工常见的几个问题[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,36(29):429-430.
[6] 勾向海.房地产建筑框架结构施工质量的控制[J].科技创新与应用,2012(3):183.
【关键词】土建;结构;耐久性
目前,我国绝大多数土建结构都是由混凝土作为材料。因此,混凝土结构的耐久性久而久之就成为了困扰土木基础设施工程的世界性问题,但是从我国的情况来看,直到如今,这个问题都没能引起我国政府主管部门和广大设计师、施工部门的足够重视。长期以来,人们一直认为混凝土是具有很好耐久性的材料。直到 70 年代,发达国家才逐渐发现,原先建成的混凝土结构在一些环境下会出现过早损坏的情况。从这里我们就能够看出,土建结构工程想要在使用期内确保结构,保持正常功能,就必须以耐久性与使用寿命为基础。而目前我国大多数土建结构都是由混凝土建造,因此,混凝土结构的耐久性问题,也就成为了当前困扰我国土建基础设施工程的普遍性问题。
一、土建结构工程耐久性的意义
土建结构工程的耐久性主要是指工程在使用期内保持正常使用功能和使用效果的能力,换句话说,土建结构工程的耐久性直接与工程的使用寿命相关。在实际的情况下,土建工程的耐久性主要受到结构适用性和结构耐久性的影响。目前,我国土建工程往往会出现未达使用期限便过早损坏的现象,其中以工程混凝土开裂、钢筋锈蚀为代表。尤其是海港码头,一般在10年左右,其就会出现混凝土顺筋开裂和剥落等现象,极需修补。除此之外,城市立交桥也常因冬天洒除冰盐及冰冻作用,在短短十几年内就不得不限载、大修或者拆除。而我国铁路隧道由于采用低强度混凝土作为衬砌材料,因此,其密实度和抗渗性就会变得极差,开裂、渗漏严重等现象也就因此而产生。再者,土建工程耐久性除了受到混凝土材质的影响,同时也还会受到维护和修理的影响。因此,定期的检测、正常的使用、环境的选择,都能够对工程耐久性,起到重要作用。但是,从目前的情况来看,面对着土建工程的耐久性问题,相关人士在多数情况下,还是以预防为主要的应对手段。这也要求相关人员在建设初期。就应该对工程进行质量方面的严格把关,这样才能够真正的延长建筑使用寿命,提高其耐久性。
二、强化土建结构工程耐久性的策略
(一)保证合理的维护
笔者认为,想要提高土建结构工程的耐久性,首先就应该保证合理的维护,这也是基于我国大多数土建工程的现实情况所得出的分析结果。我们知道,土建结构主要都是由混凝土构成,而混凝土作为土建结构耐久性分析的重要因素,其不仅仅是我国土建工程施工需要关注的核心问题,同时也是世界各国土建基础施工所关注的问题。而我国建设主管部门经过了对一些基础结构工程的调查,发现,多数工业建筑的大修阶段到来的越来越提前,这是否也预示着我国土建建筑结构的耐久性变得越来越低?特别是对于周边环境相对恶劣下的建筑物来说,其使用寿命甚至缩短到5-10 年,而民用建筑和公共设施的使用寿命虽然较长,但从实际情况来看,其具体的维持年限也远远不及50年前的标准。由此观之,建筑结构耐久性问题已经成为了对国内、国际建筑结构设计中的严峻考验,因此,笔者认为,想要在合理的情况下,提升土建结构工程的耐久性,就必须在实际情况中,保证对建筑合理的维护。这是因为,如果不能够更好的对其进行维护,那么对于建筑工程施工而言,其造成的后期维护管养费用将远远高于建设投资费用,不管从哪一个角度来看,加大对土建结构工程的维护都是势在必行的。
首先,笔者认为,政府部门应该加大维修费用的投入,以此来提高维修人员的工作积极性。其次,对于使用人员而言,其必须与检测人员进行高度配和,共同强化对使用寿命以及结构耐久性概念的认识,在这样的基础上,还需要进行定期的检测和维护。另外,检测人员必须要在操作法规和质量规范的要求下,规范具体管理的体制,并在这样的基础上,更好的借鉴先进国家以及先进地区的管理技术和管理经验,以此来进行建筑的维护。此外,政府还应该逐渐淡化技术规范和法律条文的强制作用,以此来真正的对检测人员进行鼓励,这样,检测人员的技术就有了进步的空间,其也就能更好的投入到工作中去。最后,笔者认为,政府还应该加大对土建工程耐久性的宣传,这样,人们的安全使用意识就能得到提高,居民也就可以更加积极配合维护人员的工作。
(二)制定耐久性标准
