1. Seguridad de las estructuras de ingeniería civil
La seguridad estructural es la capacidad de la estructura para evitar el colapso y es el indicador de calidad más importante de la ingeniería estructural. La seguridad de la ingeniería estructural depende principalmente del nivel de diseño y construcción de la estructura, y también está relacionada con el uso correcto (mantenimiento e inspección) de la estructura, que a su vez está relacionado con el establecimiento y aplicación razonable de las normas y regulaciones de ingeniería civil. normas técnicas (especificaciones, procedimientos, procedimientos, etc.). ).
1. El nivel de configuración de seguridad de los códigos de diseño estructural de China
Para el diseño de ingeniería estructural, la seguridad de la estructura se refleja principalmente en la seguridad de la carga. capacidad de los miembros estructurales, la solidez general de la estructura y la durabilidad estructural. En términos generales, los estándares de diseño de estructuras civiles como edificios y puentes en mi país son mucho más bajos que estándares extranjeros similares.
El nivel de configuración de seguridad es 1,1 capacidad de carga del miembro
Los dos factores más estrechamente relacionados con el nivel de seguridad de los miembros estructurales son: según 1) la especificación, cuánta carga soporta la estructura necesita soportar (valor estándar de carga), como el mismo edificio de oficinas. Desde 1959, las regulaciones de mi país han estipulado que la carga viva de las losas de piso es de 150 kg por metro cuadrado (se ha determinado que se volverá a cambiar a 200 kg en las nuevas regulaciones), mientras que los Estados Unidos y el Reino Unido son 2400 kg. . 2) El tamaño del coeficiente parcial de carga y el coeficiente parcial de resistencia del material especificados en la especificación. El primero es un coeficiente que amplifica el valor estándar de la carga al calcular y determinar el efecto de la carga sobre el miembro estructural, y el segundo. es un factor que reduce la capacidad de carga inherente del miembro estructural. Coeficiente del valor estándar de resistencia del miembro. Los coeficientes representados por estos parámetros reflejan el grado de seguridad de los componentes estructurales bajo una carga estándar determinada. Se denominan factores de seguridad en el método de diseño de factores de seguridad (como las especificaciones de diseño de alcantarillas y puentes de carreteras de mi país), lo que refleja la necesidad de reservas de seguridad. en el diseño de confiabilidad En el método (como el código de diseño de estructuras de edificios de mi país), se llama coeficiente parcial, que refleja una cierta probabilidad de falla nominal o índice de confiabilidad. Cuanto mayor sea el factor o subfactor de seguridad, mayor será el grado de seguridad. Los coeficientes parciales de carga viva y carga muerta (como el peso propio estructural) son 1,4 y 1,2 en los códigos de diseño de estructuras de edificios de mi país, mientras que son 1,7 y 1,4 en los Estados Unidos y 1,6 y 1,4 en el Reino Unido. De esta manera, cuando se diseñan edificios de oficinas según las especificaciones chinas, la carga de diseño del piso (el producto del valor de carga estándar y el factor de carga del subelemento) es solo aproximadamente 52 (considerando la carga viva del personal y las instalaciones) y 85 ( carga muerta de la estructura) en los Estados Unidos y Gran Bretaña. El diseño estructural de algunos países en desarrollo se refiere principalmente a las especificaciones de los países desarrollados, al igual que los métodos de diseño estructural de China antes de la liberación y en los primeros días de la fundación de la República Popular China se referían a las especificaciones estadounidenses. En cuanto a las provincias chinas de Hong Kong y Taiwán, todavía se basan en los estándares británicos y estadounidenses respectivamente. Lo que hay que tener en cuenta aquí es que los valores de carga viva estándar de otros edificios no son tan grandes como los de los edificios de oficinas, apartamentos y dormitorios en el extranjero. La brecha en los entornos de seguridad entre diferentes materiales y diferentes tipos de estructuras es diferente a nivel internacional. Por ejemplo, los espacios entre estructuras de acero pueden ser relativamente pequeños.
La situación de las estructuras de puentes de carreteras es similar a la de las estructuras de edificación. Además de los estándares de los vehículos, el factor de seguridad de los componentes de carga (la especificación de los vehículos de mi país es 1,4, aproximadamente 25 menos que la especificación estadounidense AASHTO de renombre internacional de 1,75) y el factor de seguridad de los componentes de resistencia del material son bajos.
