城镇建筑运维阶段结构安全风险浅析
朱 骏，刘禹辰（上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032）
摘 要： 分析了城镇建筑物在运维阶段的主要结构安全风险，提出了风险管理的分类方法，梳理出运维阶段的风险管理类别。阐明了按区域划分风险管理的目的是重视建筑物结构安全对人员和环境的影响。实现管理资源的合理配置和安全风险的有效控制及精细化管控，为进一步的风险分级管控提供借鉴。
关键词： 建筑结构；运维安全；风险影响因素；风险管理分类
0 引 言
中国目前已经是世界第一建筑工程建设大国。一栋栋摩天大楼不断突破新的高度，各类大型公共建筑的设计方案和施工技术在不断突破已有的水平，新型工艺和材料也被应用于各类建筑工程。这些变化给建筑物运维阶段的管理提出了新的要求。
(4) 从延性上来看，各节点的延性都较好，提高角钢钢肢厚度会降低节点延性。与承载力对比会显露出相比刚性节点，层间位移角过大的问题，所以此节点若用在高层建筑会出现较严重的鞭梢效应。
此外，中国也是一个拥有大量古建筑和老旧建筑的国家。在很多城市中，古建筑、老旧建筑和新建筑并存，各种建筑物在运维阶段的风险表现形式有一定差异。这也给建筑物的管理带来了一定的复杂性。
为此，笔者有意对城镇建筑物在运维阶段的主要结构安全风险进行分析，梳理出该阶段的风险管理类别，为进一步的风险分级管控提供借鉴。
男性学生和女性学生总体上而言（均值），F1检验值和标准值均不具有显著性差异，而在F2值上呈现对立，男性学生在紧元音F2均值中有显著性差异。
1 城镇建筑分类
城镇建筑可从多种维度进行分类，如建筑结构的承重类型、建筑物主要使用的材料类型、建筑物的使用功能、建筑物的施工工艺、建筑物的外形特点等。按照建筑结构承重类型进行分类，大致可分为砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构和排架结构；按照建筑物主要使用的材料类型进行分类，可分为砖木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和型钢混凝土结构；按照建筑使用功能进行分类，可分为民用建筑、军事建筑和生产性建筑，其中民用建筑可分为居住建筑和公共建筑；按照建筑物的施工工艺进行分类，可分为砌筑式建筑、现浇式建筑、装配式建筑等；按照建筑物的外形特点进行分类，可分为单层建筑、多层建筑、高层建筑、超高层建筑、高耸建筑和大跨度建筑等。
从建筑的分类可以看出，建筑结构的安全与其结构承重类型、所用材料、施工工艺和外形特点有关联，不同类型的建筑在不同的环境和使用条件下会有各自不同的安全风险。但是，建筑一般在设计和建设之初都考虑了其使用过程中的环境影响因素和使用条件，因此建筑使用过程中的风险主要来自于环境或使用条件的过载或长期性的不确定性影响。为此，笔者通过分析这些主要的不确定性影响因素，归纳总结出建筑使用过程中的结构安全风险。
2 建筑结构运维安全风险影响因素分析
目前，从民用建筑的建筑结构来看，居住建筑一般为钢筋混凝土结构和砌体结构居多，部分为砖木结构；公共建筑一般以钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构和钢结构为主；而生产性建筑的建筑结构多为钢结构。居住建筑一般体现为单层、多层或高层，公共建筑则除一般单层、多层和高层以外，还可能涉及超高层或大跨度结构。一些老旧建筑则一般以单层和多层为主。
