基于耐久性的建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

周亞

摘要：目前國內(nèi)建筑領(lǐng)域獲得了高速的發(fā)展，在生活質(zhì)量方面提出的要求不斷提升，因此城市當(dāng)中的民眾對建筑項(xiàng)目具備的耐久性提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)在這方面的設(shè)計(jì)逐漸受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。本文就以耐久性為切入點(diǎn)，對建筑項(xiàng)目的砼結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：耐久性；建筑工程；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析

一、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體要求

耐久性是現(xiàn)如今建筑工程中施工材料中必須具備的一項(xiàng)性能，受到了建筑公司的廣泛關(guān)注。

從專業(yè)的角度上來說，我國目前的建筑工程項(xiàng)目中對于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出了總體的專業(yè)性要求。從發(fā)展趨勢上來看，混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，在未來的建筑工程項(xiàng)目中將占據(jù)越來越重要的地位。這也就意味著，對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也提出了更高層次的要求。主要包括了以下幾個方面：第一，結(jié)構(gòu)的耐久性能，第二，結(jié)構(gòu)的抗震性能，第三，結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。而從本文探討的耐久性的角度出發(fā)，關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，可以具體為以下幾個方面的要求。屬于臨時(shí)建筑性質(zhì)的建筑，使用期為5年，如存在易替換結(jié)構(gòu)，則可延長為25年，如應(yīng)用構(gòu)筑物或者普通房屋建筑，則耐用期應(yīng)當(dāng)在50年，而如果為重要的標(biāo)志性建筑或者紀(jì)念性建筑，則要求耐用期要達(dá)到100年[2]。

二、討論施工設(shè)計(jì)存在問題

1.在對建筑結(jié)構(gòu)部分具備的耐久性開展施工設(shè)計(jì)時(shí)，存在制定的制度、相關(guān)要求以及規(guī)范等不符合時(shí)代發(fā)展需求的情況，未成為全方位、健全并且可信賴的技術(shù)施工體系。盡管對于結(jié)構(gòu)部分具備的耐久性在其自身構(gòu)造以及使用材料自身具備的性能等方面提出了一定的標(biāo)準(zhǔn)以及要求，比如結(jié)構(gòu)部分設(shè)定的保護(hù)層的實(shí)際厚度尺寸、砼的具體配比情況、抗氧離子自身具備的滲透功能等。可是，并未對其展開系統(tǒng)化的研究工作。

2.并未對耐久性產(chǎn)生重大影響的因素展開全方位的分析、討論。在實(shí)際對建筑結(jié)構(gòu)開展施工設(shè)計(jì)時(shí)，未注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在其施工工藝以及細(xì)節(jié)技術(shù)這兩個方面存在的問題。比如，應(yīng)該強(qiáng)化由于后張灌漿施工導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)部分密實(shí)度不符合要求這一現(xiàn)象的設(shè)計(jì)、應(yīng)該健全無粘結(jié)類型預(yù)應(yīng)力施工工藝操作技術(shù)、應(yīng)該高效完成結(jié)構(gòu)部分的張拉端以及固定端部分錨具的選用，還有相關(guān)的防腐設(shè)計(jì)。

3.在對建筑結(jié)構(gòu)開展具體的設(shè)計(jì)工作期間，未全面、高效地認(rèn)識及了解其中存在的問題，用砼本身具備的強(qiáng)度等級未達(dá)到設(shè)計(jì)要求、保護(hù)層部分的厚度尺寸相對偏小、鋼筋部分的直徑尺寸相對偏小、構(gòu)件本分的截面厚度尺寸不達(dá)標(biāo)等方面的問題，普遍對結(jié)構(gòu)本身具備的穩(wěn)定性以及耐久性造成了重大影響[2]。上文中提到的三方面問題，屬于現(xiàn)在建筑項(xiàng)目對其結(jié)構(gòu)部分開展設(shè)計(jì)施工期間主要存在的一些問題。因此，在后期開展工作時(shí)，必須重視對這方面的完善。

三、以耐久性為基礎(chǔ)的建筑砼設(shè)計(jì)施工

（一）設(shè)計(jì)思路

目前，對于耐久性定義的理解存在明顯的差異，下面對其設(shè)計(jì)過程中的基本思路進(jìn)行論述。

首先，應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用時(shí)長進(jìn)行確定；其次，應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)部分具體的工作環(huán)境還有自身具備耐久性能進(jìn)行確定；最后，在施工設(shè)計(jì)規(guī)定的應(yīng)用時(shí)長當(dāng)中，要求建立一個極限方程，該方程中建筑結(jié)構(gòu)本身對于工作環(huán)境發(fā)揮的抵抗功能，超過工作環(huán)境本身對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生實(shí)際效用的耐久性。