Aunque la reserva de seguridad establecida por las especificaciones de diseño de mi país es baja, el consumo de material de algunos proyectos es mayor que el de proyectos extranjeros similares. El principal problema aquí es el diseño conservador y la falta de innovación en soluciones estructurales, selección de materiales, cálculos analíticos, construcción estructural, etc.
1.2 La firmeza general de la estructura
Además de la suficiente capacidad de carga de los componentes estructurales, la estructura también debe tener firmeza general. La solidez general de una estructura se refiere a la capacidad de una estructura para evitar que los daños locales a una determinada parte de la estructura causen daños continuos y colapsos a gran escala, o decir que la estructura no debe producir consecuencias destructivas que sean desproporcionadas con respecto a sus objetivos. causa. La estabilidad general de la estructura depende principalmente de la buena ductilidad y la redundancia necesaria de la estructura, que puede usarse para hacer frente a cargas de desastres como terremotos y explosiones o consecuencias de desastres causados por errores humanos, y puede reducir las pérdidas por desastres. Las enormes víctimas causadas por el terremoto de Tangshan están estrechamente relacionadas con la falta de estabilidad general de las estructuras de vivienda locales.
En 2001, se produjo una terrible explosión en Shijiazhuang. La pared de un edificio residencial quedó parcialmente dañada por la explosión de explosivos de tierra, lo que provocó que todo el edificio colapsara continuamente. Esto también fue una señal de que el diseño del edificio no era lo suficientemente fuerte.
1.3 Seguridad duradera de las estructuras
El "Código de construcción y diseño estructural de edificios civiles" de mi país se centra en los requisitos de resistencia estructural bajo diversas cargas, mientras que los factores ambientales (como seco, húmedo, Los requisitos de durabilidad bajo la erosión atmosférica (como el congelamiento y el deshielo, así como la erosión por medios químicos dañinos en el agua y el suelo alrededor del proyecto) se consideran relativamente menos. La gravedad de los accidentes de seguridad estructural causados por la corrosión de las barras de acero o la corrosión del hormigón en estructuras de hormigón es mucho mayor que el daño causado por el bajo nivel de seguridad de la capacidad de carga de los componentes estructurales. Se debe prestar especial atención a esta cuestión. Algunos requisitos relacionados con la durabilidad especificados en las especificaciones chinas, como el espesor mínimo de la cubierta de hormigón para proteger las barras de acero de la corrosión y el grado mínimo de resistencia del hormigón, son significativamente más bajos que las especificaciones extranjeras. Destruir la seguridad de la capacidad de carga de la estructura es sólo una de las consecuencias de una durabilidad insuficiente; mejorar el nivel de ajuste de seguridad de la capacidad de carga del miembro estructural también puede ser beneficioso para la durabilidad y la vida útil de la estructura en algunos casos.
2. Diferentes opiniones sobre el ajuste del nivel de configuración de seguridad estructural
El bajo nivel de configuración de seguridad en las especificaciones de diseño estructural de mi país está relacionado con las condiciones históricas de largo plazo de mi país. falta de sistemas económicos y de planificación tras la fundación de la República Popular China. Sin embargo, el bajo nivel de seguridad de las estructuras de ingeniería civil básicamente puede satisfacer las necesidades de producción y vida en ese momento, y ha sido probado durante mucho tiempo. Sin embargo, es un gran logro logrado por los técnicos de ingeniería civil nacionales después de enormes esfuerzos; a la baja reserva de seguridad, la capacidad de resistir impactos inesperados es relativamente inadecuada. Si el nivel de configuración de seguridad se mejora adecuadamente, ayudará a reducir la frecuencia de accidentes y mejorará la capacidad del proyecto para resistir desastres. Un gran número de accidentes de seguridad en ingeniería en nuestro país son causados principalmente por corrupción y mala gestión en la gestión, así como por errores humanos graves. La propuesta actual de reexaminar el nivel de seguridad de la estructura se basa principalmente en cambios en la situación objetiva, porque la construcción de infraestructura en la que estamos actualmente involucrados debe sentar las bases para la futura modernización y satisfacer las necesidades del desarrollo de la producción popular y niveles de vida en las próximas décadas o cientos de años. Algunas estructuras civiles, como las viviendas comerciales, deben satisfacer las necesidades de los atributos de los productos básicos en condiciones de economía de mercado. En los últimos años, nuestro país ha tenido varias discusiones sobre el nivel de establecimiento de la seguridad estructural de los edificios, y existen grandes diferencias de opinión sobre cómo ajustarlo. Estas diferentes opiniones también se reflejan en este foro de ciencia y tecnología:
1) Se cree que el nivel de configuración de seguridad en las especificaciones actuales de mi país es suficiente y ha sido probado por la práctica a largo plazo, pero no No existe tal experiencia en el extranjero. Esta experiencia exitosa de nuestro país no debe desperdiciarse fácilmente y no podemos seguir los altos estándares de Gran Bretaña y Estados Unidos en términos de seguridad. Un alto grado de seguridad es un desperdicio y, aparte de los ajustes individuales, no hay necesidad; para cambiar la situación general.