虽然建筑的分类可以是多个维度的，但是建筑的使用过程因结构安全的影响因素而往往与其材料和外形特点更加紧密相关，如砌体结构的开裂破坏、钢结构的变形破坏、建筑结构因高度原因而受到的风力影响等，这些都会体现在建筑的运维阶段。因此，在分析建筑结构运维安全风险的过程中，若将特点类似的建筑按风险类型进行归类，则更容易识别相似的风险后果。
IFX与MTX联合用药的优势概括如下：(1)IFX结构中的鼠源性成分使其获得免疫原性，可诱导机体产生抗IFX抗体，降低IFX的血药浓度，导致IFX的治疗失应答，这是IFX使用中关注的重点问题。MTX可抑制IFX的免疫原性[21]，提高血清中IFX的药物浓度[22]，延长IFX的作用时间；(2)IFX与MTX联合用药安全性好，可减少药物不良反应的发生[17-19,23]，如因抗IFX抗体的产生而导致的输液反应；(3)IFX与MTX在抑制细胞凋亡方面可能具有协同作用[15]；(4)MTX价格低廉，疗效明确，可作为AZA、6-MP治疗失败的替代药物进行后续治疗[8-9]。
目前，城市的建筑功能类型主要有商务中心（超高层为主）、会展中心、大型体育场馆、音乐厅、公共图书馆、医院、学校、机关、厂房、住宅、历史文物保护建筑等，它们各自的结构风险既有差异又有重合。超高层为主的商务中心地处城市中心地带，人员密集且建筑高度较高，风险主要涉及抗风风险、幕墙结构安全风险、地基不均匀沉降风险、外墙或地下结构渗漏风险等。会展中心和大型体育场馆一般采用大跨度钢结构，主要风险涉及抗大风风险、大跨钢结构的雪荷载和温度风险等。音乐厅、公共图书馆、医院、学校等公共建筑主要为混凝土结构风险，可能包含幕墙安全风险、外墙或地下结构渗漏风险。厂房主要为钢结构构件，风险主要为钢结构风险（包括雪荷载和温度风险）。住宅主要为混凝土结构的单层、多层或高层结构，部分涉及超高层，主要风险为外墙或地下结构渗漏风险、地基不均匀沉降风险、混凝土墙体开裂风险等。历史文物保护建筑等老建筑主要涉及地基不均匀沉降风险、砖木结构开裂风险、外墙或地下结构渗漏风险、抗大风风险等。
（1）因地基或基础不均匀沉降风险所造成的建筑倾斜、开裂或坍塌。该风险所影响的建筑物类型主要为单层或多层的非桩基建筑物，造成该风险的原因较多，主要有以下几种：
①建筑物上部荷载分布不均匀，造成持力层地基基础的附加应力不均匀；
②持力层地基土厚度分布不均匀，造成不同部位土体不均匀压缩变形；
（1）人员密集流动区域：商务中心、会展中心、大型体育场馆、音乐厅、医院等，结构类型包含超高层、大跨度混凝土结构和大跨度钢结构。人员流动会加剧这些建筑的结构风险，一旦出现负面效应后会引起较大的社会效应。因此，在此类建筑结构风险的管控上应积极主动。例如：在建筑结构的关键构件上安装结构观测仪器，对关键的结构安全数据进行监控；定期监测建筑结构的关键节点构件，重点关注结构的安全隐患；定期检查和维护部分建筑结构的安全性包括玻璃幕墙的安全等，确保建筑结构整体安全和可靠。
（5）因结构渗漏所造成的结构开裂和变形。该风险主要会对长期在潮湿环境下的建筑结构产生影响，比如屋面结构或地下室外墙在积水环境下，因防水保护层失效而导致的结构渗水，继而引起结构开裂变形。其表现形式主要有：建筑物顶层楼顶渗水、地下结构渗漏、建筑物外墙或幕墙渗水、建筑物门窗与结构交接处渗水、建筑物卫生间渗水、室内穿墙管线处渗水。这些长期的渗水会造成混凝土结构的抗压抗剪强度降低，同时其内的钢筋因长期在潮湿环境下锈蚀而降低了受力强度，从而给结构的安全埋下隐患。
⑥建筑物使用过程中地基长期浸泡于水中，导致地基软化，产生不均匀沉降。
