分析混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的回顧與展望

孫松

摘 要：該文以混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計為研究對象，首先針對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程中存在的幾點問題做出了簡要分析，進而詳細研究了設計過程中需要特別關(guān)注的幾點問題，旨在于引起各方人員的特別關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性 設計 問題 要點 分析

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-0-01

1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計中存在的問題分析

在當前技術(shù)條件支持下，我國有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設計方法主要可以分為兩種類型：其一，此類混凝土結(jié)構(gòu)設計方法起源于歐洲，主要適用于歐洲絕大部分國家的混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，在應用于我國工程實踐有著大量的不適應性，從而需要基于實踐應用情況，對其做出合理的修改與調(diào)整；其二，此類混凝土結(jié)構(gòu)設計方法主要將耐久性的設計分作計算/驗算以及構(gòu)造這兩個方面予以考量，通過對荷載作用力以及抗力隨時間變化的發(fā)展規(guī)律，達到分析結(jié)構(gòu)使用周期的目的。然而其自身就存在一定的問題，如習慣單一破壞因素的試驗研究，其與實際工程中多因素影響下的聯(lián)合作用存在一定的脫節(jié)問題，導致大量的重復性勞動，且組織與實際工作之間的聯(lián)系不夠緊密，從而導致所得出的結(jié)論不夠準確。

2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計中的關(guān)鍵要點分析

現(xiàn)階段，發(fā)展比較成熟與科學的混凝土耐久性設計方法應當由兩個方面的關(guān)鍵要素所構(gòu)成：其一是有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的計算與驗算；其二是有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的構(gòu)造。按照上述方式，推薦在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設計過程當中，按照如下步驟予以實現(xiàn)：第一步是針對整個混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境區(qū)域加以嚴格分類及界定，在此基礎之上，還需要確定此類環(huán)境相對于混凝土結(jié)構(gòu)的作用與效應；第二步是針對整個混凝土結(jié)構(gòu)的設計使用壽命加以合理確定；第三步是針對混凝土結(jié)構(gòu)所對應的耐久性設計數(shù)據(jù)加以詳細計算與驗算處理；第四步是按照上述步驟中所確定的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性計算數(shù)據(jù)，制定嚴格意義上的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性構(gòu)造措施與方案。具體而言，需要在實踐工作中，重點關(guān)注如下幾個方面的內(nèi)容。（1）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程中對于環(huán)境相對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計的作用與效應分析：在當前技術(shù)條件支持下，從混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計的研究角度上來說，按照環(huán)境屬性的差異性，可具體劃分為六種類型：①大氣環(huán)境；②土壤環(huán)境；③海洋環(huán)境；④受環(huán)境水影響環(huán)境；⑤化學物質(zhì)侵蝕環(huán)境；⑥特殊環(huán)境。為最大限度的保障混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計的有效性，需要結(jié)合建筑物所處區(qū)域內(nèi)的具體情況加以嚴格界定與劃分，通過合理的評價，最大限度的減少建筑物整體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的環(huán)境侵蝕影響。目前，建議在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設計過程當中，選定一種其主要性控制目的的環(huán)境類別進行設計考量，同時綜合多個方面的因素予以輔助性考量，特別需要重視差異構(gòu)件以及差異環(huán)境下，對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計作業(yè)的影響問題。（2）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程中對于結(jié)構(gòu)設計有效使用壽命的確定分析：從實踐應用的角度上來說，建筑物混凝土結(jié)構(gòu)耐久性所表現(xiàn)出的設計使用壽命是指以既定的維護條件為基礎，以既定的使用環(huán)境為依據(jù)，以混凝土結(jié)構(gòu)各項功能均能夠滿足相關(guān)規(guī)范為標準，所持續(xù)的有效使用年限。自2002版《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》頒布并實施以來，在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計的過程當中，就將結(jié)構(gòu)設計的有效使用年限作為了最為關(guān)鍵的衡量標準之一。需要特別注意的一點是：結(jié)合實際工況，在整個混凝土結(jié)構(gòu)當中，部分構(gòu)件所表現(xiàn)出的設計使用壽命可以控制在整體性混凝土結(jié)構(gòu)設計使用壽命的標準以下，但對于這部分構(gòu)件而言，應當在實際設計過程當中，將其設定為便于更換的構(gòu)件，確保其使用的靈活性。（3）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程中對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)的衡量分析：對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)的定義可以簡單闡述為，在混凝土結(jié)構(gòu)中的某一區(qū)域，或者是整體性結(jié)構(gòu)某項性能的發(fā)揮超過規(guī)定限制，無法充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)耐久性要求的時點。在當前技術(shù)條件支持下，有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程當中，對于耐久性極限狀態(tài)的衡量還未形成統(tǒng)一性的認知。對于我國而言，比較常見的衡量標準為：出現(xiàn)高于極限狀態(tài)部分所導致的混凝土整體結(jié)構(gòu)維修費用過大（高于正常維修范圍），即判定為臨界混凝土結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)。（4）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程當中對于結(jié)構(gòu)耐久性計算分析：對于我國而言，現(xiàn)行相關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范當中，耐久性設計僅將混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求考慮在內(nèi)，對于混凝土結(jié)構(gòu)抗力隨時間的變動趨勢未做出相應體現(xiàn)。盡管在新版的混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范當中給出了結(jié)構(gòu)耐久性設計的基準期標準，但這種基準期標準也并非完全等同于一般意義上混凝土結(jié)構(gòu)的耐久年限以及使用年限。從這一角度上來說，通過引入結(jié)構(gòu)耐久性設計基準期標準的方式，并無法從結(jié)構(gòu)耐久性計算的角度上入手，確保整個混凝土結(jié)構(gòu)能夠在預定時間段內(nèi)保障計算驗算的可靠性。在當前技術(shù)條件支持下，綜合各方面因素的考慮，建議采取如下方法：S≤ηR。

