浅谈建筑工程结构安全的控制

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摘要：本文从建筑结构的知识体系、结构主要受力形式、主要的建筑结构体系，从设计、施工、移交使用多个角度谈论了一下建筑工程结构安全的控制，以综合的视角论述结构的安全控制，供工程技术人员参考。

关键词：结构的安全性、可靠性、耐久性、建筑结构体系、基础变形控制、抗震构造措施、结构安全设计审查要点、施工过程结构安全控制、移交使用结构安全的防治

Discussbuildingengineeringstructuresafetycontrol

Fujianspringmacroengineeringmanagementco.,LTD.SuYinCheng

Abstract:thisarticlefromthearchitecturalstructureoftheknowledgesystem,structurethemainstressform,themainbuildingstructuresystem,fromdesign,construction,handedovertousemultipleAngletalkedaboutthebuildingengineeringstructuresafetycontrol,comprehensiveAnglediscussesthesafetyofthestructurecontrol,forthereferenceofengineeringtechnicians.

Keywords:structureofthesafety,reliability,durability,buildingstructuresystem,basicdeformationcontrol,seismicconstructionmeasures,thesafetyofthestructuredesignreviewkeypointsandconstructionprocessstructuresafetycontrol,usehandoverthepreventionandcontrolofthesafetyofthestructure

建筑工程结构的安全关系到建筑的可靠度、耐久性，对建筑的使用者、财产等产生重大重用，如何确保建筑结构的安全对监理、施工从业人员具有重大意义，由于建筑从业人员的素质参差不齐，而且建筑工程在各地广泛建设，所以很有必要介绍一下建筑结构安全的控制。目前有的工程人员在工程实践中不能做到理论联系实际，有点欠缺结构、力学知识，有的不了解各个结构部位的破坏特点，所以存在知识点盲区、认知盲区的情况。由于从事建筑工程的施工或者监理人员责任重大，所以很有必要了解一下建筑工程结构安全控制的知识。

本文从结构知识体系、设计图纸审查、施工过程控制、工程竣工后建筑使用功能监控方面浅谈一下建筑结构安全的控制。

从业人员应该了解、学习、普及结构知识体系方面。施工、监理从业人员最好有一定的结构力学知识，知道什么是受弯构结构、什么是受剪结构、什么是受扭结构，而更多的结构是弯剪、弯剪扭、弯剪压共同作用的结构，比如框架柱的柱端共同受弯剪压作用（柱端箍筋加密、配柱筋），框架梁梁端受弯剪共同作用（梁端加密箍、配支座负筋）、跨中的受弯作用；抗震墙结构是整片墙结构，既受弯（如边缘约束构件配筋、竖筋）、又受剪（如水平分布受剪钢筋）、也受压（如控制剪力墙的厚度、轴压比）；需知道什么是连续梁结构、悬臂结构、框架结构、筒体薄壁、钢构悬臂结构等，知道这些结构在水平作用（如风震、地震）、竖向作用下的结构受力状态。知道这些结构知识，就可以知道结构各个部位的受力状态。而目前好些施工、监理人员的结构知识水平是不高的。

而我国现在的建筑结构体系主要有砌体结构、钢筋混凝土框架结构、钢框架结构、剪力墙结构、框-剪结构、筒体结构、框-筒结构、加劲砼-筒体结构、高层钢箱柱箱梁等混合特种结构，而承受竖向荷载、水平荷载的主要结构有柱和墙，即抗侧力、抗压构件的柱和墙，而上述结构都为超静定结构，如何保证结构的连续、稳定与不失效是非常重要的，其中主要受力构件如框架梁、柱、抗震墙整个体系的形成、联结、可靠的工作度非常重要。

结构的耐久性，目前我国建筑结构的合理使用安全年限为50年，特殊的达100年，而结构的耐久性就是在规定时限内保证结构的受力构件不失效，对于混凝土结构，由于混凝土会老化，所以一定要保证钢筋混凝土保护层的厚度；而对于钢结构，由于钢结构裸露于空气或者室外容易生锈，所以钢结构一定要做好防锈处理，如刷防锈漆、涂结构胶、环养树脂、做钢筋混凝土保护层、阴极保护等。如果结构的钢筋、钢材保护层无法受到保证或者失效，钢筋和钢材将生锈，其主要受力截面（即有效受力截面）将变小，其力的受力性能和力的传递性能将变小。

