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大多數土建結構由混凝土建造.混凝土結構的耐久性是當前結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,加大耐久性研究工作是今后的發展方向,重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。
長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到20世紀70年代末期,發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程在一些環境下出現過早損壞。我國建設部于80年代一項調查表明,國內大多數工業建筑物在使用25-30年后即需大修,處于嚴酷環境下的建筑物使用壽命僅15-20年。民用建筑和公共建筑的使用環境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30年~40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂。耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結構在浪濺區仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3cm~4cm厚的保護層厚度。有專家估計,我國基礎設施工程建設的還可延續20年,但由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將數倍于當初這些工程施工建設時的投資。
二、我國土建結構工程的耐久性主要存在的問題及原因
(一)我國土建結構工程的耐久性的問題
①我國工程設計人員和項目管理人員對土建結構工程的安全性與耐久性尚未引起足夠重視,尤其是系統安全管理觀尚未形成,由于人為差錯或人為錯誤導致的違反強制性詳規的結構安全問題時有發生,直接影響結構的安全性和耐久性,甚至危及人們的生命財產安全;
②我國土建結構工程抵御地震、火災作用的設計要求相對而言偏低,而且抵抗其他災害的設計要求偏少甚至沒有。存在著較大的結構安全隱患;
③我國現行的設計規范基本上只考慮到結構在使用期間的承載力極限狀態,而國外則著重考慮結構經濟合理的使用壽命;
④設計單位出的施工圖一般并不考慮施工方法,而施工單位一般又不掌握設計計算書,因此施工過程中遇到的一些具體問題只能由施工現場的技術人員根據經驗決定,缺乏科學的理論依據。
(二)使土建結構混凝土耐久性問題進一步加劇的原因
①由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成分比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。
②工程施工單位不適當地加快施工進度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質量尤其需要足夠的施工養護期加以保證,早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上加大宣傳的所謂幾個月就修成一條大路,建成一座大橋,或蓋成一棟高樓的工程及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規定施工期的在國外要被處罰,因為意味著工程質量有遭受到損害的可能。
③環保力度不足導致的環境不斷惡化,如廢氣、酸雨(我國的酸雨面積已超過國土的30%),也是導致混凝土不耐久的重要原因。
三、對提高土建工程的耐久性的幾點看法
(一)編寫出相應的設計施工技術文件,另一方面則要安排系統的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一。混凝土的耐久性研究牽扯到原材料和環境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果。
(二)混凝土結構的耐久性是可持續發展的需要。要提高高性能混凝土的占有量,減少水泥用量。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,我國現在每年生產5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節約材料,而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應環境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環境中的橋梁至少應有150年。
