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1.1變電站地址選擇方面的問題

變電站土建工程是工程特殊復雜，變電站內運用到高電壓、大電流的電器設備，內部結構復雜，并且各電路系統之間相互交織，不良的氣候條件和自然災害的出現和發生，比如冰凍、洪澇、特大暴雨、風雪、地震以及雷電等，極易損壞電氣設備，造成電路系統短路，導致火災或爆炸等嚴重安全事故。與此同時，設備使用和運行過程中產生的噪音等形成噪聲污染，影響周圍人民的日常生活，在實際施工過程中，如果變電站選址不當，選擇低洼或暴雨雷電頻發區域，會引發上述問題，影響變電站的安全可靠性，造成經濟損失。因此，變電站地址的選擇至關重要，然而在一些變電站土建結構設計中，由于土建結構設計人員不重視變電站選址，在選址前未進行縝密調查，致使變電站選址不合理，成為土建結構設計中的凸顯問題之一。

1.2土建結構穩定性和安全性方面的問題

變電站內部使用電氣設備眾多，且結構復雜，電氣設備的工作環境也不同，安全性成為變電站土建工程設計中的重要問題。

1.2.1荷載設計方面存在的問題

荷載的設計值取值是永久組合值的1.5倍，但設計師通常混淆設計值與永久組合值，錯誤使用。當地基變形未超出設計值時，即被視為不滿足設計要求，就需要增加基礎底面積和深度，浪費工程材料。設計師在進行結構設計時，誤認為屋面全跨布置產生最大內力，忽視半跨式設計的可荷載更大這一特點，進而影響結構的穩定性。變電站中存在大量的建筑結構，其使用性能關系到建筑的整體質量，是變電站重要的組成部分，如果建筑基礎不牢固，土建結構設計不當，將會降低建筑結構穩定性和耐久性，縮減建筑本身使用壽命，影響變電站的正常運行，變電站內部使用的電氣設備對工作環境要求不同，如果土建設計人員在設計變電站的主體建筑結構時，對潛在安全問題不采取相應的預防措施，會影響變電站的正常供電，甚至威脅生命安全。

1.2.2建筑物結構質量不合標準

變電站是電能供應的基礎設施河核心部分，在變電站土建過程中，應高度重視土建結構的安全性、穩定性和耐久性，進行變電站建設時，如果選用的建筑構件質量不附和標準，變電站選址時地基不牢固，建設時為減少工程量加快施工進度，未將地基夯實，地基建筑面積未達到標準規范要求，就忙于施工，都會導致建筑物的結構性能差，安全性和穩定性降低，影響變電站安全性及使用壽命。

1.3站內整體布局方面的問題

1.3.1設計圖紙方面存在的問題

土建結構設計圖紙是土建結構施工的重要參考依據，是整個土建結構施工中的重要一方面，如果結構設計圖紙中存在較突出的設計缺陷和問題，尤其是設計圖紙的科學規范性和標準化方面，將會對后續的施工建設產生錯誤的指導，造成施工干擾和困難。

1.3.2尺寸設計存在的問題

針對變電站土建結構設計工作，具體的構件尺寸設計方面存在諸多較為突出問題，特別是設計室外變配電構架中所使用的鋼結構構件厚度時，設計人員缺乏專業經驗，忽視節點構造需求和結構厚度的重要性，只單一依據強度以及穩定性計算數據進行設計，或者為謀求更高的利潤，追求利益最大化，而選用厚度不足的設計模式，如果在后期使用中設計的相對應構件厚度不能滿足構造應用的需求，就會產生一些安全隱患，影響整體土建結構設計效果以及安全穩定性。

1.3.3保護層厚度設計不合理

目前大量變電站存在內部布局不合理的問題，變電站除建筑整體結構外，還使用大量的電氣設備，而絕大多數電氣設備對安裝環境都有較高要求，站內建筑平面布局的不合理直接影響電氣設備的安全穩定。部分土建結構設計人員在具體設計過程中，未能充分考慮電氣設備安裝方面的注意事項，導致建筑結構與電氣安裝工程發生沖突，部分設計人員在設計過程中忽視細節問題，例如通風口直徑過大且未設置防護網，為設備運行設下了潛在的安全隱患。

1.3.4間距設計

土建結構設計中，對于伸縮縫間距設計爭議頗大，按照設計規范標準，要求如果屋面不進行隔熱層設計，應確保間距不超過0.5m，由于施工材料與結構會隨溫差的變化發生伸縮，加之設計人員未嚴格按照相關設計要求標準進行伸縮縫間距設計，導致目前很多建筑即使設置伸縮縫，仍存在溫度裂縫現象。

2針對現階段建設設計問題的解決措施

2.1土建結構設計前進行可行性研究

由于變電站土建工程周期長，使用設備數量種類多，參與人員眾多，在前期調研時，應對變電站選址、電網規劃、供電需求、人員流動等進行綜合分析，搜集變電站選址處的地質資料，對地質狀況、承載能力和環境進行實際勘察，為變電站土結構設計提供可靠依據。依據變電站的選站位置、建站面積等因素及當地政府的審查批復意見，科學論證變電站土建結構設計，確保設計的可行性。

2.2合理精確進行變電站選址

進行變電站土建結構設計時，變電站選址涉及變電站的正常穩定運行及高效利用，在確保選址方案科學合理、具有可行性的前提下，還應充分考慮以下要素。

2.2.1確保周圍環境

變電站選址應盡可能選擇在周圍環境良好的地區，選在負荷中心，盡可能建設在進出線走廊，以便于變電站與周圍環境相協調，交通便捷，便于工作及運輸人員的正常工作。選址區域最好在開闊、平坦及居民區較少的區域，能夠對噪音有一定緩沖的地方，最大限度減少因設備運行產生的噪音對周圍居民的影響。如選址區域整體環境較差，應在上風位建設變電站，降低周圍不良環境對變電站的影響。

2.2.2地質條件的選擇

我國地質結構復雜，地形地貌多樣，影響變電站土建施工，所以變電站進行選址時要充分考慮工程所在地的實際地質情況，尤其是要避免風口、斷層、滑坡、塌陷等自然災害高發區域，避開山坡，降低因滑坡和滾石對站內電氣設備的損壞，變電站站址最好選擇在高地勢處，避免因洪水堆積低洼區域造成影響，確保變電站充分的發揮作用。

2.2.3遵循電氣設備及線纜進出線的規范和用地原則

變電站地址應在負荷中心較近處，且與工程所在地城鄉規劃相協調，在比較開闊的區域設置進出線走廊應，以便于電纜埋設及進出線架空。在不影響變電站正常建設的前提下，要嚴格遵循節約用地原則，減少土地占用，節約經濟支出。

2.3優化結構荷載取值

在進行土建工程結構設計時，荷載取值實際設計過程中，設計人員需要綜合考慮全跨布置的取值范圍和半跨式結構可能承受的應力范圍，以最危險狀況下的極值來設計，從而確保土建結構的穩定性。此外，在分析設計積雪荷載時，應分別對全跨和半跨情形進行分析，半跨式對積雪均勻的不同情況進行分析，全跨式需分析均勻與不均勻分布產生的影響，以確保屋面結構的安全性。