基础安全的控制：我国现行规范基础设计的控制一般以控制基础变形为主，而基础变形包括了地基受压作用变形和基础结构自身的变形，地基变形即控制地基的沉降量，而地基变形的控制一般要保证地基的承载力要符合设计要求、地基下是否有软弱下卧层、软弱下卧层的变形是否满足上部结构变形要求。基础的变形与基础的刚度有关，基础可以分为刚性基础、柔性基础、半刚半柔性基础，刚性基础如砌体条形基础、墩基础等，刚性基础自身的变形很小，可以忽略不计；柔性基础如长细比比较大的桩基或者碎石砂桩，由于桩的长细比比较大或者自身桩的压缩系数比较大，所以桩自身的压缩变形也会大一些；半刚半柔性基础，如水泥搅拌桩、高压旋喷桩，这些复合桩基的压缩模量也不小，工程中对其沉降、压缩变形也有控制要求。所以建筑工程中一般要控制基地承载力、基础的刚度（基础梁的高度、桩的材料、直径、长度、间距、密度、持力层等）、强度、压缩模量等来控制基础的沉降变形。

抗震构造知识的了解：历次的震害表明，不合理或者不好的抗震构造措施都是造成建筑物损毁的重要原因之。如汶川地震、日本的地震，如采用预制构件没有整片连接整体性差，造成整体倒塌；框架柱的节点柱箍筋配置不足，在地震力作用下柱端节点被压碎；框架梁支座负筋锚固长度不够，地震作用下锚固钢筋被拔起；砌体结构不设或者少设构造柱，楼梯间无设置构造柱、整体刚度差；抗震设计等级不严格等。而抗震构造的主要措施是，强剪、强节点、强锚固、强连接、强构件联结等。

建筑工程结构安全设计方面的控制、审查要点：1、严格限制设计从业人员的资质：建筑结构设计图纸一定要由专职的结构设计师或者注册结构工程师进行结构设计和审查，非有经验结构人员设计，结构体系布置不合理，结构方案差、结构的细节处理差或者欠缺，有的甚至出现方案错误、考虑不周的情况，将给工程带来经济损失和结构安全隐患。2、不可过分或者片面的强调限制设计参数和经济指标：由于现在市场经济，很多业主或者开发商为了降低开发成本、工程造价，片面的限制了建筑结构的设计指标，如混凝土构件的大小、强度、每平方米钢筋的用量，很多结构设计只通过电脑验算后即出施工图，存在着设计取值偏低，理论脱离工程实践、实际的情况。3、设计施工图纸的审查和查看：由于多种原因，也存在着结构设计施工图纸审查不严、马虎的情况，做为施工、监理人员拿到送审过后的设计施工图纸还是要认真详细看一下施工图纸，查看是否有纰漏、错误、不合理的地方。4、一定要遵循先勘察后设计再施工的原则：有的工程存在边设计，边施工的情况，这样的情况是要杜绝的，因为边设计边施工将会造成很多工程上前后矛盾不一致的地方，这也是建筑建设法规所不允许的。5、结构布置方案的要求：设计过程要多设计超静定结构、多道防线、结构传力要明确、简单，设计荷载取值要合理，结构的刚度在平面上或者竖向上要均匀、对称、合理，防结构突变或者刚度突变（平面内或者竖向内的刚度突变）。6、构件设计要求：要控制框架柱、抗震墙的轴压比，受压构件要尽量为大偏心构件，避免混凝土破坏限于钢筋破坏；弯剪构件要配足够的箍筋，使抗震结构有足够的塑性，避免剪切破坏先于弯曲破坏，要强柱弱梁、强剪弱弯。

在了解些结构知识、结构设计知识和抗震构造措施后，如何在建筑施工过程中落实上述结构要点是建筑工程施工过程结构安全控制的要点和关键点，下面介绍下施工过程结构安全的控制要点。

控制混凝土强度：混凝土强度关系到结构的受压承载力和钢筋、钢材力的传递，所以混凝土的强度一定要达到设计要求，所以混凝土的原材料，如水泥、砂石的质量就要开始控制，水泥一定要经抽验合格，砂石的强度、含泥量一定要符合验收要求，混凝土的掺合料如粉煤灰的用量，混凝土的试配、配合比、水灰比、砂率、坍落度、流动性、工作度要符合验收要求或者工作要求，混凝土的振捣密实度要符合要求，大体积混凝土要注意混凝土的内外温度控制、入模浇筑温度、降温措施、浇筑施工方案要合理确实可行，混凝土的养护要到位、连续养护并符合养护要求，混凝土要按要求抽取混凝土同条件养护试块和标准养护试块，主要抗侧力构件要采用回弹法测验其强度。

