土木工程建筑结构的安全性与耐久性研究

土木工程建筑结构的安全性与耐久性研究

孙洋洋

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司 天津市 300220

摘要：在我国城市化进程不断推进及深入的背景下，我国的土木工程建筑领域获得了进一步的发展。众所周知，土木工程建筑的好坏直接关乎着人们生命及财产安全，因此，土木工程建筑结构的安全性与耐久性成为建筑领域中至关重要的课题，涉及到建筑物在长期使用过程中的稳定性、功能完整性以及对自然灾害和外力冲击的抵抗能力。本文旨在探讨土木工程建筑结构安全性与耐久性的重要性、常见问题以及优化策略，为相关从业人员提供一定的借鉴与参考。

关键词：土木工程建筑结构；安全性；耐久性

引言

土木工程建筑结构设计是建筑施工中的重要组成部分，在设计过程中应综合考虑各种影响因素，提高建筑结构的安全性、耐久性。

1土木工程建筑结构的安全性与耐久性的重要性

土木工程建筑结构的安全性直接关系到公众的生命财产安全。当建筑物发生失效或破坏，可能造成严重的人员伤亡和财产损失，甚至引发灾难性后果。因此，为了保障公众的安全，建筑结构必须经过严格的安全评估和设计。耐久性保证了建筑物能够在长期使用和各种环境作用下仍保持其稳定性和功能完整性。建筑结构的持久性减少了频繁维修和更换的需要，降低了资源消耗和废弃物产生，有利于推动社会朝着可持续发展的方向前进。同时，土木工程建筑结构作为城市化和工业化的基础设施，对于经济的发展和社会的进步至关重要。高楼大厦、桥梁、隧道等基础设施的安全性和耐久性直接影响着城市的功能和运行。稳固耐久的基础设施为经济发展提供了可靠的支撑，为城市的繁荣奠定了坚实的基础。

2土木工程建筑结构的安全性与耐久性研究

2.1提高施工质量与工艺

在施工前，需要制定详细的施工方案和施工计划，明确施工任务和工序，合理安排资源和人力。施工现场应设立专门的施工管理人员，负责监督和指导施工作业，确保施工按照设计要求和施工标准进行。同时，要加强安全生产意识，严格执行施工操作规范，做好安全防护措施，避免事故发生对结构造成损害。并且，对施工人员进行专业培训和技能提升是必要的。合格的施工人员应具备丰富的施工经验和专业知识，熟悉施工工艺和机械设备的操作。他们需要掌握各种施工工序的技术要领，以确保施工质量的可控和稳定。定期进行技能培训和知识更新，能够使施工人员紧跟行业最新发展，提高施工水平和质量。定期召开员工培训会议。特别要注意关键部位的质量控制和监督。关键部位包括混凝土浇筑、钢筋连接、焊接等，这些部位的质量直接影响到整个建筑结构的稳定性和安全性。对这些关键环节要实行严格的质量检验和监督，确保施工质量符合设计标准和要求。

2.2结构构件影响

针对钢筋混凝土所搭建的斜支撑框架结构需要对其设计进行细化：第一是最高的斜支撑框架结构的建筑，其倾斜度不得超出框架结构与剪力墙结构的平均值；第二是布置斜支撑的设置基础条件为结构两个主轴放线，确保其布置的平衡性与对称性；第三是计算斜支撑框架结构的过程中，应将拉压受力作为斜支撑设置基准，即斜支撑可在此布置条件下，基于节点将产生的竖向水平力传递至相连结构中，例如梁柱等，进而减小梁端并提升柱轴力。此情况下建议将斜支撑框架结构压力予以适当增加，但要求需严格遵循抗震设计的基本原则；第四是针对斜支撑框架结构所对应的最大位移角线，应基于框架结构对剪力墙的限制的平均值展开计算，并同时强化对于建筑构件生产技术的改进过程，从而将所使用的建筑构件的生产安全性予以提升，保证其使用质量，充分发挥出其在保证建筑整体质量水平与安全性能中的重要作用。

