黄乐鹏 吴琪 卫立豪

随着重庆城市化进程不断推进，房屋建筑工程和大型基础设施建设正处于高峰时期，房屋建筑工程和大型基础设施与人民群众的生活密切相关。超高层建筑以及大型商场、会展中心、歌剧院、体育场等重大房建结构的不断发展，极大地促进了地区人文与经济的发展。同时，房屋建筑工程安全事故也在不断发生，给人民的生命财产安全带来了重大威胁。本文系统的分析了重庆重大房建结构安全与风险问题，并且对其特点进行了归纳，以期为后续的解决方案提供基础依据。

安全风险问题;自然灾害;人为灾害

在建筑业迅猛发展的同时，房屋建筑安全事故也在不断发生，诸多案例表明地质灾害、酸雨、火灾、施工活动等自然因素和人为因素致使房屋倒塌或发生其他破坏，给社会带来了巨大的人员伤亡和财产损失。作为典型的山地城市，重庆市的地质灾害发生率远远高于平原城市。同时，重庆特殊的地形条件导致重庆的建筑呈现出高度集中态势，而且两江四岸滨江地带开发强度较高。

因此，进一步科学、系统的分析重庆重大房建结构安全与风险问题，是建立房建结构健康维护与综合防灾救援体系的基础和前提。

作为典型的山地城市，重庆市每年因自然灾害造成的经济损失高达上百亿元。其大多数建筑具有坡地建筑的特性，建筑安全性主要受地质环境条件影响。以滑坡、泥石流为主的山地性灾害，和以围岩崩塌、地面坍塌为主的塌方性灾害是重庆地区常见的地质灾害。

地质灾害是房建结构的主要自然灾害，而以滑坡、泥石流、塌陷、崩塌、地裂缝和地面沉降为主的地质灾害^[2]，按时间和空间分类，具有以下特点：

时间分布特点主要体现在降水量上，降水夏季多冬季少的特点也就决定了地址灾害的发生频率，夏季较冬季而言，具有更高的发生频率、更大的发生规模、更深的危害程度。

空间分布特点主要体现在河流、山地分布上，主要集中在两江沿岸地区、三峡库区、平行岭谷山地两侧和周边区县山地地区。

以地形地质环境为主的内部条件和以降水、人为破坏为主的外部条件是造成地质灾害的主要原因，具体的致灾因素如下：

重庆地区岩层分布情况较为复杂，地质年代跨越较多，岩层硬度软硬不一，且存在不同程度的裸露岩层。裸露的风化岩石、泥岩等强度不稳定，为地质灾害的产生提供了条件。

以涪陵地区划分，重庆地形地势东西方向差异较大。涪陵以西地区多为平行岭谷区，山体多呈岭脊状、垄岗状或台状分布，地貌主要由浅丘平坝和低中山构成。而涪陵以东地区多为陡峭峡谷，地势险要，地貌主要为深丘、低山和中山形式。

重庆地区降水分布大致呈东南多、西北少的形式，由于复杂的地形地貌，局部区县地区降水量较多，频次大，灾害严重，如北碚、开县、合川和酉阳地区。

基础设施建设、矿产开采和不合理的边坡改造等人为活动往往也会导致严重的地质灾害，此外的致灾原因还包括地下水、地表植被的破坏。

人为灾害会对经济、社会的发展造成巨大损失，当前危及结构安全的人为灾害主要集中在两方面：（1）以恐怖活动、报复性活动为主的人为蓄意破坏活动，通常包括炸弹袭击的形式;（2）以火灾、气体爆炸、基坑塌陷等为主的人为失误形式，通常伴随着人类活动的进行偶然发生。

人为灾害发生更具偶然性，其在结构正常使用年限中不一定会发生，人为灾害一旦发生，破坏程度是相当严重的，具体分析如下：

爆炸是在短时间内通过热、冲击波等形式释放大量能量，对房建结构的抗冲击性能要求很高。

（1）在结构局部区域产生的冲击力很大;（2）爆炸产生的空气冲击波随距离逐渐衰减;（3）冲击波遇到障碍物会形成反射波;（4）随着冲击波扩散和空气流通，建筑结构局部区域会产生负压。