(三)土木結構工程使用階段的正常檢測與維護結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國目前有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范.有些國家對于結構損壞可能影響公眾安全的建筑物與橋梁、隧道等公共工程,規定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求.我國由于施工管理水平和工程操作人員素質與國外相比有差距,質量控制與質量保證制度不夠健全,規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建或在建的工程中往往存在一些隱患,所以更有必要從法律上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求.對于土建結構工程的安全、質量問題,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定,但是這種要求執行起來缺乏可操作性.要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發現問題。
(四)完善技術標準體系與管理體制,發揮學會、協會在技術標準編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術規范條文的強制性質;鼓勵編制地方性規范(標準)和企業標準,適應不同地區在環境地質和經濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創新和技術進步。
總之,土木工程結構的安全性與耐久性一直是設計者與使用者非常關注的問題,關系到安全與經濟的協調、基礎設施的投資,并與國家現行政策、法規以及未來的經濟發展息息相關,是一個復雜的系統工程問題。筆者認為,在國家有關可靠性設計統一標準的基礎上,運用可靠性研究的新技術理論,并且結合結構耐久性方面的研究,適當提高土建結構設計的安全水準、結構耐久性和使用壽命,就能夠使工程結構的可靠性和耐久性,更好的適應我國現代化建設的需求,適應經濟市場的需求。
參考文獻:
[1]馬志華,土建工程的耐久性分析,建筑工程
[2]楊會勝,淺議土建結構工程的耐久性,山西建筑
[3]周琴,土建工程結構安全性與耐久性設計[A],工程技術
關鍵詞:土建結構工程;耐久性。
土建結構工程的耐久性問題是一個比較新興的話題,在近幾年越來越引起了人們的關注和重視。這種問題的出現也沒有引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視,所以本文有必要來探討一下這個問題。混凝土的土建結構工程是人們往往使用的人工石材,也具有經久耐用的特點。混凝土的結構往往因為鋼筋銹蝕或是混凝土被侵蝕而導致了眾多結構安全事件,嚴重程度已經遠遠超出我們的想象。
土建結構工程耐久性方面出現的問題
土建結構工程技術施工人員在耐久性方面缺乏新依據。
土建結構工程技術施工人員在耐久性方面缺乏新依據,很多技術規范條文沒有進行更新和修改,導致原來的破壞耐久性的條款依舊存在,對于工程的結構的牢固和使用壽命造成危害。混凝土在工程耐久性方面起著良好的作用,但是有條文規定,混凝土中合理添加粉煤灰、礦渣等框無摻合料是重要的技術手段,國外一些規范甚至明文規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,加了粉煤灰摻合料的混凝土,在耐久性方面肯定要比沒有加摻合料的混凝土要弱一些,但是以前的條文仍然沒有修改這一條對耐久性有害的條款,導致了現在很多土建結構工程耐久性不強。
(二)一些施工企業刻意追求施工進度
一些施工單位為了自身企業的形象工程,刻意地提高工程的施工速度,最大限度地提前竣工日期,為的是賺取更多的利潤,進度加大了,勢必會引起一些質量上的問題,比如土建結構工程耐久性能大大降低,混凝土質量不高,摻有大量摻合料,影響建筑工程質量。混凝土的耐久性質量需要足夠的施工養護期加以保證,刻意地追求進度有損于工程的使用壽命。如果沒有保證足夠的施工養護期,就會給工程使用壽命帶來嚴重的影響。再有就是一些大路和大橋,還有一些政府部門的工程,由于涉及到一些搶工獻禮工程,所以導致混凝土沒有到養護期就竣工,造成短命工程的加劇。
(三)環境問題導致的耐久性不強
由環境問題導致的耐久性不強也是一項重要的影響因素。由于長年人類的工業活動導致了環境持續地惡化,再加上環保力度不足,所以造成了廢棄和酸雨災害,廢棄的氣體排放和固體廢棄物堆積,再加上酸雨的常年侵蝕,造成了工程耐久性下降,也是很正常的原因。我國土建結構的設計和施工規范,應重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用下的耐久性的要求則相對考慮得較少。在這里,環境因素的作用主要包括大氣侵蝕如凍融和干濕,和附著在工程周邊的水土中的有害化學介質的侵蝕,即自然因素和人為因素兩方面。這些都是導致了工程耐久性不高。
二、如何解決土建結構工程的耐久性的不足
(一)加快編寫相應的設計和施工技術文件