制定合理的耐久性标准,这既是必要,也是必然。从世界范围来看,已经有很多国家将其付诸与实际,因此,其结构工程的耐久性也就得到了极大的改善。从我国的具体情况来看,笔者认为,政府应该对土建工程部门进行鼓励,让他们真正能够进行技术的创新。同时,相关人员也应该根据土建工程现行的耐久性设置水准,对其重新进行合理的审视,在收集不同意见、借鉴不同国家标准的基础上,完善规范,实现规范的合理性、科学性以及可操作性。与此同时,对于设计规范,相关人员还应该注意一点,那就是不同地区之间的经济差异和环境差异,只有注意到这一点,才能够对建筑耐久性进行充分考虑。我们知道,建筑的耐久性在一定程度上也要取决于用料的质量以及天气的影响,对其进行了解,这对于工程未来管理维修费用的确定而言,也会起到规范的作用。总而言之,土建工程在进行施工的时候,一定要在施工的每一个环节上严格的把关,在施工的过程中采取过硬的控制质量的措施,另外,相关人员还需要建立对完工后的工程进行检验的制度,并合理的制定耐久性标准。只有存在这一标准,建筑的耐久性才能够得到根本的保证。
结论
综上所述,经过调查可以发现,很多施工单位单纯的追求施工的速度,而忽视了土建工程的耐久性,这就导致了土建工程的质量严重受到影响。据此,本文对相关问题进行了研究,得出结论,保证建筑结构合理的维护,是提升其耐久性的必要措施。
参考文献:
关键词:土构工程 安全性 耐久性
如何提升土建结构工程的安全性与耐久性,是困扰着建设者们的一个长久问题。为了能让土建项目更好的为我国现代化建设服务,适应日趋加快的经济发展,笔者从自身的工作实际提出了一个问题及建议。
1 土建结构工程的安全性
无论是什么项目的建设与施工,其建设与使用的安全性从未被人们忽视过。其结构的安全性更是衡量土建结构工程质量的一个标尺和指标。
1.1 目前我国结构工程设计的安全标准
对于土建结构工程而言,其安全性主要表现在构件和承载能力上,此外还有耐久性和牢固性等方面。但若施工管理人员仔细比较一番的话就很容易发现我国的安全指标在总体上比国外的同类标准要有低。
1.2 对于调整结构安全设置水平的各类建议与意见
我国发生的各类项目安全事故除了因不抗拒的自然灾害带来的破坏外,余下的均是人为因素所造成的。为了规避人为因素而造成的不可逆的后果,许多专家和业内知名人士均对土建结构工程的安全性指标提出意见和建议。我们有理由相信这些意见和建议将会为我国现代化建设奠定下一定的基础,虽然这些意见与建议存在较大的分歧,但同样也可以反映出当代人们思维的活跃性。
2 土建结构工程的耐久性
说到结构工程的耐久性一般人们会把它与建筑使用寿命相联系起来,现在从以下几方面进行简要的分析。
2.1 结构工程耐久性的现实状况
目前我国大多数的土构工程都是由混凝土而造成的,而混凝土的耐久性是让全世界工程师为之头痛的一个问题。这并不是只有我国独有的,但却是在我国表现最为明显的,至今为止,结构工程的耐久性还未能真正得到相关部门的关注与重视。
2.2 正常使用情况下的常见土建结构工程的检测与维护
如何合理的延长结构工程的使用寿命,与合理对其进行检测与维护是分不开的。特别是对处于严酷条件下的基础设施更是如此。为了保证建筑物的安全性与耐久性,在工程结束后定期对其进行相应的检测和养护。但这种情况在我国是极少见的,很多规范与标准缺乏可操作性。只有做好预防工作并通过科学有效的检测手段和养护机制才能在第一时间内发现问题、解决问题。
3 加强技术规范的运用与落实工作
土建结构工程的施工过程不是单纯重复过程,它有极强的个性和变化,每一项土建项目都有着自身的特点。但无论项目怎样的变化,技术的标准化和规定是其标杆,并带有指导性和强制性,但这并不会妨碍到设计人员的创造性。
目前国内的结构项目设计与其它国家相比最大的差距就在于方案上没有太大的创新性和创造性。甚至于相关的标准和规范都趋于法规,极少能够发现可以让项目管理人员灵活运用或另辟蹊径的。甚至于有些条款或规定、标准是落后甚至于无法与当前的施工水平相适应的。这是极不利于我国工程管理人员提高自身水平与能力的,也会与世界先进理念形成南辕北辙的局面。
我国工程事故的不断发生,除了施工企业的管理不善,具体操作人员专业水平低下外与政府职能部门的各项标准不规范、不完备也是有关系的,但这些现象又是在短期内我们无法进行解决的。
我们一方面片面强调规范与标准的重要性,另一方面却没有一个能与其相适应的标准,这不仅仅使企业的质量管理目标越来越重,也会使得职能部门管理越来越混乱,只有制定一系列条款明确,责权明晰的标准与规范才能真正把施工方、建设方、职能部门、普通居民有效的结合在一起。
4 结束语
自建国以来,我国由政府部门负责统一管理土建项目,并负责相关标准与规范的制定与实施。但随着社会的进步,科技的发展。部分标准与规定早已失去了制定时的初衷所以想要真正把房建项目的耐久性和安全性落实到实处,除了施工企业要不断加强自身的施工技能、水平和工艺外。职能部门也要加强监管工作,同时积极参与到相关技术标准的修订与编制过程中去。
参考文献:
[1]杨会胜.浅议土建结构工程的耐久性[J].山西建筑,2007(01).