2.4重視設計安全性

變電站土建設計要從多角度出發，充分考慮建筑結構壽命和周期，做好建筑設計安全措施，進行科學的預測和分析，按照變電室安全標準，科學設計配電室穿墻套管與地面之間的距離，同時還應考慮變電站內部建筑物的實用性，多將休息室與主控室臨近設計，根據實際需求在配電室與主控室之間設置外開門，預防火災發生時及時疏散人員得到，接近主變側留門窗滿足防火標準，使變電站質量達到合格的水平，嚴重杜絕安全隱患。

2.5重視工程建設質量

針對工程建設中的質量問題必須高度重視，變電站土建設計人員首先應從思想上提高對施工質量重要性的認識，增強責任意識，樹立安全意識，著眼于工程的安全性和耐久性，通過科學分析、精確的理論計算及實驗檢驗，進行建筑結構設計，確立科學合理的結構體系，延長變電站的使用周期到規定的使用壽命之上。

3結語

綜上所述，變電站工程項目隨著我國電網規模的擴大而與日俱增，變電站土建設計涉及整個工程的質量、安全性及可靠運行性，潛在安全隱患影響正常電能的供應和使用，阻礙正常生活生產的和經濟運行，威脅工作和使用生命安全，必須足夠重視土建結構設計，結合土建設計理論與實際工作，分析和研究變電站土建設計中常遇到的問題，制定科學合理的設計方案，提高施工質量，從根本上消除變電站土建工程中現存的以及潛在的各種問題和安全隱患，推動我國變電站土建設計工作迅速長遠發展。

作者:曾柯 單位:四川電力設計咨詢有限責任公司

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2.1把握側向力在混凝土結構設計過程中，側向力對建筑物結構的形變、內力有直接影響，同時與建筑項目的工程造價密切相關。側向力主要是指水平地震作用以及風的作用，不管是高層還是低層建筑，都需要承受自重、雪載等垂直荷載的作用，并且需要承受風力、地震等水平力。對于低層混凝土結構，其在水平荷載的影響下位移以及內力較小，這個時候幾乎可以忽略不計。而在多層建筑結構中，由于受到的水平荷載作用逐漸增強，這個時候水平荷載等就成為最重要的影響因素之一，需要作為主要控制點。

2.2要求較好的延性與低層建筑相比，高層建筑的內部結構更為柔和，在地震等水平力的作用下變形更大。建筑物的抗震能力與建筑結構的變形能力以及承載力這兩個因素密切相關。在進入塑形階段后，為了保障建筑物具有較好的變形能力，避免高層建筑在大的地震中倒塌，就需要在符合混凝土結構剛性的前提下，運用科學合理的混凝土設計理念，并通過完善的構造措施，來提高整個建筑結構的變形能力，尤其需要注意建筑物的薄弱部位，保障整個結構有很好的延性。因此，在混凝土結構設計時應該綜合考慮多方面的因素，保障設計的科學合理，讓其具有良好的強度以及延性。

2.3要求合適的剛度目前高層建筑越來越多，隨著高度的增加建筑物的側向位移也將逐漸增加。因此，在高層建筑的混凝土結構設計過程中，不僅需要保障混凝土結構良好的強度，也應該保障其具有合適的剛度，混凝土結構的自振頻率等應該符合要求，在水平力的作用下結構的層位移也應該控制在適宜的范圍內。

2.4整體性原則建筑結構混凝土的總體設計原則，就是要求建筑物的每個組成部分形成一個整體，并對整體的結構以及功能等進行全面分析研究，保障整體與部分之間相互制約、相互依存，進而實現建筑結構系統的正常運作。

3建筑結構混凝土設計的關鍵點

3.1混凝土結構的耐久性設計混凝土自身的質量與混凝土結構的耐久性有直接關系，在設計過程中改變混凝土的密度，并對混凝土的滲透壓等進行調節，就可以有效減緩混凝土被侵蝕的速度，同時混凝土的耐久性與混凝土的水灰比、強度等級等因素也有關系。在混凝土的實際應用中，氯離子對其中的鋼材具有很強的腐蝕性，因此應該根據工程所處環境的不同，注意控制環境中氯離子的濃度。同時由于混凝土中含有大量堿性骨料，如果建筑工程所處的環境比較潮濕，混凝土結構內部的活性離子與堿會發生反應，這樣容易導致混凝土出現裂縫，進而加快混凝土被侵蝕的速度。如果混凝土出現的裂縫較大，在裂縫內部也可能出現腐蝕性物質，并導致混凝土中的鋼材被腐蝕。上述這些因素均會導致鋼筋的腐蝕速率加快，導致混凝土的保護層裂開并剝落，出現銹蝕后鋼筋的接觸面積會逐漸減少，這也導致混凝土結構的承載力逐漸降低。另一方面鋼筋出現銹蝕后，其抗滑能力會逐漸下降，也給建筑結構埋下了安全隱患。因此，在建筑結構混凝土設計過程中需要綜合考慮承載力問題，避免出現混凝土的脆性破壞。由此可見，對混凝土的耐久性進行深入研究尤為重要。

3.2混凝土結構的抗震性設計發生地震后建筑物的兩個主體力量間將發生分配，因此在混凝土設計時需要考慮到建筑物主體結構在不同時期剛度的變化情況，對于鋼筋混凝土材料，設計時可以選擇混凝土剪力墻作為建筑的主體結構，并將鋼筋混凝土作為建筑物的一個主要抗側應力結構。如果出現往復式地震，處于塑性階段的建筑物會出現墻體裂縫，這個時候結構的剛度將迅速下降，而剛度出現退化會導致框架的剪應力增加。一般來說，建筑物鋼筋混凝土框架結構的彈性形變較大，比混凝土墻體的彈性好的多。在遇到較大的地震時，盡管建筑物的抗震能力比塑性階段低，其中的鋼筋混凝土框架會吸收大部分彎矩與水平剪應力。因此，為了保障建筑結構的基本“裂縫”需求，同時把握鋼筋混凝土框架的水平部分，有效提高建筑物地基的承載能力，就需要應用相應的工藝措施讓混凝土結構具有較高的變形能力，以此保障建筑物具有較好的抗震性。

3.3遵循強柱弱梁的理念在混凝土結構設計時遵循強柱弱梁的理念，在出現地震作用時，如果只是梁被破壞，并不會影響建筑物的整體運作，可能只是部分結構失去工作能力，但如果柱被破壞，那么整個建筑物將會倒塌。因此，柱的作用是十分關鍵的。近年來，我國發生了多處地震，設計人員應該注意對建筑結構的抗震設計。首先，在設計過程中對柱的軸壓比加強控制。根據相關工程的統計數據，柱的軸壓比一般需要控制在0.9%以下。同時需要加強柱截面、邊柱的強度，并對柱進行加密箍筋設計，保障配筋率在1%以上。

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結構概念設計是保證結構具有優良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結構方案和布置，采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施，設計延性結構和延性結構構件，分析結構薄弱部位，并采取相應的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應，避免設計靜定結構，采取二道防線措施等每個設計步驟中都貫穿了結構概念設計內容。

一、概念設計

強調結構概念設計的重要性，是要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定，設計中不能陷入只憑計算的誤區。以下一些問題值得探討：

1.在結構體系上，應重視結構的選型和平、立面布置的規則性，擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

2.一般工程都僅進行小震下的彈性設計，而用概念設計和構造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗算和證實，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設防烈度較高地區的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設計指標：（1）中震或大震不屈服設計；（2）中震或大震彈性設計；要求設計單位確保實現“三水準”的設計目標。

3.建筑物是應當有個性的，不應當千面一物。基于性能的抗震設計理念的特點是，使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡，允許按照業主的要求選擇不同層次的抗震性能目標作為設計者的設計依據。例如業主可以提出更高的抗震設防要求，按中（大）震不屈服設計或中（大）震彈性設計，保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能，而不僅僅是不壞不倒。

4.水平地震作用是雙向的，結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用，應使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結構剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結構剛度以減少地震作用效應，但是也要注意控制結構變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應過大而導致結構破壞；結構除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉震動的能力。

5.在一個獨立的結構單元內，應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑，內收也不宜過多、過急，結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況，結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元應采取加強連接的方法。

二、結構選型問題

對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，應該注意以下幾點：

1、結構的規則性問題

新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2、結構的超高問題

在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了 B 級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

3、嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

4、短肢剪力墻的設置問題

在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

三、地基與基礎設計問題

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

四、結構計算與分析問題

在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。

1、結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。

2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。振型數目是否足夠。在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。

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隨著改革開放以來我國國民經濟整體的迅速發展，國內各個行業都得到了巨大的發展，整體的行業水平穩步提高，其中，建筑行業的提升水平是比較快的，建筑行業的發展帶來了建筑形式，建筑技術，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因為安全系數高，抗震性能好等諸多優點而使用廣泛，其中高層建筑發展更為迅速，設計思想也在不斷更新，結構體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來越復雜，這就給高層建筑結構分析和設計提出了更高的要求。如何高效、準確地對高層結構體系進行內力分析，是結構工程師設計高層建筑結構時需要解決的重要課題。本文通過對高層建筑結構設計過程中經常遇到的問題進行分析，為高層建筑結構設計提供計算方法及理論依據。

1 建筑設計

建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因為是地理標志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上，我們應該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設計、抗風設計等基礎要素。但是建筑也不能盲目的標新立異，結構上應該選擇規則性強一些的，不論是平面或者立體都應該盡量遵循這個原則。而且建筑在彈性設計上，盡量要滿足延展性的需求。這種概念設計的強調是對建筑師的必須要求，建筑設計師一定要重視各種規范規定，千萬不要陷入只管設計不管計算的誤區。

2 結構設計

2.1 剪力墻底部加強部位墻厚的確定

抗震設計時，剪力墻的底部加強部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內采取增加邊緣構件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強措施避免脆性的剪切破壞，改善整個結構的抗震性能。《高建筑混凝土結構技術規程》jgj3-2010（下簡稱《高規》）7.1.4條規定，抗震設計時，一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部兩層二者的較大值。部分框支剪力墻結構底部加強部位的高度應符合《高規》10.2.2條的規定，底部加強部位的高度應從地下室頂板算起，當結構計算嵌固端位于地下一層底板或以下時，底部加強部位宜延伸到計算嵌固端。《建筑抗震規范》gb50011（以下簡稱<抗規》）及《高規》規定了剪力墻底部加強部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結構的重要性，《高規》對墻厚的取值規定得更為嚴格。一般情況下，高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級抗震等級時取層高或剪力墻無支長度的1/16，并且滿足bw≥200mm；三、四級抗震等級時，k取層高或剪力墻無支長度的1/20，并且滿足k≥160mm。但對于墻底軸力較小且結構層高相對較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經濟合理。因此具體工程設計時，剪力墻截面厚度bw可適當減小但必須按下式計算墻體的穩定性。

公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設計值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計算長度。

2.2 結構的超高問題

在抗震規范與高規中，建筑物的高度控制是非常嚴格的，而在新規范中這一點重新進行了界定，除了將原來的限制高度設定為a級高度的建筑外，增加了b級高度的建筑。因此，所以在進行設計的時候一定不可以超越其應屬范圍，b級建筑物就應該控制在b級規定范圍之內，一旦超過了，那么無論是設計還是施工都要全部進行重新設定。在現實情況中這類問題曾經出現過，結果導致審查時難以通過。

2.3 短肢剪力墻的設置問題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數量上一定要嚴格參照規范，《高規》7.1.8規定抗震設計時，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻，b級高度高層建筑以及抗震設防度為9度的a級高度層建筑，不宜布置短

肢剪力墻，不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構。當采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構時，應符合下列規定：（1）在規定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩不宜大于結構底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應比本規程表3.3.1-1規定的剪力墻結構的最大適用高度適當降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時分別不應大于100m，80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎設計

在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定。因此，作為建立在國家標準之下的地方標準，地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確。所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

3 計算與分析

3.1 計算模型的選取

對于常規結構，可采用樓板整體平面內無限剛假定模型；對于多塔或錯層結構，可采用樓板分塊平面內無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結構等可采用樓板分塊平面內無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結構或要求分析精度高的高層結構則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級的確定

對常規高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級，但不低于四級，地下室中超出上部主樓相關范圍且無上部結構的部分，其抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。

結語

鋼筋混凝土高層結構作為現代化城市發展的一種客觀成果，引領著我國建筑行業整體的發展水平。在設計方面，鋼筋混凝土高層結構一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關工作的基礎上，希望我國的建筑水平能迎來更好的發展。

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[5]董心德，葉丹，張永平，蔡世連.復雜高層建筑結構基于性能的抗震設計概念[j].中國產業.2010（12）

建筑結構論文參考文獻：

[1]建筑抗震設計規范（GB50011-2001）

[2]混凝土結構設計規范（GB50010-2002）

[3]建筑結構雜志

[4]高層建筑結構概念設計

篇6

一、前言

建筑行業是我國重要的經濟增長行業之一，關系到居民的切身利益。我國是多地震國家，但我國目前對地震的預防能力較弱，地震給我國帶來了及其巨大的災害，因此，加強建筑設計中的抗震設計，是進一步保障我國居民生命財產安全的重要措施之一。目前我國高層混凝土建筑應用的范圍越來越廣泛，其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設計需要更為明確的重視，加強對高層混凝土建筑抗震設計，已經十分的迫切。

二、高層混凝土建筑結構中抗震設計的現狀和存在的問題

高層混凝土建筑是經濟發展的產物，高層建筑結構的設計尤其是在抗震結構設計上，我國雖然引進了一些西方歐美抗震設計理念，但缺乏符合本國實際的理論技術創新。很大方面存在著缺陷，主要表現在以下幾個方面。

1.高層混凝土建筑在結構防震設計中缺乏科學規范的理論指導，缺乏實際經驗的積累；而且我國對地質地震的認識尚不夠完善，對地震的成因，預測，防治研究不夠深入。因此，在進行高層建筑結構抗震設計時候，缺乏一定的科學依據，或依據的是不完善的理論。因此，難以在高層建筑結構設計中完美融合防震設計理念。

2.高層混凝土建筑結構設計中，設計立足于固定參數，而忽視了實際情況，設計完全依據“計算設計”完成。而且將一定的地震或力學參數做出固定的規范，比如，在我國地震設計研究中，把地震的降級系數統一規定為2.81，將小震賦予固定統計意義。而小震多用于結構設計中，結構截面承載能力設計和變形的檢驗計算，需要依據一定的實際情況而行。雙向板內力計算時,查用《建筑結構靜力計算手冊》的內力系數時,其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設計板時往往容易被忽略,在計算跨中彎矩時,未考慮引入泊松比后的計算公式,導致內力計算結果錯誤。

3，沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設計且兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。

三、高層混凝土建筑結構抗震設計的方案

1. 高層混凝土建筑結構設計要從建筑的全局出發，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎上，科學設計每個部分的構件，保證每個部件之間的契合，促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求，滿足一定的現實需求，同時，通過抗震設計，使得每個構件都可以具有相應的承載力，當地震來襲時，每個構件都可以有著一定的先后破壞次序，整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發的能量。增強建筑的整體抗震能力。

2.地基設計是進行建筑結構設計的基礎，因此，在房間結構抗震設計中，要科學避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進技術設備，進行地質勘探，山石水土監測，并取樣論證，科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質穩定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山等，從而保證整個地基不會因為承載力不均，而發生小范圍的坍塌，影響到整體承載能力和抗震能力設計。

3. 高層混凝土建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理，結構布置符合抗震原則，通過無數次的實驗表明，簡單、規則、對稱的建筑結構抗震能力強，對延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對整體結構的破壞，而且，對稱結構容易準確計算其地震反應。

4.抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。如果按結構材料分類，目前主要應用的結構體系有砌體結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土結構；若是按結構形式分類，目前常見的有框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、筒體結構。高層建筑結構抗震設計中，不同結構的抗震結構體系的承載力受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經濟條件等多種條件的影響，因此高層建筑結構抗震設計要綜合考慮，做到科學選擇，嚴謹設計。

5.結構良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結構倒塌。因此，結構設計應力求避免構件的剪切破壞，爭取更多的構件實現彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁，強剪弱彎、強節點、弱錨固”原則。構件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩定體系過渡到另外一種穩定體系，致使結構的周期發生變化，以避免地震卓越周期長時間持續作用引起的共振效應。

6.在高層建筑結構抗震設計中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構件共同組合在一起，因此，要進行整體化的對待。要充分調動各個構件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當高層建筑的一些基本構件都失去了原有功能的時候，那么，在地震來臨后，很容易讓整體的建筑結構喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個高層建筑坍塌，因此，要保證所有構件的功能協調，并確保所有的構件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以增強建筑結構的整體抗震能力。

7.設計高層混凝土建筑和超高層建筑時，屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近幾十年來，從多數高層建筑抗震設計評定結果看，屋頂建筑設計還存在一些問題，例如：屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重，無形當中加大了屋頂建筑變形，而且也加大地震作用，尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力墻出現間斷，在地震發生時，帶來的地震扭轉作用也會更嚴重，對抗震更不利。所以，在進行屋頂建筑設計過程中時，應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發生扭轉效應。

四、結束語

隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，在目前的發展趨勢中，高層建筑結構設計的主流趨勢有低碳，環保，安全，節能，生態。其中指標之一，就是建筑的安全性，而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強對高層建筑結構的抗震設計，必將會被提升到建筑設計新的戰略高度。要科學合理的設計好房間結構，增強抗震能力，設計人員不僅要大力提升自己的力學，建筑學，設計學等各方面的專業知識和制圖技能，更要培養嚴謹縝密的態度，深刻理解設計規范，深刻了解建筑結構中的每個構件，做好每個構件，從整體構思，不斷提高設計水平和設計質量，提升建筑結構的質量，為完美實現建筑的實用價值和美學價值的融合做出貢獻。

參考文獻:

[1]宮彩紅，才永杰 試析高層混凝土建筑抗震結構設計[期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年9期-

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結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。

1．我國結構設計規范的安全設置水準。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。

2．調整結構安全設置水準。我國結構設計規范的安全設置水準較低。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。對工程技術人員來說，結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現行設計規范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范，也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。

二、土建結構工程的耐久性

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，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。

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。如果有定期的檢測要求，有些事故是可以避免的。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差，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，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制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，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。

現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發生病害需要診斷和加固，各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規和標準，要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度，在管理體制上予以規范。

從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經濟上算總賬會很不合算。我國雖是發展中國家，現在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經或過早老化。加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。

三、技術規范的作用與管理

長期以來，受計劃經濟體制的影響，我們往往視技術規范為法，將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程，與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準，本身不具有法律作用，只當工程各方（業主、設計、施工企業）認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上，才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行，不利于技術進步和創造性的發揮，反而容易成為推卸責任的借口。當然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發，需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規，但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法，后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規范，即使出了事故，就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求，不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料，應有必要建立這樣的共識并作出規定，即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。

企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現在，有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規定各個設計單位完成的設計，須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查，而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求，其任務已類似于執法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環節上的腐敗；其次是施工操作人員素質低，又難以短期解決；過分強調規范的地位與作用，未能建立與規范配套的完整標準體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件，可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節，也有一定的關系。從設計角度看，出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件；也有一些工程則因過去的設計標準過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實，要做到設計規范強制條文的要求最為容易，為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核，其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。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。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些，在抗震防災要求上，更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別像巖土工程那樣的規范更是如此。

技術標準中的強制性越多，也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重，而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求，在安全設置水準上，政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計，政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準（抗586號文件）。事實上，如將商品房的抗震設防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋，如果發生地震造成損害，有關部門如何解釋？

規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢，有些在經費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文；面對新的結構型式、新的材料和新的工藝，規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。

土建工程使用過程中的安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。對大型公建等重要公共基礎設施和公共建筑物，在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規，編制相應的技術標準；對于土建結構工程的檢測與評估，需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。

要完善技術標準體系與管理體制，合理設置土建結構設計的安全水準，必須考慮工程失效的風險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經濟形勢的巨大變化，有必要重新審視現行土建結構工程設計規范的安全設置水準，建議有關主管部門組織論證。

參考文獻

篇8

0.前言

通過大量的工程實踐和理論分析表明，鋼筋混凝土構件基本都是帶裂縫工作的，對縫寬符合《混凝土結構設計規范》要求的裂縫，對結構使用無大的危害，是允許其存在的。當混凝土裂縫的寬度超過規定的限值時，會影響建筑物和構件的適用性和耐久性，不僅有損外觀形象，還會造成鋼筋外露、腐蝕，減小建筑結構抵抗荷載的能力，降低建筑結構的整體性和剛度。本文針對建筑工程混凝土裂縫產生的原因進行分析，并結合實際工作中積累的經驗，提出防治措施。

1.鋼筋混凝土建筑物裂縫的成因分析

1.1荷載裂縫

此類裂縫是建筑物在荷載作用下，變形過大而產生的，主要是由于結構設計不合理，施工方法不正確，承載能力不夠以及地基不均勻沉降等原因造成的。裂縫出現的部位主要集中于受拉或受彎區域以及受震動嚴重的部位。

1.2溫度裂縫

水泥水化是一個放熱的化學反應過程，其間產生一定的水化熱。混凝土是熱的不良導體，特別是大體積混凝土，水化熱高，表面暴露在空氣中，散熱快，內部熱量散發不出來，使混凝土內外截面產生溫度梯度，特別是晝夜溫差較大時，內外溫度差別更大，內部混凝土熱膨脹變形產生壓力，外部混凝土冷縮變形產生拉力，由于此時混凝土的抗拉強度較低，當混凝土內部拉應力超過其抗拉強度時，混凝土便產生裂縫。這種裂縫一般會在混凝土澆筑后的3到5天產生，最初是很細的裂縫，隨著時間的發展繼續擴大，甚至會出現貫穿的情況。

1.3干縮裂縫

此類裂縫產生的主要原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后，其內部的水份一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，還有一部分被蒸發，造成混凝土體積縮小。特別是在炎熱或大風干燥的天氣條件下，混凝土表面水分蒸發過快加之混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產生急劇收縮，而此時混凝土強度幾乎為零，不能抵抗這種變形力而導致開裂。從混凝土中蒸發和被吸收水分的速度越快，干燥裂縫越易產生。裂縫位置多在混凝土表面，形狀不規則，長短不一，深度一般不超過50毫米。

2.鋼筋混凝土建筑物裂縫的控制措施

從以上分析可以看出，混凝土有裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的，所以對混凝土建筑物裂縫的防治目標，就是將其對建筑物的危害程度控制在允許范圍之內。為此在實際工程中應從設計和施工兩方面著手，共同預防和控制混凝土建筑物裂縫的產生。論文參考網。

2.1設計方面

2.1.1合理的建筑平面選型

建筑平面選型在滿足使用要求的前提下，力求簡單。平面復雜的建筑物，容易產生應力集中而造成墻體及樓板開裂。合理增配構造鋼筋提高抗裂能力，盡量避免結構斷面突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施，適當增加附加筋，以增強其抗裂能力。設計人員應重視構造鋼筋的配置，選擇構造鋼筋的直徑和數量要適宜。 從設計上說，構造鋼筋很重要，結構設計經常忽略結構約束性質，從而產生構造性裂縫。所以，配筋不但要滿足結構承載的要求，而且還要滿足混凝土正常使用的要求，合理增配構造鋼筋有利于提高抗裂能力。

2.1.2減少地基的不均勻沉降

合理布置縱橫墻，縱墻開洞盡可能小。控制建筑物的長高比，長高比越小，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強。此外在基礎設計方面可以采取調整基礎的埋置深度、地基計算強度、墊層厚度等方法來控制地基的不均勻變形。

2.1.3合理設置變形縫

設置變形縫的位置和縫寬的選定要適當，構造要合理。可以把伸縮縫、沉降縫和抗震縫合并設置。因為建筑物長期暴露在大氣中，承受反復的驟冷驟熱，干濕作用等，所以除嚴格按照設計規范要求設置伸縮縫外，還應考慮其所處的外部環境因素的影響。當結構體突變或者設置的伸縮縫間距偏大，超出規范要求時應采取有效的防開裂措施，如增大配筋率、通長配筋、設置后澆帶、改善混凝土級配等。

2.1.4加大保護層厚度

適當加大保護層厚度，可以提高保護層的質量以及密實性，降低其滲透性，予以阻止或者延緩混凝土的碳化速度，提高劈裂強度。地下結構保護層厚，要加鋼絲網；樓板要布設設備管線，也要適當增加樓板厚度。

2.1.5加設次梁減少裂縫

在現代設計中，現澆板的寬度越來越大，長度越來越長，而樓板的厚度卻不能太大，如果在板下面的適當部位增加次梁，就可以增加板的剛度，減少板的撓曲變形，從而達到不出現危害性裂縫的目的。沒有條件設置次梁時，可以在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，從而提高混凝土的極限拉伸，有效地防止裂縫的產生。論文參考網。

2.2施工方面

2.2.1注重混凝土原材料的選擇和配比

混凝土中如果采用吸收率較大的骨料，干縮較大，骨料含泥量較多時，會增大混凝土的干縮性；骨料粒徑較大，級配良好時，由于能減少混凝土中水泥用量，所以混凝土干縮率較小。

混凝土原料的配合比應根據工程的要求，如防水、防滲、防輻射等進行認真分析，選擇最優方案。混凝土的水灰比應在滿足強度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低。混凝土中摻入粉煤灰不僅能替代部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球狀，可起到作用能改善混凝土的工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱。為了滿足混凝土坍落度的要求，若只增加水泥用量，則會加劇混凝土干燥收縮，明顯增大混凝土水化熱，易引起開裂。因此，除了調整級配外，可摻入適量減水劑。

2.2.2強化混凝土澆搗工作的要求

混凝土的澆搗技術對混凝土密實度很重要，泵送流態混凝土同樣需要振搗，大體積混凝土在澆搗過程中會產生大量的泌水，應及時排除，有利于提高質量和混凝土的抗裂性。澆搗時振動棒建議采用垂直振搗，行列式排列，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過震或漏振，應提倡二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。嚴禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點。混凝土澆到面層時，表面應抹平壓實，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實度。

2.2.3采取合理的養護措施

保溫養護是混凝土施工的關鍵環節，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內外溫度差值以降低混凝土塊體的自約束應力。一方面應盡可能減少入模溫度，另一方面應采取保溫養護，以減少內外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環節，越慢越好，為混凝土創造充分應力松弛的條件，與此同時還要在養護中使混凝土保持良好的潮濕狀態，這對增加混凝土強度和減少收縮是十分有利的。混凝土的拆模時間可根據工程部位具體情況確定，應盡可能多養護一段時間。及時回填土是控制早期、中期開裂的有力措施。論文參考網。土是混凝土養護的最佳介質，施工經驗表明，遲遲不回填圖的暴露工程裂縫最多。

3.結束語

通過上述分析。我們在充分了解混凝土裂縫產生機理的基礎上從設計和施工兩方面加強質量管理，采取科學合理的技術措施，可以有效的將混凝土裂縫控制在規范允許的范圍之內，從而保證建筑物達到安全、適用、經濟、合理的設計要求，確保人民群眾的生命財產安全。

參考文獻

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[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.

篇9

Keywords: water conservancy projects; Hydraulic structure; Design ideas

中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

大多數水利工程都以鋼筋混凝土結構形式為主；就通常的水工建筑結構而言(如大壩、水閘、碼頭等建筑構筑物等)，建筑結構的荷載承重和防滲功能等均主要由混凝土結構承擔，因此，混凝土結構的設計顯得尤為重要。

1 水工混凝土結構設計

針對傳統的混凝土結構設計以強度設計為主的特點，水工混凝土建筑結構設計不僅要注重結構強度設計，還需要更多地考慮建筑結構在長期使用過程中由于水下環境作用引起的結構材料腐蝕對結構性能與適用性的影響,應盡可能通過合理的結構設計延長結構使用壽命。水工混凝土建筑結構的設計應嚴格按照現行的有關國家、地區及行業標準和規定執行,充分考慮建筑結構在正常使用階段結構構件的相關檢測和維護過程,在進行水工混凝土結構設計時, 應預留足夠的工作面為后續工作提供可實施性。值得指出的是,水工混凝土結構在使用過程中遭受病害是不可避免的,只是應將其程度降至最低水平。因此,在設計混凝土結構構件時,在考慮材料受環境侵蝕和老化對性能產生的影響后,還仍然要確保結構和構件存有足夠的安全性和整體穩定性。

2 水工混凝土結構的特性

水工混凝土是混凝土學科中帶有許多特殊性的領域。將一般混凝土結構設計理論用于水工混凝土結構,常會遇到不少無法解決的困難。水工混凝土結構的特殊性有如以下5個方面。

2.1 結構尺寸較大,常為大體積結構,或為跨高比很小的短桿件。

2.2 強度所需的配筋率小于一般混凝土結構設計理論中規定的最小配筋率,但其配筋量仍極大。

2.3 大體積混凝土結構的水泥水化熱較大,在外界溫度變化時,常不可避免地發生溫度裂縫。為限制裂縫寬度需配置較多的溫度鋼筋。

2.4 結構有的全浸于水中,有的處于承壓或干濕交替的狀態,有的尚有滲漏、凍融或沖刷氣蝕等作用,耐久性常成為水工混凝土的嚴重問題。

2.5 不少結構為非桿件體系,無法象彎、壓、拉等標準桿件那樣按極限強度理論進行配筋分析。

為適應水工中這種大體積、低配筋和非桿件的特殊性態, 我國工程界曾作過多方面的探索,如按應力圖形配筋、非線性鋼筋混凝土有限元分析、大體積混凝土溫度配筋等,并有了不少進展。

3 水工混凝土結構的可靠度分析

水工統一標準已規定水工結構設計必須采用以近似概率法為基礎的可靠度理論。但在引用這一理論時,注意到水工混凝土結構的某些特殊性是完全必要的。例如：

3.1 水工大體積混凝土的實際強度與實驗室小試塊強度的差異就比工民建的混凝土來得更大些,其中尺寸效應、持久強度和水飽和時的強度降低及后期強度的增長等因素造成的混凝土強度不定性就有深入研究的必要。

水工中一些主要荷載的實測和統計工作做得還很不夠。有些荷載如土壓力、圍巖壓力、

滲透壓力、地基反力等還是用理論公式計算出來的,與實測值有多大差異還不十分清楚。有

些荷載還具有人工控制的特點,如有溢洪或閘門設施時的擋水壓力,就具有確定的上下限,它的分布概型就具有很大特殊性。

3.2 水工中荷載與荷載效應之間的關系常隨所采用的分析方法的不同而有根本性的差別。例如：尾水管,采用一般框架分析或帶剛性域框架分析或用有限元分析,得出的荷載效應值將有極大差別,甚至會使截面內力發生變號。因此計算簡圖正確程度的不定性將嚴重影響結構實有的可靠指標。但這種不定性目前還難于統計分析。

3.3 房屋建筑或橋梁工程等失事后果僅在于建筑物本身以及本身范圍內的人身及經濟損失。但擋水大壩等水工建筑物失事后將危及下游廣大范圍內的村鎮及農田,其損失遠大于建筑物本身。因此對這種會導致嚴重后果的結構是不能用一個結構重要性系數并簡單地取 就能了事的。在它的可靠指標分析中應該把造成后果的嚴重程度考慮在內。目前,水工統一標準（初稿）把水工建筑物的安全等級也類似房屋建筑那樣分為三級,分別取。但水工中的大型建筑物如葛洲壩、劉家峽工程與一些小型渠系涵管之間,其失事后果嚴重性的差別,決不是1.0， 0.9 之比。我們認為水工建筑物的安全等級宜分為五級,對于擋水建筑可分屬于1,2,3個級別,對于一般鋼筋混凝土結構構件則可分屬于3,4,5三個級別。因為最重要的鋼筋混凝土構件也無法與3級擋水閘壩相比。

4 水工混凝土結構的耐久性

過去,工程技術人員所關心的常常只是工程的設計和建造。但工程結構在長期使用過程

中會逐漸損壞這一客觀規律迫使人們把注意力轉向已建結構的可靠性評估及維修加固技術方面來。人們除了關心工程的初始造價外,還應從大系統出發考慮工程的維護費用及遇到風險時的損失期望值。這方面的研究已成為結構工程學科發展的重要分支。

目前,國內不少50年代的建筑物,已進入“老年期”,對其繼續使用壽命作出鑒定和書評估,以及采取最佳的加固補救技術是十分重要的。國內在房屋建筑方面已制定了相應的法規

和條文,編制了可靠性鑒定標準和加固技術規范。水工混凝土建筑的病害比房屋建筑嚴重得

多,除混凝土碳化鋼筋誘蝕引起順筋開裂外,還有凍融、低強度風化、滲漏、沖刷氣蝕、水質侵蝕、堿骨料反應等嚴重病害。僅“七五”期間,部屬大中型水電工程需要修補的就耗資數億元。

但目前水工鋼筋混凝土設計規范中, 對耐久性還只以荷載直接作用下的受力裂縫的寬度作為衡量的指標,這顯然是很不全面的。有關水工建筑物調查顯示：967根構件中因鋼筋銹蝕順筋開裂（先銹后裂）的占56% ,但未發現一根是由于受力裂縫（橫向裂縫）引起的。鋼筋混凝土構件的耐久性主要決定子保護層厚度、水泥品種和訊量、水灰比、結構類型、施工質量、表面防護等。大體積混凝土結構則還與混凝土強度、抗凍性、抗滲性、抗腐蝕性和抗沖刷能力等有關。因此,在設計階段就應該把這些因素加入進去加以考慮,以改變設計人員只重視強度的片面觀。

5 新材料、新技術和新工藝的誕生

在結構使用壽命期內,新技術和新工藝的發展對維修費用的發生會起很大的影響。俗話

說,十壩九裂,在水工混凝土建筑物中的確存在著各種各樣的缺陷和病害,對于水工建筑物的維護和維修是不可避免的。實踐經驗表明,應優先考慮采用新材料、新工藝、新技術維修帶病運行的水工建筑物,提高建筑物的可靠程度,使建筑物的功能正常實現。因為它有降低建筑物本身的自重及降低工程成本造價方面的優點,使其在經濟、實用等方面具有良

好的發展前景。

例如近年來開始運用的新材料,采用特有的活性化學物質,利用水泥混凝土本身固有的化學特性和多孔性,借助于滲透作用來提高混凝土材料抗滲性,而達到永久性防水、防潮和保護鋼筋,增強混凝土結構強度的效果；還有性能優良、適用性強、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料；還有以聚合物水泥砂漿作為防滲、防腐、防凍材料,也已在水工混凝土建筑物修補工程中得到廣泛應用,這種以少量乳膠材料對水泥砂漿或混凝性后,增強其抗滲性、

抗炭化和抗凍性,是一種性能可靠、經濟和施工方便的修補材料。水下修補材料及水下修補技術取得較大進展,投入的一些新的施工設備,使用方便,省時省工,有利于環保和人身健康。

在以后的科技發展過程中,新的材料、技術和工藝的產生將會更快,更高效,這一點對于結構是有很重要的影響,不容忽視。

6 結束語

綜上所述，水工結構設計現在是越來越規范化、標準化、科學化。但在相關領域還是需要更進一步,而如何更好地深入發展和應用仍是一項重大課題。這就需要工程設計人員、科研人員共同努力,使之趨于完善。

參考文獻：

[1] 國家標準.水工結構設計可靠度統一標準(初稿)1989

[2] 吳世偉.結構可靠度分析[M]北京:人民交通出版社,1988.

篇10

結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。

1.我國結構設計規范的安全設置水準

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。

1.1 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 240 和 250 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。

1.2 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（如干濕、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。

2.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。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。

3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現在已愈來愈低，材料供應也十分充裕。即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣，由于我們的施工質量總體較差，結構的安全性依然會有差距。

2、土建結構工程的耐久性

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，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。

1、土建結構工程的耐久性現狀

長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到 70 年代末期，發達國家才逐u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。近些年來，發達國家為保證混凝土結構耐久性積極采取應對措施，如增加鋼筋的混凝土保護層厚度，提高混凝土的強度等。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為 2.5cm 與 C25，與加拿大 50 年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現已不得不部分拆除重建。

使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有：

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，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。

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有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。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，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罰款，因為意味著工程質量有遭到損害的可能。

3）環境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的 30% 。

2.土建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。

3、技術規范的作用與管理

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。

4、結束語

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，從而實現和保證結構工程安全性和耐久性的完全統一。

參考文獻

[1] 張譽，張偉平，蔣利學，等.混凝土結構耐久性概論[M].上海：上海科學技術出版社，2003.42―43.

[2] 余洪發，孫偉，鄢良慧，等.混凝土使用壽命預測方法的研究I―――理論模型[J].硅酸鹽學報，2002，30（6）： 686―690.

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一、土建結構工程的安全性

結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。

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1．我國結構設計規范的安全設置水準

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。

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1.1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240和250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1.7和1.4，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。

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1.2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延性和必要的冗余度，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，竟導致整棟樓的連續倒塌，也是房屋設計牢固性不足的表現。

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1.3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（如干濕、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。

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2．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，而且業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”很難做到，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。

3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現在已愈來愈低，材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要，但決不是沒有風險，如果規范的安全水準較高，曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務，安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認，即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣，由于我們的施工質量總體較差，結構的安全性依然會有差距。

3、結構設計規范的概率可靠度設計方法

自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來，我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法，從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范，在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢，但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法，至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國，對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法，雖然工程設計界頗有微詞，但學術界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。

對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理，當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為，結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜，并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理；規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術人員來說，結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現行設計規范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范，也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。

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二、土建結構工程的耐久性

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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，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。

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1、土建結構工程的耐久性現狀

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困擾土建基礎設施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未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。

長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到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。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化；據1998年美國土木工程學會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現已不得不部分拆除重建。我國建設部于80年代的一項調查表明，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30～40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。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗滲性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴重，并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策，如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。

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3～4cm厚的保護層厚度。

有專家估計，我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年，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，其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。

使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有：

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，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。

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有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。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，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罰款，因為意味著工程質量有遭到損害的可能。

3)環境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。

當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例，修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命，在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段，國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外，工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

在修訂規范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗，盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需，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，而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開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的。

重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。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，水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。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。

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2．土建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。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故，就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，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事故操作人員的素質相對較差，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，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制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，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。

現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發生病害需要診斷和加固，各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規和標準，要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度，在管理體制上予以規范。

從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家，現在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設，國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能，對于設計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。

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三、技術規范的作用與管理

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這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。

長期以來，受計劃經濟體制的影響，我們往往視技術規范為法，將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程，與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準，本身不具有法律作用，只當工程各方（業主、設計、施工企業）認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上，才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行，不利于技術進步和創造性的發揮，反而容易成為推卸責任的借口。當然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發，需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規，但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法，后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規范，即使出了事故，就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求，不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料，應有必要建立這樣的共識并作出規定，即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。

企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現在，有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規定各個設計單位完成的設計，須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查，而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求，其任務已類似于執法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環節上的腐敗；其次是施工操作人員素質低，又難以短期解決；過分強調規范的地位與作用，未能建立與規范配套的完整標準體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件，可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節，也有一定的關系。從設計角度看，出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件；也有一些工程則因過去的設計標準過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實，要做到設計規范強制條文的要求最為容易，為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核，其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。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。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些，在抗震防災要求上，更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規范更是如此。

技術標準中的強制性越多，也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重，而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求，在安全設置水準上，政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計，政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋，如果發生地震造成損害，有關部門如何解釋？

規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢，有些在經費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文；面對新的結構型式、新的材料和新的工藝，規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。

發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理，規范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠，如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關的學會、協會，加強其職能，并逐漸成為技術標準編制管理的主體。

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四、準備提交政府有關部門考慮的建議

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為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮，：

1、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。

建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，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與論證；

建議國家自然科學基金委員會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；

建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助；

建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中，聯絡國內有關專家，促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。

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2、土建工程使用過程中的安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。

建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物，在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規，編制相應的技術標準；對于土建結構工程的檢測與評估，需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。

建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上，根據需要，加大工程維修費的比例。

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篇12

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一、土建結構工程的安全性

結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。

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1．我國結構設計規范的安全設置水準

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。

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1.1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240和250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1.7和1.4，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。

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1.2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延性和必要的冗余度，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，竟導致整棟樓的連續倒塌，也是房屋設計牢固性不足的表現。

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1.3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（如干濕、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。

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2．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，而且業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”很難做到，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。

3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現在已愈來愈低，材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要，但決不是沒有風險，如果規范的安全水準較高，曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務，安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認，即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣，由于我們的施工質量總體較差，結構的安全性依然會有差距。

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3、結構設計規范的概率可靠度設計方法

自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來，我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法，從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范，在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢，但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法，至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國，對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法，雖然工程設計界頗有微詞，但學術界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。

對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理，當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為，結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜，并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理；規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術人員來說，結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現行設計規范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范，也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。

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二、土建結構工程的耐久性

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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，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。

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1、土建結構工程的耐久性現狀

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困擾土建基礎設施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未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。

長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到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。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化；據1998年美國土木工程學會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現已不得不部分拆除重建。

我國建設部于80年代的一項調查表明，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30～40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。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗滲性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴重，并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策，如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。

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3～4cm厚的保護層厚度。

有專家估計，我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年，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，其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。

使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有：

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，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。

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有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。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，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罰款，因為意味著工程質量有遭到損害的可能。

3)環境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。

當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例，修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命，在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段，國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外，工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

在修訂規范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗，盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需，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，而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開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的。

重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。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，水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。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。

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2．土建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。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故，就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，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事故操作人員的素質相對較差，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，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制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，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。

現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發生病害需要診斷和加固，各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規和標準，要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度，在管理體制上予以規范。

從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家，現在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設，國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能，對于設計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。

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三、技術規范的作用與管理

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這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。

長期以來，受計劃經濟體制的影響，我們往往視技術規范為法，將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程，與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準，本身不具有法律作用，只當工程各方（業主、設計、施工企業）認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上，才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行，不利于技術進步和創造性的發揮，反而容易成為推卸責任的借口。當然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發，需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規，但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法，后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。

土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規范，即使出了事故，就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求，不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料，應有必要建立這樣的共識并作出規定，即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。

企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現在，有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規定各個設計單位完成的設計，須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查，而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求，其任務已類似于執法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環節上的腐敗；其次是施工操作人員素質低，又難以短期解決；過分強調規范的地位與作用，未能建立與規范配套的完整標準體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件，可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節，也有一定的關系。從設計角度看，出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件；也有一些工程則因過去的設計標準過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實，要做到設計規范強制條文的要求最為容易，為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核，其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。

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。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些，在抗震防災要求上，更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規范更是如此。

技術標準中的強制性越多，也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重，而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求，在安全設置水準上，政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計，政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋，如果發生地震造成損害，有關部門如何解釋？

規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢，有些在經費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文；面對新的結構型式、新的材料和新的工藝，規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。

發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理，規范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠，如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關的學會、協會，加強其職能，并逐漸成為技術標準編制管理的主體。



四、準備提交政府有關部門考慮的建議

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為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮，：

1、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。

建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，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與論證；

建議國家自然科學基金委員會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；

建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助；

建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中，聯絡國內有關專家，促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。



2、土建工程使用過程中的安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。

建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物，在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規，編制相應的技術標準；對于土建結構工程的檢測與評估，需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。

建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上，根據需要，加大工程維修費的比例。



篇13

1建筑安全與結構安全的關系

建筑結構安全直接影響建筑物的安全，結構不安全會導致墻體開裂、構件破壞、建筑物傾斜等，嚴重時甚至發生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴重的破壞。從結構角度而言，平面形狀是三角形的結構迎風面較大，在水平風力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側移的能力比圓形、橢圓形、正方形，正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

2結構設計安全度

2.1結構設計安全度的概念

從事建筑結構設計的基本目的是在一定的經濟條件下，賦予結構以適當的安全度，使結構在預定的使用期限內，能滿足所預期的各種功能要求，一般來說，建筑結構必須滿足的功能要求是：能承受在正常施工和使用時可能出現的各種作用，且在偶發事件中，仍能保持必須的整體穩定性，即建筑結構需具有的安全性；在正常使用時具有良好的工作性能，即建筑結構需具有的適用性；在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結構可靠(或安全)與否的標志，總稱為結構的可靠性，對這些性能的度量，即結構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率，稱為結構的可靠度(或稱安全度)。

2.2安全度與工程事故

關于工程事故與設計安全度的關系，有人認為國內發生的工程事故與現行規范的安全度沒有關系，規范的安全度是夠的。資料顯示，上世紀50年代的結構設計方法與現在近似，當時所用的混凝土強度很低，只有110#-140#，比現在的C15還低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器。而施工發生安全事故的卻很少，如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都經過了唐山地震影響的考驗，因此可以說，現在的安全事故與結構設計安全度是沒有連帶關系的。不過也有專家指出，一些工程事故往往由多種因素綜合造成，施工質量差、設計有毛病、結構安全儲備又偏低，加在一起終于釀成大禍，這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗，較高的安全度總是與較低的失效概率相聯系，這是客觀規律。

3確保建筑安全的設計措施

3.1建筑設計必須與結構設計相結合

建筑設計與結構設計是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環節，對整個建筑物的外觀效果、結構穩定方面起著至關重要的作用。但也有一種不好的傾向，少數建筑設計帥把結構設計擺在從屬地位，并要求結構必須服從建筑，應以建筑為主。許多建筑設計師強調創作的美觀、新穎、標新立異，強調創作的最大自由度，然而有些創新的建筑方案卻在結構上很不合理甚至無法實現，這無疑給建筑結構的安全帶來隱患。

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3.2合理確定設計安全度

結構設計安全度的高低，是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統計為基礎，但更多的須依靠經驗、工程判斷及綜合考慮。

與國際上一些通用標準相比，我國混凝土結構規范設定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現在涉及結構安全度的各個環節中，如我國混凝土結構設計規范取用的荷載值比國外低，材料強度值比國外高，估計結構承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全，對結構的構造規定又遠比國外要求低。

3.3進行防火防爆設計

建筑消防設計市建筑設計中一個重要組成部分，關系到人民生命財產安全，應該引起大家的足夠重視。現從防火分區和安全疏散兩方面來討論：

3.3.1建筑的防火分區問題

《建規》3、2、1條規定了廠房的防火分區，其中有一點需要注意，即廠房的防火分區是和該廠房的耐火等級、最多允許層數及占地面積有關。雖然《建規》中規定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了，但作為劃分防火分區用的封閉樓梯間門至少應設乙級防火門。因為開敞的樓梯間也是開口部位，是火災縱向蔓延的途徑之一，也應按上下連通層作為一個防火分區計算面積。

3.3.2安全疏散設計問題

很多大型商業建筑在消防安全疏散設計中存在的問題，諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規范要求等。商業建筑賣場的疏散距離應執行《建規》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間，房間內最遠一點到房門的距離不應超過袋形走道兩側或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規定，即22m，如再設有自動噴水滅火系統其疏散距離再增加25％，為27.5m。但如果在商業建筑的賣場每家店鋪均設有到頂的隔斷墻，并設有安全疏散通道，疏散通道兩側的隔墻耐火極限≥lh（非燃材料），房間隔墻耐火極限t>0.5h（非燃材料），則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規定等等。

3.4考慮建筑結構的耐久性

結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題。現在有這樣的傾向：設計中考慮強度多而考慮耐久性少，重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”，包括保證人員財產不受損失和保證結構功能的正常運行，以及保證結構有修復的可能，即所謂的“強度”、“功能”和“可修復”三原則。