完善技術標準體系與管理體制,發揮學會、協會在技術標準編制、修訂和管理中的作用,逐步淡化技術規范條文的強制性質,鼓勵編制地方性規范(標準)和企業標準,以適應不同地區在環境地質和經濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創新和技術進步。這類文件對于解決工程耐久性具有十分重要的意義,確定了合理有效的設計和施工技術文件,施工人員按照相關的規定和文件進行施工,遵守保持土建結構工程的耐久性的相關方案,施工企業領導定期進行巡查,相關的監理單位對于工程進行全程監督,這樣才能保證工程按照正確的方案和思路來進行,才能達到令人滿意的后果,有些有著正確思路的施工人員施工起來才不會違背自己的思路、接受明明不正確的文件所導致的不良后果和抱怨,是施工人員更加有干勁、有熱情。
(二)加強相關部門的管理
橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失,并將給生產和公眾生活帶來長期困擾,建議主管土建工程設計標準的部門能對工程的耐久性要求做重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節和論證;建議有關部門能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持,并為在近期內編訂有關法規和標準給以立項和資助。建議我國住房與城鄉建設部和交通運輸部這些對土建工程設計標準有主管權限的相關部門,應該對工程的耐久性進行重點審查,查看工程設計當中涉及到工程最低使用壽命的問題,要重點明確其標準和要求,進行重點核查。重點工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的說明章節和論證。
(三)定期檢測和維護
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能還包括結構的安全性和適用性,并且較多地體現在適用性上,為了保證結構的耐久性,土建工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。許多國家對由于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物、橋梁和隧道等公共工程,強制規定必須定期檢測,即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。然后,我國雖有結構工程的設計規范和施工規范,卻沒有各類結構工程的使用規范。這一點,在第一項措施里已經介紹過了。
(四)加強施工人員的工作素養
【關鍵詞】土建結構;土木工程;安全性
【中圖分類號】TU968 【文獻標識碼】【文章編號】1674-3954(2011)03-0181-01
土建結構的安全性就是指防止破壞倒塌的一種能力,它也是結構工程非常重要的質量標準,而結構工程的安全性也是主要由于施工的水平和結構的設計,并且與結構的正確維護、檢測有關,這些又與土建工程法規和技術標準合理設置及運用有相當的關聯性。
一、我國結構設計規范的安全設置
1、我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數,后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數,體現了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數,體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大,表明安全度越高。
2、結構的整體牢固性
不但結構構件要有很好的承載能力,而且結構物還要有整體的牢固性。結構的整體牢固性主要是指結構出現局部損壞,但不至于導致大范圍倒塌的能力,換一種說法講是結構能適應與其不相稱的破壞。結構的整體牢固性主要是依靠結構優良的延性和必要的冗余度,用來預防地震、爆炸、火災等自然災害或人為差錯導致的巨大災難,盡量減輕災害所造成的損失。
3、結構的整體安全性
我國土建結構的設計與施工的規范主要放在各種荷載作用下的結構強度上了,只考慮工程的耐久性,而對環境耐久性如干濕、凍融等大氣侵蝕的考慮有著嚴重的不足。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故的危害很嚴重,其嚴重程度早已超過了因結構構件承載力安全水準設置偏低所造成的危害,這是應該被重視的的問題,有關部門也制定規范規定于安全性相關的要求,例如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級等,但是都顯著低于國外的相關規范。它損害了結構的承載力的安全性,從某種程度上提高結構構件的承載能力的安全設置水準也是對結構的耐久性與結構的使用壽命很有宜的。
二、調整結構安全設置水準的見解