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钢筋。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、结束语
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) .
【关键词】 土建工程 耐久性
一、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。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。
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。
二、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。
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、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。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等。
4.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。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。
三、做好土建结构工程耐久性与安全性的措施
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。
因此,施工部门在建设过程中,要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。
2.重视土建结构工程的安全性,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。
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。
关键词: 土建结构; 结构工程; 结构安全性; 土建工程;
1、我国结构设计规范的安全设置标准
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)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。
(2)结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工范围,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的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,有一些情况下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。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:
(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绝不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需要调整外,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,据此建成的上百万亿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施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的不断提高,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造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中难以被承认,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
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使用设计规范的适用性提出质疑。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上有不少缺陷,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实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安全问题;现在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。
4、改善我国土建结构工程的安全性的建议
(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,不利于工程寿命和投资效益。
(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,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。
参考文献:
[关键词]混凝土;结构裂缝;支座负筋移位;钢筋
1、混凝土建筑工程结构裂缝的分类与成因
大量研究和工程实践经验表明,混凝土结构物的裂缝是不可避免的。以下主要对裂缝的种类及成因进行论述。
1.1按大小分类
微观裂缝小于0.05mm,数量多,固有裂缝,无害。主要存在于混凝土骨料与水泥的粘结面上和水泥浆中,微观裂缝的存在对混凝土的弹塑性、徐变、强度、变形、结构刚度、化学反应等性能有影响。宏观裂缝大于0.05mm,产生原因多,数量有限,应控制。宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果,混凝土结构中宏观裂缝的存在对混凝土的强度、变形及结构刚度等性能有重要影响,特别是在有水或其他化学物质存在的环境中,应重视该类裂缝的存在。
1.2混凝土建筑工程结构裂缝的成因
产生裂缝的原因很多而且复杂,既有设计因素,又有施工质量和使用不当方面的问题。如何准确地区分裂缝的种类及形成的原因,势必需要全面地掌握相关的判断方法,由现象推理到本质,从产生的根源着手,才能合理而正确地解决裂缝问题,处理好现场状况。
1.2.1混凝土材料引起的裂缝。在湿度低的环境中浇筑的混凝土未进行合理的养护,而在混凝土中水分失去后还未终凝完毕,由于混凝土的收缩,将在混凝土中形成收缩裂缝。
1.2.2材料吊卸引起的裂缝。因施工速度要求,在楼面混凝土强度未达到规定值时,为了满足工期要求,迅速向浇筑完24h左右的楼面堆加上一层施工时所需要的钢筋、模板、施工设备,堆放不均匀或者大量堆放在大开间楼面,引起楼板开裂。
1.2.3预埋管线位置引起开裂。在多根管线集中布设的位置或是直径偏大的管线位置引起大开间楼面开裂。这些裂缝一般是沿着管线的走向形成且平行状分布。
1.2.4温度开裂。在建筑平面长度超过规范允许值而未在设计中采取加强措施时,将在长方向的楼面中间部位的板带中由于温度应力超过混凝土中的拉应力,相应位置的板中将形成温度裂缝,一般垂直于建筑平面的长向。
1.2.5结构平立面严重不规则引起的裂缝。出于功能需要及艺术造型,加上消费群体对建筑美观及样式的不断追求,产生了各种各样的建筑平、立面,在住宅建筑方面形成了跃层、错层及复式户型,在公共建筑方面,上部急剧收进下部大底盘的样式,多塔楼高低相差悬殊的建筑也层出不穷。对结构而言,这类建筑存在以下缺陷:①竖向刚度和质量突变;②平面质心和刚心严重偏离。从而在水平的风荷载和地震作用下,在平面转角部位、上下刚度或质量突变的楼层楼面因应力集中产生裂缝。
1.2.6施工中支座负筋移位引起的裂缝。施工中,由于作业工种多,加上工人技术水平不一,在反复踩踏中,常常使得板或梁支座负筋下沉移位,造成上部受拉钢筋没有得到充分利用,混凝土保护层偏厚,由于混凝土抗拉强度很低,无法承担很大的拉力,从而在支座负筋上部的保护层中产生拉应力超限引起的裂缝。
1.2.7碱集料反应引起的裂缝。由于材料选择不当发生碱集料反应。其特征是混凝土经拌和,水泥中的碱不断溶解,这种碱液与骨料中的活性氧化硅起化学反应,析出胶状的碱――硅胶,从周围介质中吸水膨胀,其体积增大2―3倍,使混凝土体胀裂。
1.2.8钢筋锈蚀引起的裂缝。由于微观裂缝的天然存在,施工时浇筑不够密实,加上水分的入侵以及混凝土材料中氯离子的参与,钢筋将被锈蚀,形成铁锈颗粒而膨胀,引起混凝土裂缝的扩张和保护层的开裂。
1.2.9冻胀引起的裂缝。大气气温下降到0℃以下,吸水饱和的混凝土会发生冻胀现象,混凝土中的游离水结冰而体积增大9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水,在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。冬季施工时预应力孔道灌浆后若不采取保温措施,也可能发生沿管道的冻胀裂缝。
