混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

張新瑞

（大連松巖建筑設(shè)計(jì)院有限公司,遼寧 大連 116000）

0 引言

作為建筑結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，混凝土的耐久性在當(dāng)前采用宏觀的控制，從建筑年限和使用環(huán)境對(duì)混凝土耐結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保耐久性，對(duì)于設(shè)計(jì)者進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)之前，要在設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明建筑結(jié)構(gòu)使用年限，同時(shí)和工程建筑者一同踐行耐久性設(shè)計(jì)，這是確保建筑施工質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)，混凝土耐久性設(shè)計(jì)要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)性能等一些列的內(nèi)容熟悉了解，在此基礎(chǔ)之上完成設(shè)計(jì)。

1 結(jié)構(gòu)計(jì)算

1.1 結(jié)構(gòu)基本自振周期

混凝土結(jié)構(gòu)自振周期的計(jì)算要按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中進(jìn)行，程序計(jì)算出來(lái)的數(shù)值為了確保其準(zhǔn)確性要帶入公式中在次計(jì)算。

1.2 地震作用及結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性

對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)藕連計(jì)算，相關(guān)規(guī)范中規(guī)定平行于地震作用方向，兩個(gè)邊榀地震作用乘以方法系數(shù)，通常長(zhǎng)邊可以采用一點(diǎn)一五的長(zhǎng)度，短邊采用一點(diǎn)零五的長(zhǎng)度，如果扭轉(zhuǎn)的剛度較小的時(shí)候，不要采用一點(diǎn)三。規(guī)則結(jié)構(gòu)受到地震作用，因此也要考慮扭轉(zhuǎn)藕連的影響。對(duì)于不對(duì)稱的量和剛度不明顯的結(jié)構(gòu)，建議在水平雙向的地震作用下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)的計(jì)算。

1.3 有效質(zhì)量系數(shù)與計(jì)算振型數(shù)

一般的工程會(huì)取 三 的倍數(shù)，至少九個(gè)，對(duì)于兩層的結(jié)構(gòu)，不少于六個(gè)，因?yàn)槊繉又挥腥齻€(gè)自由度。兩向質(zhì)量振型參與系數(shù)Cmass-x及 Cmass-Y在計(jì)算時(shí)候，要仔細(xì)的檢查，計(jì)算值要確保至少百分之九十，如果不超過(guò)零點(diǎn)九，說(shuō)明振型數(shù)在地震影響下產(chǎn)生的作用不能忽略，振型數(shù)不能保證，建筑結(jié)構(gòu)的安全性就不能保證，增加振型數(shù)，要對(duì)有效質(zhì)量系數(shù)進(jìn)行密切的關(guān)注，一定要達(dá)到相關(guān)要求，不然計(jì)算地震的作用也就失去了意義。

1.4 樓層最小地震剪力系數(shù)

剪重比強(qiáng)制性條文中規(guī)定，進(jìn)行抗震計(jì)算的任意結(jié)構(gòu)的樓層水平地震剪重比不能比樓層確定的最小地震剪力系數(shù)值要小。樓層剪重比達(dá)不到要求時(shí)，要對(duì)有效質(zhì)量系數(shù)進(jìn)行檢查，是否達(dá)到百分之五十，如果沒(méi)有達(dá)到要增加振型數(shù)。如果有效系數(shù)滿足剪重比的要求，但剪重比仍然不符合要求的時(shí)候，樓層結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布不均勻?qū)е录糁乇炔贿_(dá)標(biāo)，為了解決這樣的問(wèn)題，要及時(shí)的對(duì)設(shè)計(jì)防范進(jìn)行分析判斷，采取有效的措施調(diào)整，知道剪重比滿足設(shè)計(jì)要求為止。

1.5 結(jié)構(gòu)的周期與位移

結(jié)構(gòu)周期在控制結(jié)構(gòu)的大震下，為了減少地震帶來(lái)的損害，扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)該靠前。大層間的機(jī)構(gòu)位移，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范有明確的規(guī)定，樓層控制層間的最大位移是取樓層豎向構(gòu)件最大桿件。喂位移比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的參數(shù)，通過(guò)最大桿件位移與平均桿件位移比計(jì)算得出。