⑤建筑物在使用过程中将大型仪器设备集中放置于同一区域，超过设计地基承载力；
④基础持力层未选定在同一土层上，造成基础不均匀沉降；
（2）因大风灾害风险所造成的建筑物的结构或局部构件的变形或破坏。风载是多层、高层或超高层结构的主要侧向荷载，特别是超高层结构目前向更高、更柔发展，使其固有频率更接近风的卓越频率，风激振动进一步加剧；同时在社区高层建筑群中，风流的活动规律相当复杂，因此多层、高层或超高层结构运维期间抗大风研究显得尤为重要。对于多层、高层建筑来说，大风一般可能导致该类建筑的屋顶或外墙附属结构脱落、变形或破坏；对于超高层结构而言，除了会发生上述事故以外，还可能在风力影响下因结构内力或变形值超过设计限值而带来安全隐患。
（3）因雪荷载所造成的建筑结构的变形或坍塌。该风险所影响的建筑物类型主要为屋面面积较大的建筑物，如钢结构的体育场馆顶棚、单层或多层钢结构的厂房等。雪荷载超载会造成钢屋架结构檩条弯扭失稳破坏、钢架平面外失稳破坏、钢架平面内失稳破坏、节点破坏、次要结构破坏、支撑体系失效等。究其原因，可能是偶然事件的作用产生初始的局部破坏，进而引发连锁反应，导致破坏向结构的其他部分扩散，最终导致结构大范围坍塌或整体倒塌。
（4）因温度变化所造成的结构变形。温度变化对于不同材料的影响程度不同，对于钢筋混凝土结构的影响较小，而对于钢结构的影响较为明显，为此所影响的建筑物主要类型为钢结构的体育场馆、金属屋面或钢结构的厂房等，特别是一些大跨度的钢结构，所受影响尤为明显。钢结构在温度的变化下，一种是弹性变形，就是在温度升高后，钢结构构件产生膨胀，在温度降低之后，能恢复到原状态；一种是塑性变形，在温度变化后钢材产生了永久的变形。前者对钢结构整体的影响较小，而后者由于本身材料的性质和连接形式的不同，所造成后果的表现形式也不同，但往往会造成钢结构某一点的应力集中增大致使该点产生剪切或扭转变形超出设计限值，从而影响到钢结构体系内其他构件的受力，发生不稳定的情况。当然低温也会使得钢结构的材质变脆，进而影响到钢结构的受力，发生脆断等情况。
货位优化完成后，为直观表现优化效果，根据货位随机分配、EMBBO算法货位分配优化两种结果绘制货位分配示例图，如图8所示。
（6）因新老结构差异而造成的结构开裂。这类风险主要存在于一些老建筑需要翻新、改造和扩建的工程中，如改扩建的历史文化建筑、翻新改造的老小区房屋。由于新老结构所使用的材料类型不同，使得在新结构与老结构连接部位形成结构风险，如老结构为砖木结构，新结构为钢结构或砌体结构；由于新老结构所在的地基承载力不同，造成结合部的沉降差异等；由于新老结构承重类型不同，造成结构变形风险。因此，在建筑运维阶段必须对新老结构进行监测以保证改扩建后的建筑结构运维安全。
以上仅对大部分的城镇建筑在运维阶段所遭受的主要风险进行归类，并不包括地震、洪水等极端条件所带来的运维结构风险，旨在对一般城镇建筑的结构运维风险进行归类、分析和管理。
3 风险管理分类
对城镇建筑的结构进行运维风险管理，旨在保证城市的公共安全包括人员安全和外观的接受度等。为此，对城镇建筑风险管理的归类首先要考虑人员和环境的因素，而这与建筑本身的功能类型有着较大的关系。
从以往发生结构安全事故的案例中我们可以发现，运维阶段的结构风险主要影响因素有以下几类。
由此可见，不同建筑所存在的主要风险在不同区域会产生不同的影响。因此，在对城市建筑结构进行安全风险分类管理时，可将风险管理按区域划分成3类，即人员密集流动区域、日常工作居住区域和特殊区域。