随结构的耐火性能和火场升温变化，火灾的破坏效果有所差异。

（1）火源蔓延快，火势传播途径多，火灾危害大;（2）失火后人员疏散较为困难，容易造成重大事故;（3）扑救困难（4）功能复杂，火险隐患多。

建筑结构类型可以分为以下六类：木结构，砖木结构，砌体结构，钢混结构，钢结构和组合结构，而组合结构也可分为钢-混凝土组合结构和组合砌体结构。

木材作为可燃物，木结构的防火性能是其服役期最重要的性能之一。影响木结构的耐火因素，有木材的密度、力学性能、孔隙率、含水率和热值等指标。

木材作为菌类和昆虫的良好栖息材料，木结构的腐朽和虫蛀是造成其结构破坏的重要原因之一。此类安全风险与木腐菌和昆虫的特性、建筑的服役环境以及木材种类关系密切。例如，甲壳类昆虫喜欢栖息于带皮的疏松木材;木腐菌喜欢湿度高的木构件。另外，白蚁对木结构的危害尤为重大，白蚁种类繁多，普遍存在的有家白蚁、散白蚁和黑翅白蚁等。此外，木结构的耐生物腐蚀性能和蛀蚀抵抗性能也随着木材种类的差异有所不同。在木结构建筑设计阶段，需要充分考虑生物类腐蚀灾害，在木结构服役阶段，需将防腐防虫措施常态化，尽可能的提高结构的耐久性。

砖木结构建筑多出现在历史悠久的老建筑中，由于日积月累的自然侵蚀，木材含水率极低，这就造成易燃的特性，且古建筑消防设施落后，火灾难以扑灭，会造成巨大损失。

风化现象是砖块内部水蒸发时在砖体表面残留的结晶体，其通常对结构没有损伤作用，但是若砖块内部易溶性硫酸盐含量较多，其水蒸气结晶时会引起砌体体积增大，从而导致膨胀脆裂现象，对结构安全造成损害。

黏土砖的抗冻性与其内部空隙的构成和含水率有关，砖块的冻融循环现象会造成砖体的破裂、表面剥落和粉碎现象，砖块内外的应力差和温度差也会使其承载力降低。

砂浆的粉化是由于Ca（OH）和CO反应生成CaCO引起的，其中Ca（OH）来自水泥的水化反应，其通过毛细孔被输送到砂浆表面，与CO作用。此时，砂浆表面会出现白色粉末状CaCO，类似一层粉幕。

木材的主要成分是富有养分的有机物和无机化合物，比如天然纤维素、果胶、蛋白质等，其可以为有害生物提供丰富的营养物质，从而为建筑物中的生物滋生创造了有利的条件。

木材腐朽的过程就是木材颜色由黄色到棕色再到黑褐色的过程，最后木材外表发生龟裂而自然脱落导致木材变细，甚至可用手捻或旋凿而成粉状，危险系数极高。而建筑物四周，基础等位置根生的植物对建筑的破坏也极为严重。

每年因火灾引起的建筑事故越来越多，如何防御建筑火灾是保护建筑的一大重点工作。砖木类建筑的耐火性能差，因而需要引起极大的关注。砖木结构的火灾具燃烧迅速、立体火灾、容易坍塌等特点，通常会造成严重人员伤亡事故。

砌体结构的自身安全主要受到砌体材料、设计、环境等因素的影响。

砌体结构的材料主要包括砖、砌块、石材等，该类材料具有明显的脆性和较高的抗压强度，同时其抗拉能力、韧性、抗剪能力等较弱，且结构整体结构性较低，在外荷载作用下易开裂，抗震等级低。

在设计老旧建筑时，由于相关的设计标准还未成型，存在很多需要改进的地方，因而房屋的结构设计会存在一些漏洞导致其易发生破坏。另外，在施工的过程中，原材料、施工环境等一系列不稳定因素都会影响结构的耐久性，从而逐渐对房屋的稳定性造成影响。

在建造老旧房屋时，对建筑结构的抗震要求还未明确，设计人员对抗震设计的考虑不够重视，设计较为简单，不能够满足实际工程中的抗震强度要求。但是，抗震等级不够的房屋在发生一定强度等级的地震時极易倒塌，对生命财产造成严重的破坏。

由于天气等外界因素的变化，房屋外部结构长期处于冷热不均匀的环境中，热胀冷缩而导致墙体、屋面等逐渐开裂。冻融循环、酸雨侵袭等恶劣天气对房屋结构的正常使用也有十分不利的影响。