2) Se cree que aunque el nivel de seguridad en las especificaciones de nuestro país no es alto, las decenas de miles de millones de metros cuadrados de edificios construidos sobre esta base deben cumplir con las "tres normalidades" del diseño normal. , construcción normal y uso normal. "En estas condiciones, la mayoría de ellos todavía se usan de manera segura, lo que indica que los estándares estipulados en estas especificaciones aún son aplicables; sin embargo, los" tres normales "ideales son difíciles de lograr. Al mismo tiempo, para reducir la brecha con el nivel avanzado internacional y satisfacer las necesidades de desarrollo sostenible y mejora de la durabilidad, en las condiciones económicas del mercado donde las condiciones de suministro de materiales han mejorado, el nivel de configuración de seguridad de la estructura debe mejorarse adecuadamente. . Esta mejora sólo puede ser modesta porque China sigue siendo un país en desarrollo.
3) Se cree que el nivel de configuración de seguridad estándar de mi país debería estar generalmente cerca del nivel internacional y necesita mejorarse significativamente. Esto se debe a que con la mejora continua del desarrollo económico y los niveles de vida de mi país, los riesgos y las pérdidas causados por accidentes en la ingeniería civil, especialmente en los grandes proyectos de infraestructura, serán cada vez más graves, y los fondos necesarios para mejorar la seguridad de los proyectos aumentarán. A lo largo del proyecto (especialmente la proporción de proyectos de construcción) es cada vez menor y el suministro de materiales también es muy suficiente. El bajo nivel de seguridad del pasado sólo se adaptaba a las necesidades de la era de la economía planificada orientada a la escasez, pero no estaba exento de riesgos. Si el nivel de seguridad de las normas fuera alto, algunos accidentes de seguridad que se han producido se podrían haber evitado. Este defecto en las normas ha sido encubierto por las "tres normales" hasta cierto punto. Los proyectos en construcción deben servir a la futura sociedad moderna y deben tener altos estándares de seguridad. Será difícil que los bajos estándares de seguridad y calidad sean reconocidos en futuras competencias internacionales.
Incluso si el nivel de seguridad del diseño estructural se pudiera mejorar al mismo nivel que el de los países desarrollados, todavía habrá una brecha en la seguridad estructural debido a la mala calidad general de la construcción.
3. Método de diseño de confiabilidad probabilística de especificaciones de diseño estructural.
Los expertos que tienen opiniones positivas sobre los métodos de diseño de confiabilidad en las especificaciones de nuestro país creen que se trata de un gran avance científico y tecnológico. La definición probabilística de seguridad del método de confiabilidad es más clara, más científica y más razonable que el factor de seguridad fijo. Por supuesto, el método de diseño de confiabilidad probabilística en sí todavía tiene muchos defectos y necesita más correcciones y mejoras. Por otro lado, quienes sostienen la opinión contraria creen que las especificaciones de diseño estructural están dirigidas a una variedad de grupos complejos, y las incertidumbres e incertidumbres que deben considerarse en seguridad son muy complejas y no pueden determinarse científicamente utilizando "definiciones de probabilidad". desde una perspectiva matemática estadística." Descripción o procesamiento; la práctica de mi país de estandarizar métodos de confiabilidad durante más de diez años muestra que no trae efectos obvios a la seguridad del diseño estructural, sino que causa cierta confusión en el concepto de seguridad. Para el personal técnico y de ingeniería, la seguridad de una estructura se vuelve más impredecible y confusa después de expresarse en términos de indicadores de confiabilidad y probabilidades de fallas falsas, y no es tan intuitivo y conveniente como el factor de seguridad cuando se tratan problemas de seguridad en proyectos específicos. Los métodos de confiabilidad en las especificaciones de diseño actuales son inmaduros y tienen muchos defectos fundamentales. Creen que el método semiprobabilístico del factor de seguridad múltiple es más adecuado para las especificaciones y no descartan que los resultados del análisis de confiabilidad puedan usarse como referencia y deban considerarse al juzgar de manera integral el valor razonable del factor de seguridad.