在固定的自然環(huán)境中開展日常工作時(shí)，在規(guī)定好的應(yīng)用時(shí)間段中，建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修施工的條件為Sp≤Tp。在這一式子當(dāng)中，Sp代表的是工作環(huán)境的指數(shù)，Sp=So+△Sp。在對其進(jìn)行取值時(shí)，要求處于中等的工作環(huán)境氛圍中，處于工作狀態(tài)下的砼結(jié)構(gòu)，若是存在95%的把握可以不進(jìn)行維修。此時(shí)，Sp的取值為其初始值So=100。由于砼本身的應(yīng)用環(huán)境存在差異，大部分情況下，Sp都需要增值。例如，若處于氯化物的工作氛圍中，需要對其腐蝕作用的能力進(jìn)行觀察。能夠?qū)ζ淙　鱏值，p的取值范圍在40～70，如果發(fā)生了凍融問題，能夠?qū)ζ淙　髦?，Sp=10～70等。Tp代表的是建筑結(jié)構(gòu)具備的耐久性指數(shù)，該數(shù)值全面指出了設(shè)計(jì)施工所有流程（其序號是i）內(nèi)。對建筑結(jié)構(gòu)耐久性造成影響的所有因素（其序號是j），其賦予的數(shù)值存在差異Tp（i，j），隨后，將所有數(shù)值全部疊加起來。

（二）鋼筋部分的防銹蝕設(shè)計(jì)

若是建筑項(xiàng)目中的砼處于硬化狀態(tài)以后，會生成堿性的Ca（OH）2，導(dǎo)致砼孔隙內(nèi)部殘存的水分表現(xiàn)為強(qiáng)堿性，在其內(nèi)部區(qū)域的鋼筋表層部位，生成一層十分緊密的鈍化膜，可以高效的制止它不斷出現(xiàn)銹蝕問題。如果出現(xiàn)的鈍化問題大于規(guī)定的閾值，這一層膜會遭到破壞，在其外部環(huán)境提供介質(zhì)的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成Fe（OH）3，導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題，造成砼鋼筋發(fā)生開裂現(xiàn)象，讓周邊區(qū)域具備腐蝕性的這部分介質(zhì)直接進(jìn)入到砼結(jié)構(gòu)當(dāng)中，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象加速。所以，對建筑結(jié)構(gòu)部分的鋼筋進(jìn)行使用時(shí)，借助于合理、科學(xué)的防腐蝕對策，能夠在很大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)本身具備的耐久性，讓其達(dá)到施工要求。

（三）關(guān)于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)中，需要考慮的收效問題是不同的混凝土材料在應(yīng)用中產(chǎn)生的差異。在建筑工程項(xiàng)目中，混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用按照其不同的種類可分為預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)應(yīng)用年限要求以及建筑環(huán)境的受侵蝕程度，在設(shè)計(jì)中選用合適的鋼筋結(jié)構(gòu)，保證具體應(yīng)用時(shí)的效果和性能的發(fā)揮。通常情況下，受力的鋼筋結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)應(yīng)用中的直徑要高于16.5mm。另外，還要注意考慮排水功能。如果混凝土結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中存在面臨腐蝕的可能性，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步有針對性的采取措施加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。

（三）優(yōu)化建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)部分的材料設(shè)計(jì)工作

首先，對于建筑施工行業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)工作人員來講，了解該行業(yè)中對項(xiàng)目本身具備的耐久性開展施工設(shè)計(jì)以及其結(jié)構(gòu)部分的應(yīng)用年限規(guī)定要求，其實(shí)質(zhì)為施工設(shè)計(jì)的應(yīng)用時(shí)長；其次，應(yīng)了解應(yīng)用某一種建設(shè)施工材料以后，也就是施工材料失去其本來效用以后的相關(guān)要求；第三，應(yīng)該以建筑項(xiàng)目中，對砼結(jié)構(gòu)開展的施工設(shè)計(jì)提出的要求為基礎(chǔ)開展工作；最后，對砼結(jié)構(gòu)施工使用的材料進(jìn)行選擇。挑選過程中，選用最高效、科學(xué)的一類材料，在確保降低建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工成本的基礎(chǔ)上，能夠使用經(jīng)濟(jì)性能最佳、材料自身質(zhì)量最優(yōu)的耐久性施工設(shè)計(jì)材料。

四、結(jié)束語

若是砼發(fā)生的變化不大，但已經(jīng)表明發(fā)生了問題，此時(shí)再對其進(jìn)行補(bǔ)救已經(jīng)不能滿足建筑要求。對砼結(jié)構(gòu)具備的耐久性開展的設(shè)計(jì)工作，需要使用在施工期間的所有環(huán)節(jié)內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，才可以更為優(yōu)質(zhì)地確保其在建筑項(xiàng)目中發(fā)揮的作用，才能夠從根源方面確保砼結(jié)構(gòu)本身的應(yīng)用年限符合設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]季存建.軌道工程混凝土耐久性分析與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（33）：82-83.

[2]陳艾榮，馮師蓉，馬如進(jìn).基于分項(xiàng)安全系數(shù)的混凝土橋梁耐久性設(shè)計(jì)方法研究[J].公路交通科技，2014，31（9）：64-70.

（作者單位：中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司）