1.2.10不均匀沉降引起的裂缝。由于地基位于不同的地质条件之上,加上建筑不同高度的影响,在高低错落或地质发生变化的位置将由于竖向荷截作用下产生沉降差而可能引起拉应力,当该应力超过混凝土结构的承载力时,将产生不均匀沉降裂缝。
2、混凝土建筑工程结构裂缝的治理策略
通过上述裂缝成因的分析,以下主要从施工角度阐述应对各种裂缝的方法和策略,分别从预防产生裂缝和出现裂缝后的补救问题进行研究。
2.1施工中预防结构裂缝的方法
2.1.1预防材料质量引起的裂缝。材料的选择,对预防裂缝的开展有着重要的影响,因为混凝土主要是由水泥、砂、骨料、水及外加剂混合并经过物理化学反应而形成的一种复合材料。当采用的这些材料不合格或相互之间的比例不协调时,可导致结构出现裂缝。为了防止材料质量引起的裂缝,主要做到以下几点:①严格控制砂石含泥量,当含泥量超过规定时,在降低混凝土的强度和抗渗性的同时,还使混凝土干燥时产生网状裂缝;②严格遵循砂石的级配要求,级配差时,易引起混凝土构件侧面开裂;③采用符合要求的水泥品种,尽量选用高强度的水泥,减少水泥用量,降低混凝土发热量,对大体积混凝土,首选低热的硅酸盐水泥或矿渣水泥;④采用低泥性硅化物质的骨料,因为硅化物质与混凝土的碱性物质相遇,在水的作用下,硅化物生成膨胀的胶质而引起构件的爆裂状裂缝;⑤严格控制拌合用水中氯离子的含量,以免引起钢筋锈蚀而降低构件的刚度;⑥外加剂选用应遵循减小混凝土收缩变形的原则,如采用低碱性的减水剂等。
2.1.2预防材料吊卸堆放引起的裂缝。必须等已浇筑的结构混凝土强度达到规定值后,才可在其上面进行钢筋、模板、设备的堆放。吊装材料时,应轻堆轻放,分散均匀布置。尽量少堆放在大开间楼面上。
2.1.3预防温度裂缝。温度裂缝的形成,除了材料质量因素外,此处主要从施工方法和技术上进行分析。对超长结构,预防混凝土裂缝的措施有:①加强混凝土的养护,特别是在极端环境下,应采用有效的养护方法。如在高温环境时,在结构表面采用蓄水养护或覆盖薄膜(草席)洒水养护,养护时间不宜少于14d;②设置施工后浇带;③设置温度伸缩缝;④设置无缝膨胀加强带,由于建筑功能和工程进度要求,无法设置变形缝和后浇带时,在结构温度应力集中的区域设置膨胀加强带。
2.1.4预防建筑平立面不规则引起的裂缝。由于建筑师或开发商的要求,无法从设计上改变平立面不规则布局时,在施工中,应特别注意加强平面上凸出部位转角位置楼面的施工质量,为防止转角位置出现裂缝,应添加足够数量的抗裂钢筋;对由于立面不规则造成上下部楼层刚度突变,在水平荷载的作用下,刚度突变处上下楼层将出现应力集中,同样应在施工中对这些楼层采取加强措施,如楼板设置双层双向钢筋。特别要保证施工质量,防止楼板支座上部钢筋移位下沉,在浇筑混凝土之前应由专人进行检查。
2.1.5预防不均匀沉降引起的裂缝。由于建筑各部位的高度和使用功能的不同,象大底盘多塔楼结构,容易在使用功能不同或高低塔楼相关部位(未设置沉降缝时)产生裂缝,特别是地质条件差异较大时更易出现。预防措施主要有:①设置沉降缝;②调整施工顺序,先施工塔楼,待塔楼的沉降量趋于稳定时,再施工裙楼部分,可以减少不均匀沉降裂缝的产生。
2.1.6预防钢筋锈蚀引起的裂缝。施工中,应控制混凝土保护层的厚度,不宜过薄或过厚。过薄容易在拉应力的作用下开裂,在空气中H2O和CO2的共同参与下,将引起钢筋锈蚀。过厚,不能充分发挥钢筋的受力性能,引起构件承载力的下降。所以在布置钢筋及模板定位时应准确无误。
2.2混凝土建筑工程结构裂缝的常见补救方法
2.2.1化学灌浆法。化学灌浆法是采用一种化学灌浆料来解决混凝土中贯通的线型渗、漏的裂缝。堵漏时要采取化学灌浆料与快速凝结水泥和无收缩水泥砂浆配合使用,才能真正达到堵漏效果。
2.2.2表面处理法。包括表面涂抹法和表面贴补法。表面涂抹法适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝、麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
2.2.3填充法。用修补材料直接填充裂缝,适应于修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。
2.2.4结构补强法。因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻芯取样试验、压水试验、压气试验等。
通过对混凝土结构裂缝产生的原因进行分析,从施工预防和事后处理两方面较完整地提出了预防裂缝产生的具体方法及对已存在的混凝土裂缝的处理措施,对指导实际工程具有较强的参考意义。
参考文献
[1]龙安,石龙.混凝土工程的施工技术研究[J].时代建筑,2006(3):35-36.