2. Durabilidad de la ingeniería estructural civil
La durabilidad de la ingeniería estructural civil está relacionada con la vida útil del proyecto, es decir, la capacidad de la estructura para mantener funciones normales durante su vida útil. Esta función normal incluye seguridad estructural y aplicabilidad estructural, y se refleja más en la aplicabilidad.
1. Estado de durabilidad de la ingeniería estructural civil
La mayoría de las estructuras civiles están hechas de hormigón. La durabilidad de las estructuras de hormigón es un problema mundial que afecta actualmente a los proyectos de infraestructura civil. No es exclusivo de mi país, pero aún no ha atraído suficiente atención por parte de las autoridades gubernamentales chinas y de la mayoría de los departamentos de diseño y construcción.
Durante mucho tiempo se ha pensado que el hormigón es un material muy duradero. No fue hasta finales de la década de 1970 que los países desarrollados descubrieron gradualmente que los proyectos de infraestructura originales sufrían daños prematuros en algunos casos. Los proyectos de infraestructura concreta y los proyectos portuarios en muchas ciudades estadounidenses se han deteriorado en menos de 20 a 30 años o incluso menos; según una estimación de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles en 1998, su construcción requiere 1,3 billones de dólares. En los proyectos de Estados Unidos, costará 80 mil millones de dólares sólo reparar y reemplazar las plataformas de concreto de los puentes de las carreteras, y el gobierno federal actualmente asigna sólo entre 5 mil y 6 mil millones de dólares por año para este propósito. Según otros datos, el número de puentes de carreteras en Estados Unidos que requieren restricciones de tráfico debido a la corrosión de las barras de acero provocada por la sal deshielo representa 1/4 de los puentes en este entorno. Los países desarrollados han invertido muchos fondos de investigación científica en la durabilidad de las estructuras de hormigón y han tomado medidas activas. Por ejemplo, en Ontario, Canadá, para hacer frente a la erosión de los agentes derretidos de la nieve y a los daños causados por el hielo y el deshielo, el espesor mínimo de la capa protectora de hormigón de barras de acero aumentó gradualmente de 2,5 cm en la década de 1950 a 4 cm y 6 cm, hasta 7 cm después. década de 1980, y el grado mínimo de resistencia del hormigón también aumentó desde el C25 en la década de 1950 hasta el posterior C40. El hormigón de la plataforma del puente nunca requiere agentes incorporadores de aire y no tiene una capa impermeable. Debe estar equipado con una membrana adhesiva impermeable de alta calidad y barras de acero recubiertas de epoxi. Sin embargo, mi país todavía no tiene requisitos claros para el diseño de durabilidad de los puentes de carreteras en áreas afectadas por la erosión por congelación de sal. Los requisitos para la capa protectora de concreto y su resistencia son solo 2,5 cm y C25, que son consistentes con los estándares canadienses mencionados anteriormente. la década de 1950.
Según una encuesta realizada por el Ministerio de Construcción en la década de 1980, la mayoría de los edificios industriales de mi país necesitan reparaciones importantes después de 25 a 30 años de uso, y la vida útil de los edificios en entornos hostiles es de sólo 15 a 30 años. 20 años. Los edificios civiles y los edificios públicos tienen entornos de uso relativamente buenos y generalmente pueden usarse durante más de 50 años. Sin embargo, la vida útil de los componentes exteriores, como balcones y cubiertas impermeables, suele ser de sólo 30 a 40 años. La durabilidad de proyectos de infraestructura como puentes y proyectos portuarios es aún más grave. Debido a que la capa protectora de hormigón de las barras de acero es demasiado delgada y poco compacta, muchos años después de la finalización del proyecto, las barras de acero se corroen y aparecen grietas en el hormigón.