③持力层地基土下卧层分布不均匀，造成土体总压缩变形的不均匀；
不同患者给药方法：胃癌患者每日1次，每次850 mg；肺癌和肝癌患者每日1次，每次750 mg；子宫内膜癌、乳腺癌、食管癌、肠癌每日1次，每次500 mg，都是口服用药。如果患者出现不良反应，可以将药量降低500 mg或者是250 mg[1]。患者在阿帕替尼治疗的过程中不进行放疗与化疗等其他形式的治疗。服药期间要适时复查肝肾功能与血常规，在用药2个月以后通过病灶影像学对近期治疗效果进行评估[2]。
（2）日常工作居住区域：机关、学校、公共图书馆、住宅小区、厂房等，结构类型属于普通混凝土结构和钢结构。由于此类建筑与人们的日常活动密切相关，其结构安全性和舒适度的影响因素也易被人发现，因此可采用定期维护的方式对此类建筑进行管理，同时公开与房屋维修相关的信息，畅通上报或反馈渠道，以应对结构风险的变化。
三组中度患者治疗前MMRC评分、6MWD、FEV1预计值比较差异无统计学意义（P＞0.05），治疗后，策略1组和策略2组较治疗前明显改善，两组改善程度优于对照组，策略2组的6MWD、FEV1预计值改善程度更明显（P＜0.05），见表1。
（3）特殊区域：历史文化保护建筑、改扩建建筑等，结构包括老结构和新老混合结构。由于该部分建筑可能具有较高的保护价值或特定的结构风险管理要求，发生结构安全风险的原因也与一般建筑有所不同，因此，应根据建筑物的各自特点，由特定的建筑管理部门对建筑物进行全面或局部的定期检测，以确定其结构的安全性和完好性；应定期开展维护和修缮工作，确保建筑的使用质量。
当然，以上所提及的建筑类型并非一定要按照上述分类方式进行严格划分，可按照实际的管理需求和管理资源进行调整，以确保管理符合风险管理目标的实现。
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4 结 语
城镇建筑类型的多样化和房屋使用功能的复杂化，使建筑物结构安全的影响因素变得更加繁多。因此，在实施风险管理过程中，应根据建筑的实际情况，选择科学的管理手段，如结合信息平台建设的信息化、数据化管理模式，参照行政区域网格化的管理模式，对不同区域的运维安全管理模式作适当的区分，实现管理资源的合理配置和安全风险的有效控制及精细化管控，从而保障城市的基本安全。
假设FDA阵元数为18，目标位置为(0°,40 km)，频率增量为5 kHz，载频为1 GHz。干扰位于角度范围为(-90°,90°)、距离范围为(0,100 km)的任一位置。图2为干扰与目标导向矢量相关系数仿真图，从中可以看出其周期为30 km，与一致。当干扰与目标的角度相差大于一个波束宽度，即不在主瓣内时，两者的导向矢量相关性大大降低，与理论分析一致。
中图分类号： F407.9
文献标识码： B
文章编号： 1007-4104（2019）09-0063-03
基金项目： 国家重点研发计划《城镇建筑结构运维安全保障关键技术》（2017YFC0806100）
收稿日期： 2019-06-09
作者简介： 朱骏，工学硕士，土木工程专业，高级工程师，任职于上海建科工程咨询有限公司，多年从事管理类研究；刘禹辰，硕士，采矿工程专业，工程师，任职于上海建科工程咨询有限公司，多年从事建筑风险管理类研究。
通信地址：上海市徐汇区宛平南路 75 号 建科大厦 1 号楼 2402 室上海建科工程咨询有限公司。
标签：建筑结构论文; 运维安全论文; 风险影响因素论文; 风险管理分类论文; 上海建科工程咨询有限公司论文;