在我國的結構設計規范中,關于結構的安全設置水準是比較弱勢的,這和我國的長期處于經濟短缺以及計劃體制不完善的情況有一定的關系的。在當時的歷史條件下,較低的土建結構的安全水準是完全可以滿足生產和生活的需求,并且在一段相當長的時間里也接受了一些考驗,這些情況下的結構承載力可以承受外界的壓力和我國土建科技人員的巨大努力是分不開的;因安全儲備比較低,所以對于外界破壞力的抵御能力是有限的,出現質量問題的現象也是正常的。如果能適當的提高安全設置水準,那么就會減少事故的發生頻率以及提高工程的抗御災害的能力。在我國,發生過許多的工程安全事故都是由于在管理上出現腐敗,用假冒偽劣產品,材料不合格以及管理人員的素質太差造成的。現在提出的新審視結構的安全設置水準,最主要的是基于客觀的形勢變化。由于我們從事的基礎設施建設是為了以后的現代化奠定基礎,要求能滿足今后幾十年甚至上百年的人們的生產生活水平發展需要,成為標志性的建筑。
三、提高土建結構工程安全性的措施
1、加強新技術的推廣
在土建結構的危害中,我們可以總結為以下幾個方面的危害:裂縫、鹽凍、滲漏和侵蝕,在這其中最影響安全性和使用性的就是裂縫,在一些安全的檢測中,可以應用探測的方式去確定裂縫的病害,在傳統的探測方法中,我們可以使用的是超聲波法和聲波等,在土建結構的強度檢測上,我們主要應用的方法是回彈法、超聲回彈綜合法以及射線法等,我們可以利用這種檢測來反映土建結構的表層強度等級。在一些安全檢測中,我們可以用取芯法來對其他的強度測試方法進行校正,在土建結構的內部,對缺陷檢測主要是采用超聲波法和射線法,應用超聲波法進行檢測時要求兩個被測物有兩個相對臨界面,而且對于他們的穿透深度也是有限制的,于此同時,還會受到結構物材料中的鋼筋和含水量的影響;應用射線法時,它的現場測試難度也是非常大的,并且對測試者也有輻射。
2、應用合理的技術規范
在土建結構的規范標準下,想要擺脫計劃經濟年代的一些遺留問題,就要求我們對于規范進行合理的編制和改進,不要去強求統一,以免使得一些個性化的東西減少,同時導致缺乏實事求是的靈活性的優點。我們要提倡各個省市對于規范進行地方性的編制,在工程的安全性和耐久性標準上可以有不同的設置水準。假使全國性的規范制定的越是詳細訂就會使得一些地方性的適用性變得越差,不僅會造成規范的使用混亂,還可能造成建筑規范的使用本末倒置,起到相反的作用。在技術的標準中,我們的強制性越強就會導致相關部門承擔的責任越大,對于具體的技術承擔的責任越重,這樣對于政府部門的職責是不公平的。我國幅員廣闊,各地經濟發展很不平衡,技術力量懸殊,環境條件各異,客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規范的指導下,根據工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規范標準上,要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。
3、開展安全監測設施的更新和改造
分析建筑物工作性態、保障工程安全運行的一個重要的依據就是安全監測資料。當建筑物出現變形、位移和裂縫時,我們就可以依靠原型觀測資料去評價這個建筑物的安全性,目前,大多數地區都是以效應量的變化趨勢去作為評估的依據。但是,由于各種原因,在中小型的水工混凝土建筑物中,這樣的觀測設施還是比較缺乏的,有些地方甚至是沒有監測設施的,這就會導致在安全檢測和評估分析時,我們只能靠一些有經驗的專業人員和專家去進行現場的檢查,然后才對照規范去開展復核和計算,最后根據類似的工程去開展安全性的評價。從安全性的評價復雜性可以看出,我們可以采用觀測資料和現場檢測相結合的分析方法去進行評估,爭取全面的、正確的去評價一個建筑物的安全狀況。所以,對于開展安全監測設施的先進化程度是有必要的。
總結、隨著我國規范的可靠度設計方法進一步的發展,結構的牢固性與安全性的不斷加強,新技術的推廣,安全監測設施的更新和改造,我們的建筑會越來越堅固的。
參考文獻:
[1]史訓章.談土建結構的安全性的不同意見[J].城市建設與商業網點,2009.
對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規范低得多。
1、構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規范規定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤),而美、英則為2405H250公斤;2)規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數,后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數,體現了安全儲備的需要-而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數,體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大,表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