[2]胡晓光,张柱.混凝土工程施工中产生裂缝的成因与对策[J].建筑结构,2005 (5):51-53.
[3]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及案例[M].北京:中国建筑工业出版社,2004,197-204.
【关键词】建筑;土建工程;结构安全性;设计方法
随着科学技术的迅速发展,建筑行业也发生了日新月异的变化,迎来一个又一个机遇期。同时各建筑项目的规模也较之前变得越来越大,由此对工程安全等多个方面产生了很大的影响。如何在这一庞大复杂的作业过程中保证工程的质量和安全就成为一个亟待解决的重要问题,应引起相关工作者的高度重视,在工作中保持高度的责任心,最大限度的降低不安全事故现象的发生。因此,做好土建工程结构设计工作,提高结构安全性对于土建工程建筑的施工和使用具有重要意义。
1土建工程结构的安全性
土木建筑结构的安全性主要指的是避免外界因素对建筑的损伤程度,提高结构的稳定性与安全性。土木建筑结构工程的安全性主要表现在两个层面:其一是土木建筑结构的相关设计标准以及施工流程的选择层面上;其二是建筑物的维修与保养层面。衡量一座建筑物设计结构好坏的标准是看其是否与实际需求相吻合。随着时展的潮流不断涌进,传统的土木建筑结构设计标准已远远不能满足其所需,因此对设计标准进行大胆改革与创新势在必行,要与时俱进,大胆革新。但要注意的是在进行改进设计标准时安全性能仍是一项核心内容,不容忽视。
2建筑土建工程结构安全性的设计方法
2.1 构件承载能力的整体性和安全性设计
在进行建筑土建工程结构安全性设计中应从以下两方面加以重视:(1)对结构所受到的荷载情况进行准确衡量,并采取有效的措施将其控制在一定范围内。(2)要明确负荷载力中的分项吸水与建筑施工材料强度分项系数之间的大小关系。所谓荷载分项主要指的是对工程建筑结构中构件所受到的荷载力大小进行计算,继而与实际构件所能承受的重量进行比较,若小于该承受值则在设计时应想方设法增加荷载力。建筑材料强度系数是衡量工程建筑结构中构件承受力的最为有效的标准。在工程量中所使用的数值大都表现在土建工程结构构件的荷载作用下产生的安全系数,倘若满足该条件则在安全范围内,若不相符合则应采取行之有效的措施加以改进,使其满足相关要求。
2.2 土建工程结构的整体牢固性设计
土建工程结构设计中结构构件需具备一定的承载能力的基础上,工程整体结构的稳定性也是不可或缺的。整体结构的稳定性是指工程结构中一定范围内出现的某种对建筑物造成一定损害的现象,换句话说也就是土建工程结构中出现可能性非常低的因素所致的。我们都知道在土建工程结构中整体结构的稳定性主要借助各部分结构的共同作用而实现的。当遇到地震、爆炸等对建筑物产生极大危害的现象发生时,结构稳定性的重要作用就会发挥出来,它可避免建筑物的损害,降低事故发生的几率。据调查,还存在很多地区地震对建筑物以及人身财产的危害程度非常严重,这种现象与当地房屋建筑整体结构缺乏稳定性之间有着密不可分的联系,从中也充分说明房屋整体结构稳定性在抵抗外界干扰力中发挥着重要作用。
3提高建筑土建工程结构安全性设计控制措施