2.3改善建筑物的抗震性能

为确保建筑物的地震安全，应在设计中做好下列工作：①在土木工程建筑建造时，应充分考虑基础的稳定性，选取具有高硬度和高稳定性的基础，以抵御外部环境的改变，防止基础发生变形而造成的地震作用失效；②在建筑物的构造中，必须以同一性质的基础为基础进行构造，使建筑物的构造中，能够最大限度地利用基础的潜能和功能，使建筑物的抗震性能得到最大程度地体现。

2.4多层混凝土框架结构工程设计

进行建筑结构设计计算所使用的软件模型有许多种，其中最常用的是三维建模软件与结构力学分析软件。前者可通过CAD或CAE等手段实现结构选型与布置设计，后者则能模拟实际工程中各种复杂受力状况下的应力状态，并可以计算出相应的结果。梁输入模型呈现较好的通用性，但其参数化程度低。而输入模型由于采用了实体单元及网格划分技术，在保证计算精度的前提下显著提高了效率。然而，由于梁输入模型并未从根本上解决楼板T型截面引起的刚度增大问题，因此不能很好地解决目前存在的混凝土组合楼盖体系中出现的竖向变形过大、局部破坏严重以及梁端剪力较大等诸多技术难题。为了确保结果精准度，应在计算过程中对梁刚度做放大处理，对内力做适当调整。对于板柱节点处支座约束效应问题，必须考虑其抗剪承载力随荷载变化而发生改变的特性，使计算结果更为合理可靠。为避免梁柱连接区域内产生塑性铰现象，需设置一定数量的箍筋以加强构件间的协同工作性能。通常情况下，梁的放大系数取2.0，边梁取1.5，角柱取1.0。当跨高比大于3时，一般可取2～2.5，否则应视具体情况而定。总之，梁刚放大系数越大，边柱抗弯能力越强。跨高比越小，翼缘受拉钢筋屈服后强度降低越快且不影响整体延性。结构设计中，需充分考虑建筑物抗震等级，通常，抗震等级的选择需要注重以下几个方面：（1）是否符合国家现行规范；（2）是否具有足够的承载能力及变形能力；能否保证上部结构有一定刚度以及能够抵抗较大水平力；（3）有无良好的延性及抗剪承载力；（4）抗侧移能力及其他动力特性指标。只有围绕因地制宜原则，结合工程实际情况综合考虑才能使整个工程设计做到经济适用、安全可靠。

2.5结构材料选择

在选择适当的结构材料时，需要考虑多个因素，包括强度、刚度、耐久性、施工性能以及经济性等。首先，强度是选择结构材料的一个重要考虑因素。土木工程建筑需要承受大量的荷载，包括自重、风荷载、地震荷载等。因此，结构材料必须具备足够的强度来抵抗这些荷载，以确保建筑物的稳定性和安全性。常见的结构材料包括混凝土、钢材和复合材料等，它们都具有较高的强度。其次，刚度也是结构材料选择的一个重要考虑因素。土木工程建筑需要具备足够的刚度来抵抗荷载引起的变形和振动。较高的刚度可以减小结构的挠度和位移，提高建筑物的整体稳定性和舒适性。在结构材料选择时，需要综合考虑材料的弹性模量和刚度特性。耐久性也是选择结构材料时需要考虑的因素之一。土木工程建筑通常具有较长的使用寿命，因此结构材料必须具备良好的耐久性能，能够抵抗气候、环境和时间的侵蚀。此外，施工性能也是结构材料选择的考虑因素之一。土木工程建筑的施工过程复杂且具有挑战性，因此选择具有良好施工性能的材料可以提高施工效率并降低成本。

结语

综上所述，我国社会经济发展过程中，建筑行业所起到的重要作用毋庸置疑。为此，作为土木工程建筑管理人员，需从全局出发，细致分析建筑结构施工质量水平与结构安全性能的关联因素，制定并切实落实相应强化措施，做好针对建筑材料以及框架结构的质量监管工作，为实现建筑行业的可持续性发展目标奠定坚实基础。

参考文献

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