載(如結構自重)的分項系數分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.75N.4,英國1.6和1.4;這樣根據我國規范設計辦公樓時,所依據的樓層設計荷載(荷載標準值與荷載分項系數的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數有關)卻要比英美規范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(我國規范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數均規定較低,盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設計墨守陳規,在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創新。
2、結構的整體牢固性
除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力,或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的廷性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,競導致整棟樓的連續倒塌,也是房屋設計牢固性不足的表現。
3、結構的耐久安全性
我國土建結構的設計與施工規范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用(如干溫、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一{提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
二、調整結構安全設置水準的不同見解
我國結構設計規范的安全設置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是,能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求,而且已歷經了較長時間的考驗,這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調整外,總體上不必變動。
2)認為我國規范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規范有關規定,即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用,表明這些規范規定的水準仍然適用;但是理想的“三正常”很難傲到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要,在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發展中國家。
關鍵詞:土建工程;框架結構;結構施工
中圖分類號:TU323.5 文獻標識碼:A 文章編號:
1、土建工程框架施工的特點
近年來,由于我國城市化進程不斷加快,土建工程項目日益增多,工程質量的控制問題更應該加以重視。在土建工程當中,框架結構是一種主要結構,被應用的范圍也比較廣。該結構具有許多優點,如防震性良好、整體性較高以及安全性較好。與此同時,建筑的構件還需要承受地震載荷以及風載荷等荷載,而且這些載荷都屬于非線性的豎向分布載荷,而且對建筑高度的敏感程度較高。以地震載荷為例,就層數較低的建筑而言,考慮這些建筑的荷載時一般只需要考慮恒定載荷以及部分動載荷,而對于建筑物的墻體、柱體以及樓梯等結構,一般不會予以嚴格控制,其他構件滿足設計要求之后,對應的這些構件也都達到了設計要求。同時,對于現代化的鋼架支撐系統,在設計的過程中在沒有提出特殊承載要求的時候,不需要對柱體以及梁的尺寸加大,只需要增加板就能達到對應的要求。但是,對于高層建筑,解決上述問題還不夠,首先要解決的問題除了抗剪問題之外,還需要考慮抵抗變形以及抵抗力矩的問題。部分高層建筑的柱體、梁、墻體以及樓板在設計過程中經常需要考慮到結構的具體布置、特殊材料的使用,這樣才能很好的抵抗較大的變形以及較大的側向載荷。
2、對框架結構進行施工的過程中出現的問題
2.1 對模板進行施工時,容易出現的問題
在對模板進行施工時,容易出現的問題包括以下幾個方面。第一,在進行技術交底時,沒有明確相關施工工作,致使在拼裝模板時出現了組合上的偏差。第二,在測量軸線的過程中,由于放線問題,導致測量結果出現誤差,再加上沒有將模板根部支撐牢固,導致在安裝時出現偏位現象,或者在支撐時,沒有控制好垂直度。第三,在安裝模板時,使用木楔、拉螺栓以及頂撐的方法不正確,造成安裝之后的模板中軸線出現偏位現象。第四,在澆筑混凝土的過程中,下料工作沒有實現均勻對稱,致使側壓力的產生,從而對模板造成擠壓。
2.2 對梁柱進行施工時,容易出現的問題