钢筋混凝土结构常见的安全问题主要包括承载力不足、耐久性、整体失稳。

钢混结构的承载力不足等通常体现在梁、板、柱以及连接节点之间的承载力不足，其通常是由设计、施工与使用三个方面引起的。设计方面主要是荷载考虑不全;施工方面常常是混凝土强度达不到要求，钢筋误配及水泥、砂石等原材料质量不高等原因导致结构承载力降低。而使用载荷长期高于设计载荷也逐渐降低了结构的承载力。

结构的整体稳定性对结构安全性影响很大，通常钢混结构的失稳伴随着结构的连续倒塌，这在设计阶段通常是可以规避的。

混凝土结构的耐久性主要是由混凝土和钢筋的耐久性起主导作用。混凝土长期暴露在空气中，尤其是高温、冻融等恶劣环境中，易受到不良侵蚀，也容易发生热胀冷缩而逐渐开裂，从而降低混凝土的质量，降低正常使用寿命。同时潮湿环境会加快钢筋锈蚀过程，降低结构承载力。

作为主要的建筑形式之一，钢结构是以钢材为材料，通过栓接、焊接组合起来的结构，钢结构目前广泛应用于各种工业和民用建筑。现阶段，在钢结构工程中，安全事故多有发生，常见的安全隐患有结构失稳、腐蚀、火灾三种。

与钢混结构不同，钢构件的长细比过大，这就造成其稳定性远远小于钢混结构。钢结构一旦发生整体失稳，随之而来的就是结构报废，结构不剩任何使用价值。

钢材的腐蚀是钢结构的通病之一，钢结构在服役过程中，与潮湿空气密切接触，腐蚀速率会加大。腐蚀的产生会减小钢构件的截面，削弱钢材强度，大大降低钢结构承载力。

虽然钢材有着较高的熔点，但是耐火性差也是钢结构的一大通病。通常，将未经防火处理的钢构件暴露在火灾十分钟以上，就会导致结构坍塌。

作为一种新型组合结构，钢-混凝土组合结构兼具钢结构和钢混结构的特性，但同时由于采用两种材料，必然会产生组合性的安全问题。

（1）裂缝问题;裂缝问题是混凝土结构施工期中的常见问题，混凝土的表面裂缝会对混凝土的观感产生影响，内部裂缝也会降低结构的承载能力。（2）抗火问题;虽然钢混组合结构相较于钢结构，抗火性能有所提高，但火灾仍然是钢混组合结构一大安全隐患，往往在设计时采用一定量的二次抗火设计。

（1）开裂问题：1）内墙抹灰出现裂缝、空鼓;2）砖混结构墙体裂缝。（2）结构不规整：1）构造挂的轴线位移与骨架倾斜;2）砌体施工时，组砌方式、灰缝平整度和留槎方式的差别造成砌体稳定性差，强度大大降低。（3）材料强度不足

重庆作为曾经的国都，现代的网红城市，不论是古代乃至近代遗留下来的传统重要古建筑，还是利用钢筋混凝土或钢结构建成的高楼大厦，都数不胜数。

重庆的长久发展是建立在解决这些安全问题的前提上的，在调查重庆重大房建结构面临的安全与风险问题后，分析重庆市重大房建结构的安全性与风险问题的特点，针对重庆市特色建筑以及重点建筑的安全隐患进行研究，为重庆重大房建结构健康状态诊断技术体系以及制度的建立奠定基础。

[1] 赵志军.重庆市自然灾害综合区划研究[D].重庆：西南大学，2017.

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[5] 张炜闪.钢—混凝土组合框架结构抗连续倒塌性能研究[D].西安：西安工业大学，2014.

（Chongqing University，  Chongqing  400044）

With the continuous advancement of urbanization in Chongqing， housing construction projects and large-scale infrastructure construction are in the peak period， which are closely related to people's lives. The continuous development of super high-rise buildings and major housing structures such as large shopping malls， convention centers， opera houses and stadiums has greatly promoted the development of local culture and economy. At the same time， housing construction engineering safety accidents are also happening constantly， to the safety of people's lives and property has brought a major threat. This paper systematically analyzes the safety and risk problems of major housing construction structures in Chongqing， and summarizes their characteristics， in order to provide a basis for subsequent solutions.

Safety risk issues;Natural disasters;Man-made disasters