Las terminales portuarias generalmente necesitan ser reacondicionadas después de unos diez años de uso debido al agrietamiento y desconchado del concreto a lo largo de las barras de acero. Debido a la pulverización de sal deshielo y a las heladas en invierno, los pasos elevados urbanos de Beijing y Tianjin desarrollaron problemas después de más de diez años de uso, y algunos tuvieron que ser cargados, revisados o desmantelados. La congelación de sal también causó daños al pavimento de hormigón. Una carretera de alta calidad en el noreste de China quedó en gran medida erosionada después de solo un invierno. Los materiales de revestimiento de túneles ferroviarios de mi país utilizan hormigón C15 de baja resistencia, que tiene poca compacidad e impermeabilidad, no es resistente a la erosión por el agua subterránea y los gases de escape de las locomotoras, y sufre graves grietas y fugas. Los estudios de muestreo de túneles bajo la jurisdicción de múltiples oficinas ferroviarias muestran que el 50,4% de los túneles tienen fugas, y 1/3 de ellos tienen fugas graves, lo que provoca corrosión de los rieles y otros accesorios, y fugas de electricidad en el área de tracción eléctrica, lo que afecta operaciones normales. Sin embargo, el "Código de diseño de túneles ferroviarios" promulgado en 1999 aún no toma contramedidas apropiadas para la durabilidad de los túneles, como aumentar adecuadamente el grado de resistencia mínimo del concreto e incorporar fibras químicas al concreto.
La gravedad y urgencia del problema de la durabilidad radica en el hecho de que muchos de nuestros proyectos en construcción no han aprendido muchas lecciones dolorosas de fuentes nacionales e internacionales, y siguen cometiendo los mismos errores en el mismo viejo camino. . En algunos pasos elevados y puentes de carreteras recién construidos en las ciudades del norte, no se han tomado las medidas integrales necesarias en términos de propiedades materiales y construcción estructural para evitar daños por congelación, descongelación y sal. Incluso los proyectos a gran escala, como el puente Zhuhai Lotus, que se puso en funcionamiento en 2000, todavía utilizan hormigón C30 con una capa protectora de 3 a 4 cm de espesor en la zona de salpicaduras.
Algunos expertos estiman que el clímax de la construcción de infraestructura “en seco” de China puede continuar durante otros 20 años. Debido al descuido de la durabilidad, habrá un clímax de "revisión" en 20 años, que puede no llevar mucho tiempo, y el costo será el doble de la inversión en construcción de estos proyectos.
Las razones que agravan aún más el problema de durabilidad de las estructuras de hormigón son:
1) La inspección de calidad del hormigón habitualmente se basa en un único índice de resistencia, lo que da lugar a un seguimiento inadecuado por parte de la industria cementera. de resistencia del cemento., aumenta la finura del cemento y aumenta la proporción de componentes minerales de resistencia temprana, lo que no favorece la durabilidad del hormigón. La inspección de calidad del cemento de mi país solo requiere que la resistencia no sea inferior al valor mínimo permitido especificado, mientras que los países extranjeros también exigen que la resistencia no sea superior al valor máximo especificado. Si la resistencia excede, se considera no calificado, lo que también favorece la unificación de la calidad del producto de cemento.
2) La unidad de construcción acelera indebidamente el progreso de la construcción, especialmente la intervención inadecuada de los líderes administrativos del gobierno en el progreso de la construcción. En particular, la durabilidad y la calidad del hormigón requieren tiempos de construcción y curado suficientes para garantizar que un suministro prematuro sea perjudicial para la vida y la salud. El concepto también se aplica al hormigón. Los llamados proyectos que tardan varios meses en construir carreteras, puentes y edificios de gran altura, y los proyectos que se apresuran a buscar empleo y dar obsequios, como se publicita ampliamente en los medios de comunicación nacionales, probablemente sean proyectos de corta duración que están destinados a costar más dinero para reparaciones importantes en el futuro. Si completa el período de construcción estipulado en el contrato antes de lo previsto, será multado en el extranjero, porque esto significa que la calidad del proyecto puede verse perjudicada.
3) Deterioro ambiental, como gases de escape y lluvia ácida. La superficie de lluvia ácida en China ha superado el 30% de la superficie terrestre del país.
En la actualidad, existe una necesidad urgente de formular reglamentos técnicos para el diseño de durabilidad de proyectos de infraestructura como puentes, túneles y proyectos portuarios lo antes posible, y de revisar y complementar los requisitos de durabilidad estructural. en las especificaciones actuales. Lo primero que debe aclararse es la vida útil de diseño de varios proyectos de infraestructura. Los documentos de diseño de proyectos importantes deben incluir los requisitos y la demostración de la vida útil. Muchos proyectos en construcción siguen el mismo camino en términos de durabilidad. Una razón muy importante es que los técnicos de ingeniería y construcción no tienen una nueva base a seguir en materia de durabilidad. Lo que es más grave, algunas disposiciones del código actual van en detrimento de la durabilidad. Para mejorar la durabilidad del hormigón, el uso racional de aditivos minerales como cenizas volantes y escorias en el hormigón es un medio técnico importante. Algunas regulaciones extranjeras incluso estipulan que se deben agregar aditivos como cenizas volantes a estructuras de concreto como puentes, pero las "Especificaciones de construcción para puentes y túneles ferroviarios de concreto" de mi país todavía lo prohíben explícitamente. Además, existen algunas opiniones obsoletas en los círculos técnicos y de ingeniería que crean resistencia a mejorar la durabilidad del hormigón. Por ejemplo, por temor a afectar la resistencia del concreto, no queremos utilizar agentes inclusores de aire como medio convencional para mejorar la durabilidad y trabajabilidad del concreto, por otro ejemplo, esperamos aumentar la cantidad de cemento para asegurar la resistencia; La resistencia del hormigón y la cantidad mínima de cemento deben aumentarse como medida importante para la resistencia al agrietamiento y la durabilidad del hormigón.
En términos de los requisitos de durabilidad de las especificaciones revisadas, las "Especificaciones técnicas de Hong Kong para la anticorrosión de estructuras de hormigón" emitidas por el Ministerio de Transporte en 2001 han servido como un buen ejemplo para otras industrias de ingeniería civil. . Por un lado, es necesario consultar la información y la experiencia existentes en el país y en el extranjero para preparar los documentos técnicos de diseño y construcción correspondientes lo antes posible para satisfacer las necesidades urgentes. Por otra parte, deberían organizarse proyectos de investigación sistemáticos para aumentar el apoyo a la investigación sobre durabilidad. La durabilidad de las estructuras de hormigón es uno de los campos de investigación más importantes en ingeniería estructural en el mundo, pero China está bastante rezagada en este sentido. La investigación sobre la durabilidad del hormigón es inseparable de condiciones específicas como las materias primas y el medio ambiente. Debe considerar las características del país y no puede depender completamente de los resultados de investigaciones extranjeras.
Prestar atención a la durabilidad de las estructuras de hormigón también es una necesidad para el desarrollo sostenible. Cemento, arena, piedra y otras materias primas. La producción de hormigón consume muchos recursos terrestres y destruye la vegetación y los lechos de los ríos. El dióxido de carbono emitido por la producción de cemento ha representado entre 1/5 y 1/6 de las emisiones totales de las actividades humanas, y las emisiones de dióxido de carbono de China ocupan el segundo lugar en el mundo. China produce actualmente más de 500 millones de toneladas de cemento cada año, junto con más de 2.000 millones de metros cúbicos de arena y grava, lo que resulta insostenible a largo plazo. Extender la vida útil de la estructura significa ahorrar materiales, y el concreto duradero generalmente debe ser concreto con bajo contenido de cemento y alto contenido de aditivos minerales (residuos industriales), para que el concreto duradero satisfaga las necesidades de protección ambiental. La mayoría de los puentes, túneles y otros proyectos de ingeniería civil del mundo tienen una vida útil de diseño de 100 años, y algunos en el Reino Unido tienen una vida útil de 120 años. Teniendo en cuenta las enormes pérdidas económicas y el desperdicio de recursos causados por una durabilidad insuficiente, en los últimos años ha habido una tendencia internacional a extender aún más la vida útil mínima de estos proyectos. Por ejemplo, se propone que los puentes en entornos urbanos tengan al menos 150 años.
2. Inspección y mantenimiento normal durante la fase de uso de la ingeniería estructural civil.
Los conceptos de durabilidad estructural y vida útil son inseparables de la inspección, mantenimiento y reparación durante la fase de uso, especialmente para proyectos de infraestructura al aire libre en entornos hostiles. Para garantizar la seguridad y durabilidad de la estructura, algunos proyectos requieren inspección y mantenimiento regulares durante su uso una vez finalizados. Existen especificaciones de diseño y especificaciones de construcción para ingeniería estructural en mi país, pero no hay especificaciones sobre cómo utilizarlas. Algunos accidentes de colapso de ingeniería, como el reciente colapso del puente Nanmen en Yibin, Sichuan, se deben a la corrosión de los tirantes entre la estructura de la plataforma del puente y el arco principal. Si existieran requisitos de inspección regulares, probablemente se evitarían tales accidentes. En algunos países, las inspecciones periódicas de edificios, puentes, túneles y otros proyectos públicos cuyos daños estructurales pueden causar seguridad pública son obligatorias; incluso los componentes de la construcción, como los muros cortina de vidrio y los azulejos de las paredes exteriores, pueden dañar fácilmente al público después de una caída. requisitos obligatorios de inspección periódica. En nuestro país, el nivel de gestión de la construcción y la calidad de los operadores de accidentes son relativamente pobres, los sistemas de control y garantía de calidad no son sólidos y los estándares de seguridad y durabilidad estructurales son relativamente bajos. A menudo hay muchos peligros ocultos en los proyectos construidos, y es aún más necesario determinar los requisitos para el uso normal y la inspección regular de los proyectos de ingeniería civil desde un sistema legal. En cuanto a la seguridad y calidad de los proyectos estructurales civiles, aunque el gobierno tiene regulaciones que establecen que las unidades y las personas responsables del diseño y la construcción deben ser responsables de la vida, la implementación de esta regulación carece de operatividad. Para reducir al mínimo los accidentes de seguridad estructural y calidad, la prevención debe ser el foco y los problemas deben descubrirse de manera oportuna mediante inspecciones de rutina.
Desde la perspectiva de la inversión estatal en la construcción de ingeniería pública y los requisitos para el diseño de ingeniería, es necesario demostrar la vida útil completa del proyecto, es decir, el gasto de vida completo. Centrarse únicamente en el gasto de inversión único de la construcción del proyecto y rara vez considerar el costo a largo plazo del mantenimiento y reparación normales una vez finalizado el proyecto puede no sólo dañar la vida útil y las funciones de uso normal del proyecto, sino también hacer que el general libro mayor antieconómico. En los países desarrollados, los costos de mantenimiento tienden a ser más importantes debido a la falta de nuevos proyectos. En el Reino Unido, los costos de mantenimiento civil en 1978 aumentaron a 3,7 veces los de 1965, y los costos de mantenimiento en 1980 representaron 2/3 del gasto civil total de ese año. Aunque China es un país en desarrollo y actualmente está construyendo una gran cantidad de proyectos, una gran cantidad de proyectos construidos en el pasado han envejecido prematuramente. El 40% de los puentes carreteros de mi país tienen más de 25 años. Además, desde la década de 1990, el volumen de tráfico ha aumentado considerablemente, la sobrecarga se ha vuelto grave y los estándares de diseño en el pasado han sido bajos. Los problemas de mantenimiento de carreteras y puentes se han vuelto muy prominentes.
Cuanto más detallado sea un código nacional, menos aplicable puede llegar a ser y más confusión puede causar; esto es especialmente cierto en el caso de códigos como el de ingeniería geotécnica;
En los países desarrollados, las especificaciones de ingeniería estructural civil y diversas normas técnicas de apoyo son compiladas y gestionadas en su mayoría por asociaciones industriales o sociedades profesionales. El ciclo de actualización de las especificaciones es corto, a diferencia del nuestro, que tarda más de 10 años. Las sociedades y asociaciones de China se crean repetidamente y la división del trabajo no es clara. Todavía están adscritos a un determinado departamento gubernamental y básicamente sólo desempeñan el papel de portavoces no oficiales de departamentos funcionales gubernamentales, lejos de ser instituciones independientes, dinámicas y sólidas. También es una cuestión que vale la pena explorar cómo aprovechar plenamente el papel de estas instituciones en la preparación y gestión de normas técnicas. Se recomienda que a medida que se profundice la reforma, las sociedades y asociaciones pertinentes se reorganicen y fusionen, fortalezcan sus funciones y se conviertan gradualmente en el principal organismo de elaboración y gestión de normas técnicas.
Cuatro. Enviar sugerencias para que las consideren los departamentos gubernamentales pertinentes
Para mejorar la seguridad y durabilidad de los proyectos estructurales civiles en mi país, este foro presenta las siguientes sugerencias para que las consideren los departamentos gubernamentales pertinentes:
1. Puentes, durabilidad de estructuras de hormigón en proyectos de infraestructura como túneles, carreteras, puertos, etc. Se ha convertido en un problema importante que necesita medidas urgentes. De lo contrario, las funciones de uso normal y la seguridad de algunos proyectos no estarán efectivamente garantizadas, y la modernización de la construcción y la economía nacional de nuestro país sufrirán enormes pérdidas y traerán problemas a largo plazo a la producción y la vida pública.
Se recomienda que las autoridades de normas de diseño de ingeniería civil del Ministerio de Construcción, el Ministerio de Transporte y el Ministerio de Ferrocarriles puedan centrarse en los requisitos de durabilidad del proyecto, aclarar que el diseño de ingeniería civil deben tener requisitos mínimos de vida útil, y los documentos de diseño de proyectos importantes deben tener capítulos y debates independientes sobre la vida útil normal y el diseño de durabilidad;
Se recomienda que la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China pueda brindar apoyo clave para Investigación teórica básica sobre la durabilidad de proyectos concretos en el futuro.
Se recomienda que la Administración Estatal de Seguridad Laboral proporcione fondos para proyectos en un futuro próximo para compilar las leyes y reglamentos pertinentes.
Se recomienda que el Departamento de Ingeniería Civil, Conservación del Agua y Arquitectura de la Academia China de Ingeniería contacte a expertos nacionales en su proyecto de investigación de consultoría para promover la preparación de reglamentos técnicos rectores para el diseño de durabilidad de estructuras civiles. .
2. La seguridad de los proyectos de ingeniería civil durante su uso debe garantizarse mediante inspecciones periódicas y mantenimiento y reparaciones normales. Para proyectos importantes de ingeniería civil, nuestro país no cuenta con leyes ni regulaciones que requieran inspecciones de seguridad. Existe una tendencia en la inversión en proyectos de infraestructura a centrarse en la construcción y descuidar el mantenimiento, lo que no favorece la vida útil del proyecto ni los beneficios de la inversión.
Se recomienda que las infraestructuras públicas importantes y los edificios públicos, como puentes y túneles, estén sujetos a inspecciones de seguridad periódicas y obligatorias durante su vida útil. Por lo tanto, es necesario formular leyes y reglamentos y formular normas técnicas correspondientes para la detección y evaluación de la ingeniería estructural civil, es necesario establecer un sistema de registro de profesionales y un sistema de certificación y supervisión de calificaciones para los profesionales. En esta industria también se pueden clasificar los diagnósticos de seguridad de todos los proyectos construidos.
Se recomienda que los departamentos gubernamentales pertinentes aumenten la proporción de las tarifas de mantenimiento de ingeniería en la inversión en proyectos de infraestructura civil, como puentes, túneles y carreteras, según sea necesario.
3. Mejorar el sistema de normas técnicas y el sistema de gestión, dar pleno juego al papel de las sociedades y asociaciones en la preparación, revisión y gestión de las normas técnicas; debilitar gradualmente la naturaleza obligatoria de las especificaciones técnicas; elaboración de estándares que se adapten a la geología ambiental, Normas locales (estándares) y estándares empresariales para las diferencias económicas y tecnológicas para fomentar la innovación tecnológica y el progreso tecnológico.
4. Para establecer razonablemente el nivel de seguridad del diseño de estructuras de ingeniería civil, se deben considerar las consecuencias de riesgo de fallas de ingeniería, el suministro de riqueza y recursos sociales e incluso las intenciones del público. Con los tremendos cambios en la situación económica de mi país, es necesario reexaminar el nivel de seguridad de las especificaciones actuales de diseño estructural de ingeniería civil, y se recomienda que las autoridades competentes organicen demostraciones. Las consecuencias de riesgo de las estructuras civiles de tráfico, como los puentes, son grandes y, debido al rápido desarrollo del flujo de tráfico, la carga de los vehículos y la velocidad de los vehículos, parece que debería haber una reserva de seguridad mayor que las estructuras de construcción ordinarias en términos del estándar de carga de diseño. Valor y nivel de ajuste seguro de la capacidad de carga. En cuanto a las condiciones de seguridad de las estructuras de los edificios, se recomienda recopilar más opiniones diferentes, incluidas las intenciones de los consumidores de viviendas comerciales. El nivel de desarrollo económico en las diferentes regiones de nuestro país varía mucho. Vale la pena explorar si es necesario tratar los edificios de manera diferente en términos de seguridad y durabilidad.
5. Vale la pena resumir la experiencia y los problemas en el uso de métodos de diseño de confiabilidad en los códigos de diseño de estructuras de construcción de mi país. Los diferentes tipos de estructuras tienen diferentes requisitos previos y dificultades para adoptar métodos de confiabilidad, y no es necesario insistir en la uniformidad. Se recomienda que los departamentos pertinentes recopilen diversas opiniones, busquen la verdad en los hechos, los traten con precaución y no se apresuren a lograr el éxito al extender los métodos de confiabilidad a diversas especificaciones de diseño.