1.6 框架結(jié)構(gòu)分析

框架結(jié)構(gòu)的選取要注意柱長(zhǎng)度系數(shù)的選取。通常情況下，因?yàn)橹凑针p偏壓驗(yàn)算，由于配盡量與形式的不唯一，最好要以單偏壓配筋、雙偏壓驗(yàn)算為好；梁、柱的保護(hù)層計(jì)算，規(guī)范有明確的取值范圍，在取值計(jì)算時(shí)，要自動(dòng)加12.5；對(duì)于大截面的柱，梁、柱進(jìn)行重疊，這個(gè)部分為剛域，放大梁剛度，扭轉(zhuǎn)的距離減小，這樣使得樓板結(jié)構(gòu)的使用剛度增加，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。負(fù)彎矩向下調(diào)幅后，跨中彎矩自動(dòng)增大。“梁跨中彎矩增大系數(shù)”是不考慮活載不利布置時(shí)乘的系數(shù)，不要與此混淆。

2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

2.1 材料的選擇

混凝土原材料和配合比的選擇要根據(jù)使用環(huán)境條件、設(shè)計(jì)使用的年限以及耐久性等久的要求進(jìn)行，不同等級(jí)混凝土、水灰比、水泥用量會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的使用產(chǎn)生不同的作用，如果環(huán)境產(chǎn)生的侵蝕作用不是很大時(shí)，采用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)可以使用C25，水灰比在零點(diǎn)六左右，水泥使用量在每平方千米二百六十千克左右。如果侵蝕的作用力較大時(shí)，那么混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要達(dá)到≥C40，水灰比不變，水泥用量最少達(dá)到每平方千米三百八十千克。在凍融環(huán)境下的混凝土要根據(jù)凍融次數(shù)的不同摻入數(shù)量不同的引氣劑，最少要百分之四點(diǎn)五，最多要比水泥重量多出百分之七。對(duì)于海岸周圍或是使用冰鹽，這種環(huán)境受到氯的侵蝕，那么水泥的用量要通過(guò)控制混凝土中氯離子的含量不應(yīng)超過(guò)百分之一。對(duì)于受到化學(xué)侵蝕嚴(yán)重的環(huán)境，鋼筋的選擇可以使用環(huán)氧涂層鋼筋或耐腐蝕的合金鋼材。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)

普通混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)不同侵蝕環(huán)境條件和使用年限不同選擇不同混凝土保護(hù)層，厚度最少在二十毫米和七十毫米之間。在一些遭受嚴(yán)重侵蝕的環(huán)境下要控制受力鋼筋直徑，至少十六毫米。結(jié)構(gòu)構(gòu)造的表面條件，要簡(jiǎn)潔利用排水，室外構(gòu)件要設(shè)置滴水溝，處理好結(jié)構(gòu)接縫，例如橋梁的蓋梁和橋墩的接觸部位、海岸浪濺去的墩臺(tái)部位的結(jié)構(gòu)等。為了防止建筑屋面面層與混凝土頂板之間保溫層積水，要設(shè)置防水層，如果結(jié)構(gòu)周圍有嚴(yán)重的化學(xué)侵蝕，那么要做好混凝土表面的防侵蝕涂層。

2.3 限制裂縫寬度

混凝土構(gòu)件中，裂縫寬度出現(xiàn)是允許的，為了確保混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的裂縫寬度值有著嚴(yán)格的限定?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-052）還對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土中的屋面板和樓板、托架、托梁等裂縫的寬度進(jìn)行規(guī)定，規(guī)定的裂縫寬度計(jì)算按照二級(jí)裂縫進(jìn)行。如果是潮濕和露天的環(huán)境，混凝土裂縫是按照一類和二類裂縫進(jìn)行計(jì)算的，吊車梁驗(yàn)算是按照一級(jí)裂縫嚴(yán)格計(jì)算，為了確?；炷恋踯嚵翰粫?huì)出現(xiàn)裂縫構(gòu)件。

3 結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程重要的部分，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是保證建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)久穩(wěn)定的關(guān)鍵，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于建筑工程質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，因此，作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，作為設(shè)計(jì)者，要不斷的去完善設(shè)計(jì)、提升設(shè)計(jì)，為建筑工程不斷發(fā)展做出努力。

[1]周濤，張躍紅，劉松.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)探析[J].科技信息，2009(31).

[2]蔡前進(jìn)，何朝永.外加劑和摻合料對(duì)混凝土耐久性的影響[J].山西建筑，2007(32).

[3]蔡雪斌.談?wù)劵炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(02).