3.1 选取行之有效的设计标准要求
随着科技发展的步伐不断加快,传统的设计标准理念已远远不能满足社会发展之所需,不管是在技术设计层面上亦或是标准制度上都与实际需求有一定的差距,因此进行设计标准制度的改革与创新至关重要。很多地区已逐渐重视这一问题,采取多种措施鼓励与引导省市地方性编制进一步规范相关标准要求,尤其是对于土建工程稳定性与安全性能上更应加大政策要求,制定出切实可行的设计标准要求。目前虽然各地区对于土建工程方面都已制定了相关要求,但存在不足的是其与当地的经济状况之间存在一定的差异,特别是对于一些岩土性工程方面情况更为严重。针对工程技术性标准的要求愈发严格,相关部门也充分意识到现有的制度标准之间存在一定的偏差,主要表现在以下几个层面:一是工程安全性设置标准较低;二是政府对其过多的干涉。因此相关部门应对现有的标准制度进行不断创新与改进,在改进时要根据当地的发展状况进行切实可行的调整,不断增强技术性标准实质,积极鼓励与支持地方性标准的编制与企业标准的编制。以使其更好的适应当地经济水平的发展,为建筑行业的蓬勃发展做出应有的贡献。
3.2 增强混凝土结构的稳定性
在进行土木建筑工程建设中,混凝土是其中必不可缺的一种材料,然而很多施工人员往往对此并不重视,在选择混凝土时其质量不能进行严格把关,往往只注重混凝土的强度指标而对其他影响因素则不加重视,使得有些厂家有机可趁,在对混凝土制作过程中对水泥强度的要求与标准要求不匹配或者在施工中偷工减料现象时有发生,这使得混凝土的使用性能明显降低。还存在一些施工单位在施工中为了赶工程进度,任意缩短工期,这种行为都是极其不可取的。我们都知道要增强混凝土的耐久性做好后期的保养工作至关重要,相关部门应做好工程的耐久性审查工作,严禁将不合格的混凝土用于施工建设中,以免对人员或者建筑造成一定的损伤。
3.3 改革与创新现有的安全检测措施
在土建工程施工中保证建筑安全得以顺利实施的有效因素在于对安全性检测资料的研究与分析。在房屋建筑的各个环节中,我们经常会遇到各种各样的突发事件,比如房屋出现渗漏现象、裂缝或是变形等情况,当出现问题时作为施工人员首先要保持沉着冷静,然后对突发事件进行细致、全面的分析后继而采取行之有效的措施加以处理。然而在实际施工中常常会由于某种因素的影响像检测设施准确不齐全等,对安全性检测工作的顺利实施造成一定的干扰,因此相关部门在施工开始初期就应做好各项准备工作,对在施工中可能要使用到的设备以及材料等准备齐全,如遇特殊情况发生时应做好全面的分析与诊断,确定问题出处后继而选择有效的解决方案加以处理,将损失降至最低。
4结束语
综上所述,在进行土建工程施工过程中如遇到突发事件时需要相关技术人员对其进行仔细分析后继而开展合理有效的施工,在施工中一定要将安全放在重要位置。随着新技术、新理念的不断涌现,土建工程施工单位要对现有的制定标准进行调整与改进,以使其更好的服务于建筑工程行业,促进土建工程行业持久、健康发展。
参考文献:
[1]盛春雷,张新忠.浅谈土木工程的施工管理[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2014,(03):264-267.: