改善混凝土安全性的方法與途徑確保結構安全

【摘要】混凝土結構安全性與設計、施工、維修以及自然災害等因素有關，提高結構設計安全性設計標準，完善結構耐久性設計標準，加強使用階段的安全構測手段，是提高混凝土結構安全性的有效途徑與方法。

【關鍵詞】混凝土結構；安全性；耐久性

鋼筋在混凝土結構中主要承受拉力，補償混凝土抗拉強度低、易開裂和易脆斷的缺陷，混凝土主要承受壓力并保護內部鋼筋不銹蝕，混凝土結構的安全性就是結構能夠抵抗外力作用保護人員和設備不受損傷的能力。由于混凝土結構安全質量事故頻繁發生，引起對混凝土結構的安全性問題的重視。文章分析混凝土結構安全性現狀，探索解決的途徑、方法和對策。

1.混凝土結構安全事故原因分析

1.1現行技術標準安全系數設置偏低

按照我國現行結構設計規范所采用的可靠度設計方法，結構安全性的可靠度定義為“規定”荷載作用下的強度保證率，不僅不能反映不同設計不規范在荷載標準值上存在的巨大差異，也不能體現結構整體上的差別，設計規范中的結構可靠度只是對結構的構件而言，構件的安全性很大程度取決于荷載的取值，設計時安全系數設置水平與荷載系數取值有關。據有關資料，我國規范中的動荷載安全系數比美、英等國家規定低14%～21%，比歐洲低7%；靜載安全系數比美國和英國低17%，比歐洲低13%；在強度安全系數方面，我國規范中規定的混凝土強度安全系數比歐洲和美國低15%，鋼材強度安全系數低6%。

1.2人為因素

由于部分設計安全系數使結構或構件沒有足夠的承載能力，導致結構開裂或坍塌。出現設計差錯往往是主要與設計人員素質不高、調查研究不細致、基礎資料不全、設計參數的選取不合理、計算能力差、缺乏合理的設計周期，再次勘測設計的全過程監理尚未全面展開及設計監理把關不亞造成的。混凝土結構安全事故相當一部分是由于施工質量差造成的。

在我國現行工程項目建設招標和理體制下，或多或少存在高資質中標、低能力施工的現象，工程轉包、施工材料以次充好、偷工減料，為工程質量埋下重大隱患。同時由于施工和管理水平低下，從業人員素質較低，難以及時發現和消除因人為差錯造成的安全事故。

1.3火災和爆炸等突發事件因素

火災和爆炸對混凝土結構的破壞力巨大，易導致災難性后果。2001在石家莊發生的爆炸，造成整棟房屋所有單元連續倒塌是由于混凝土結構遭火燒后，混凝土和鋼筋抗拉強度降低，導致結構的承載能力降低，特別是爆炸，瞬間巨大沖擊力超過結構的極限承載能力，造成結構破壞。

1.4自然災害

地震、滑坡、泥石流、颶風、洪水、海嘯等自然災害一旦發生都會造成災難性的破壞。據調查統計，全球自然災害導致結構倒塌的數量相當驚人，1976年的唐山7.8級地震，80%的建筑物倒塌或遭到毀滅性的破壞。但是要完全避免自然災害對結構的破壞是不現實的也是不可能的，隨著科學技術的進步，提高對災害的預測水平和結構抗災能力是完全必要的，并應以此作為改進結構安全質量的重點。

1.5缺乏系統的約束體系

（1）混凝土結構工程建設和使用在管理上缺乏立法約束，重視項目建設，輕視使用過程中的日常維修、保養，忽視保養維修基金設置，結構的保養維修缺乏強制性措施，由于保養不及時或長年失修造成結構損傷，最終導致結構破壞；（2）設計、施工、保養及維修技術不配套，過于依賴技術規范的作用，缺乏指南、工法等較為具體詳盡的技術標準；（3）對規范、標準的修訂不及時，造成混凝土結構安全性降低。

2.改善混凝土結構安全性的方法與途徑

2.1提高混凝土結構安全系數的設置標準

提高結構安全系數的設置標準有利于提高結構安全性，合理設置安全系數既有利于提高結構整體可靠性，又能適應建設單位承受能力，應從客觀實際出發，選擇安全系數設置標準，提高結構抗突發事件的能力，提高抗震等級，增強結構整體牢固性。對重要部位、重點場所，應設置特別安全系數。設計荷載等級和結構、構件的承載能力應有必要儲備，并結合長遠考慮荷載等級和使用功能的變化。

2.2完善結構耐久性設計標準

結構耐久性是指結構、構件發揮使用功能的能力。我國現行的設計規范和施工規范主要局限于荷載作用下結構、構件的安全性問題，對于結構、構件在長期使用過程中由于環境作用導致材料性能劣化的影響，被置于比較次要或從屬地位，對耐久性認識不足。而在環境作用下結構耐久性問題比較復雜，存在很多不確定性，現階段只能通過預測、估計的手段來判斷，隨著研究的深入，對混凝土結構耐久性的預測已有可能。

2.3加強施工過程中工程質量的監督

工程質量的優劣直接關系到結構的安全性能和耐久性能，加強施工過程中工程質量的監管是有效遏制結構安全事故的重要手段。建設單位、設計單位和監理單位應各司其職，互相配合共同完成施工過程的監理，保證混凝土結構的耐久性。

2.4強化使用過程中的安全檢測

應建立質量保證體系和制度，加強結構、構件在使用過程中的安全檢測，通過有效的安全檢測，及時發現問題，采取整改措施，避免事故的發生，把安全事故的發生率降低到最小。要結合結構、構件的使用情況編制安全檢測計劃，配備檢測儀器，安排檢測經費，對一些衙點的結構、構件要進行強制性檢測。

2.5提高材料的耐久性

提高混凝土結構原材料的耐久性是提高混凝土結構和構件使用年限的有效途徑。控制水泥和粗骨料的使用，推廣引氣混凝土，開發耐銹蝕鋼筋以及海砂混凝土的控制和利用，積極推廣應用耐久性能高的高分子材料，可提高混凝土結構的耐久性。

3.結語

提高混凝土結構設計中結構的安全性和耐久性取值標準，除了提高相應的安全儲備外，更為重要的是加強結構的抗災能力，應重視結構在使用過程中的檢測、保養和維修，要建立使用過程中安全檢測制度并制定相應的標準。要重視基礎設施和公共建筑物的維修，積極推廣耐久性材料的使用，推廣應用高性能混凝土。