在上述計算公式當中，將S定義為現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中對于荷載設計值的規(guī)定標準；η定義為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計系數(shù)標準，R定義為現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中對于抗力設計值的規(guī)定標準。通過上述映射關(guān)系，可實現(xiàn)對整個混凝土結(jié)構(gòu)耐久性指標計算數(shù)值的詳細校驗與復核。（5）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計過程當中對于結(jié)構(gòu)耐久性構(gòu)造措施的制定分析：大量的實踐研究結(jié)果證實，在諸多混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題當中，鋼筋部件所發(fā)生的銹蝕問題可以說是波及范圍最大、最為嚴重同時也最為集中的問題之一。要想確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的穩(wěn)定與可靠，就需要在鋼筋保護層的設計方面對其加以更為嚴格與系統(tǒng)控制。在此過程當中，需要結(jié)合上文中所提到的，對于混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境區(qū)域的劃分方式，針對混凝土結(jié)構(gòu)下鋼筋保護層應履行的質(zhì)量指標、厚度指標以及養(yǎng)護指標加以嚴格控制。與此同時，還可以在相關(guān)區(qū)域，混凝土材料表面設置一定的覆蓋層以及防水層，通過此種方式，防止有害物質(zhì)的入侵。

3 結(jié)語

在混凝土結(jié)構(gòu)受大氣環(huán)境因素、化學侵蝕因素以及其他偶發(fā)性因素影響，并產(chǎn)生性能失效的情況下，則意味著混凝土結(jié)構(gòu)的有效使用壽命終結(jié)，耐久性周期結(jié)束。而從混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的角度上來說，其可以視作結(jié)構(gòu)所需要的一種特殊性功能。該文試針對有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究過程中所涉及到的相關(guān)問題做出詳細分析與說明，希望能夠有助于今后相關(guān)研究與實踐工作的開展。

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