梁柱是框架結構的重要部分,其施工工藝較為復雜,施工難度大。筆者在實踐中發現,對梁柱進行施工時,容易出現的問題如下。在綁扎節點鋼筋時,沒有運用正確的方法,對框架結構質量以及整個工程施工的安全造成嚴重影響。在節點內部綁扎箍筋的工作存在一定的難度,部分施工人員為了減少操作步驟,而不按照相關規范組合箍筋,例如組合箍筋,或將開口箍筋運用在整根梁柱的節點區域。以上兩種做法與技術要求完全不相符合,也會給施工質量帶來缺陷。
2.3鋼筋工程施工中存在的主要問題
框架結構的施工,鋼筋是主要的施工材料,其施工質量直接影響整個工程的質量,實際中存在的質量問題較多,主要包括:選擇的焊條規格、型號不對;鋼筋焊接接頭存在偏心彎折問題;箍筋具體尺寸不能滿足要求等。在框架施工的過程中,這些問題都需要予以妥善解決,否則將對框架整體質量造成影響。而在鋼筋加工完成之后,在鋼筋的板扎以及成品的保護過程中存在對應的質量問題,諸如鋼筋的類型和數量等沒有達到要求、鋼筋墊塊不充分或者是沒有提前穩固,一旦在對鋼筋驗收通過之后將造成后續施工的質量問題,諸如混凝土澆筑移位等,將造成實際施工材料的尺寸與設計尺寸存在偏差的問題,對建筑框架的整體結構安全性造成影響。同時,在對鋼筋結構進行再焊接的過程中,對框架結構的整體形狀等都會造成改變,給框架整體施工質量造成影響。
3、完善土建工程框架結構的施工措施分析
3.1 完善模板施工的措施分析
要保證框架結構當中的構件尺寸以及不同構件的相互位置與設計要求相符,并使土建工程具有足夠的防震以及抗震能力,則應做好模板的施工工作。相關研究發現,框架結構質量在很大程度上受到模板施工質量的影響。在對模板進行施工時,要做好技術交底工作;并嚴格按照設計圖布置預埋件、軸線位置以及預留孔洞的位置等。在測量放線時,應驗收其測量質量,并確認其測量結果合格之后,才能進行下一步的支模工作。必須采取可靠的措施對模板頂
部以及根部進行限位,例如,可以將短鋼筋預埋到混凝土當中,以便能夠有效支撐模板。在支模的過程中,為了確保模板的豎向位置以及水平位置符合相關要求,要根據框架結構當中混凝土所具有的特性,設計出模板,從而確保模板的穩定性、剛度以及強度能夠符合土建工程的設計要求。在澆筑混凝土之前,要認真檢查螺栓、支架以及中軸線是否與標準相符;如發現問題,則要及時處理。模板在拆除的過程中要保證按照一定的順序進行,一般是在后續支立的先拆,而最先支立的則最后拆;不承重、少承重的先拆,承重、承重大的最后拆掉;支撐部分先拆,方木模板最后拆。同時還應該將拆下的東西及時的運到安全場所,防止造成不必要的傷害和損失。
3.2 完善梁柱施工的措施分析
因為在對梁柱節點進行施工的過程中,容易出現鋼筋綁扎錯誤方面的問題。所以應采用正確的方法來綁扎箍筋。筆者在實踐中發現,只有做好以下工作,才能保證節點的施工質量。在對土建工程進行施工之前,應對工藝流程進行具體的劃分,并將工作順序安排好,使鋼筋工與木工實現相互配合。在對梁柱進行施工時,應采用分段的方法綁扎箍筋。分段施工工藝的具體操作步驟如下。先將框架梁下方的柱箍綁扎好,隨后將柱模安裝好,安裝好之后,便可以進行澆灌柱砼。將柱模拆除后,安裝好梁底模,隨后將梁底筋安放在梁底模當中,同時將節點箍筋綁扎好,最后將定位箍筋加裝于綁扎好的鋼筋上。采用以上方法進行施工,需要增設腳手架。如工程樓板底模的頂撐是鋼管,則可以先將頂撐架搭建好,并利用頂撐架來綁扎節點鋼筋。在框架結構當中,應控制好梁柱的施工技術,保證其施工質量可以達到相關標準,避免留下安全隱患;并提高土建工程的抗震能力。
3.3 框架結構當中混凝土的施工措施分析
在對土建工程的地下室進行施工時,應注意控制好框架結構地下室的墻體的澆筑質量。在首次進行澆筑時,應注意將施工縫留下。隨后在施工縫當中填充石子砂漿,在填充工作完成之后,則可以進行分層振搗以及澆筑工作。在澆筑地下室的墻體時,應對其澆筑厚度進行控制。通常情況下,將振搗棒所具有的長度作為澆筑厚度的標準。在進行振搗時,應確保混凝土能夠密實結合。如振搗部位的鋼筋較為密集,則應采用直徑較小的振搗棒。在澆筑框架結構柱以及地下室的墻體時,要采用分段澆筑的方法,下料點應分散布置,以確保循環施工與連續施工,使堆料高度低于1 m。在下灰時,為了預防洞口出現變形現象,應同步進行振搗。在澆筑墻體以及結構柱的混凝土之前,應將其底部軟弱層清除;在填充底部時運用水泥砂漿,確保其填充的厚度在0.5 m至1 m之間,從而預防底部的混凝土出現爛根現象。在對梁板進行施工時,應同時澆筑混凝土。在結構梁的施工工作中,應采用快插慢拔的方式進行振搗,以保障其施工質量。在對梁板進行振搗時,宜采用平板振搗器,在振搗過程中,應注意使板平面保持足夠的平整度。
結語
綜上所述,框架結構是土建工程當中的一種常用結構,框架結構具有安全性較好、整體性較高以及防震性良好的優點。但是將框架結構運用于土建工程中,需要控制好施工技術,以免出現施工問題,對工程質量造成不良影響。筆者相信,施工技術的不斷完善,必將使土建工程質量得到有效的提高。
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