强（控制）钢筋（钢材）、结构的连接质量：钢筋、钢构的可靠连接或者联结才能才能保证力的传递，力的有效传递才能保证构件或者整个构件的工作和稳定。目前钢筋的连接方式有搭接、电弧焊接、电渣压力焊接、机械钢套筒连接、植筋等，而电弧焊接、电渣压力焊、机械套筒连接、植筋在施工过程中都要进行工艺试验和施工过程抽检检验，以保证钢筋的连接强度。钢结构的连接一般采用焊接或者螺栓连接，焊接时检查焊工是否持证、焊条规格型号、焊缝高度长度、焊缝质量（是否进行无损伤检验、是否达一、二级焊缝标准）是否符合设计要求；采用螺栓连接时，要检查螺栓的强度、质量、规格、间距、数量、连接板的大小规格是否符合设计要求。

控制（强）结构截面的有效面积：即控制混凝土梁柱墙的有效面积，是否尺寸偏小、存在蜂窝、孔洞现象，是否混凝土不密实现象；检查控制钢材截面是否符合设计要求，即钢筋、型钢的直径、厚度、规格（高与宽）、壁厚是否符合设计要求，钢材是否生锈或者磨损。

控制（强）抗震构造措施、强节点：检查梁端、柱端加密箍筋、梁柱节点的箍筋规格、直径、肢数、间距、数量、加密长度是否符合要求；梁筋的锚固长度、锚固受力形式是否符合设计要求；检查边缘构件如梯间柱、建筑转角柱、抗震墙边缘约束构件、短柱的配筋是否符合设计要求。检查砌体结构构造柱是否布置、是否符合设计要求。控制节点混凝土的强度等级、配筋情况是否符合设计，由于施工监理人员不注意，节点混凝土的强度不理想，如为了方便浇筑采用坍落度大的混凝土、不同强度等级的节点和梁板没有分开浇筑而是整片浇筑。

截面材料强度的控制：混凝土强度（水泥、砂石、掺合料、添加剂）、钢筋、钢材、连接件（如机械连接钢套筒）、紧固件（如普通螺栓、高强螺栓），所有原材料都必须有质量合格证、出厂质量保证书，原材料必须按施工验收规范要求进行抽样检验合格后方可进场使用。

保护层厚度控制：为保证钢筋、钢材的耐久性，钢筋、钢材的保护层处理方法和厚度一定要符合设计要求。特别对钢筋混凝土结构，钢筋保护层的厚度控制特别严格，抽检钢筋保护层厚度合格率要达90%以上，如果达不到要求，混凝土结构判定为不合格。钢结构在使用过程中要检查、维护钢结构，特别是防锈的重新处理，防止结构失效。

注意构件、结构的垂直度控制、减少附加偏心弯矩：要保证柱、墙这些抗压和抗侧力构件的垂直度，使其质心与形心一致，如果质心与形心不一致将产生附加弯矩、增大或者加剧偏心作用，使结构容易失稳，对结构的安全危害很大。特别是高层建筑，竖向受力构件垂直度的控制将更重要、也更严格，如果偏心累加、竖向构件不垂直、质心偏离将给结构安全带来大的隐患。

注意围护构件的连接：建筑物围护结构一般为砌体、玻璃幕墙、阳台围护结构等轻质隔墙，这些围护结构与主体结构要有可靠连接、连接牢固，要能承受风载、水平地震作用，防止次生灾害的产生。

简介完施工过程建筑结构的安全控制后，浅谈下工程使用过程中结构安全的控制：1、防止改变结构的使用功能、限制结构实际使用荷载：由于工程竣工后移交给业主使用，在使用的过程中，有的业主改变结构的使用功能，使结构实际受力荷载大于设计荷载。如把原来居住场所改变成商场、仓库、舞厅、加工作坊等。2、防止改变结构的使用环境：如原来的结构的设计环境为一类普通室内环境，而实际上将该结构部位变为蓄水池、海鲜保鲜池、蒸汽室、烘干室等，改变了结构的工作环境，加速了混凝土的碳化速度，使钢筋混凝土保护层厚度不能满足实际使用要求，造成钢筋的腐蚀与膨胀，最后使钢筋断裂。3、防止人为的打凿破坏结构：在使用过程中，有些业主或者使用者为满足某种建筑功能，不经意的打凿梁柱混凝土，使钢筋混凝土保护层脱落、主筋受到损，有的甚至在主要的梁上进行钻孔，一经发现要坚决给予制止并进行保护、修复处理。

结束语：由于本文篇幅有限，不能对建筑结构安全控制的方方面面展开全面的论述，限于篇幅，只能从建筑结构知识、结构设计审查、施工过程、移交使用这些方面简明扼要的介绍了一下建筑结构的安全控制，读者还需参考更多的参考书。