基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計分析

周亞

摘要：目前國內建筑領域獲得了高速的發展，在生活質量方面提出的要求不斷提升，因此城市當中的民眾對建筑項目具備的耐久性提出了更高的標準，建筑項目結構在這方面的設計逐漸受到人們的重點關注。本文就以耐久性為切入點，對建筑項目的砼結構如何設計進行了討論。

關鍵詞：耐久性；建筑工程；混凝土結構；設計分析

一、混凝土結構設計總體要求

耐久性是現如今建筑工程中施工材料中必須具備的一項性能，受到了建筑公司的廣泛關注。

從專業的角度上來說，我國目前的建筑工程項目中對于混凝土結構設計，提出了總體的專業性要求。從發展趨勢上來看，混凝土的結構設計工作，在未來的建筑工程項目中將占據越來越重要的地位。這也就意味著，對混凝土結構的設計也提出了更高層次的要求。主要包括了以下幾個方面：第一，結構的耐久性能，第二，結構的抗震性能，第三，結構的安全系數。而從本文探討的耐久性的角度出發，關于混凝土結構的耐久性設計，可以具體為以下幾個方面的要求。屬于臨時建筑性質的建筑，使用期為5年，如存在易替換結構，則可延長為25年，如應用構筑物或者普通房屋建筑，則耐用期應當在50年，而如果為重要的標志性建筑或者紀念性建筑，則要求耐用期要達到100年[2]。

二、討論施工設計存在問題

1.在對建筑結構部分具備的耐久性開展施工設計時，存在制定的制度、相關要求以及規范等不符合時代發展需求的情況，未成為全方位、健全并且可信賴的技術施工體系。盡管對于結構部分具備的耐久性在其自身構造以及使用材料自身具備的性能等方面提出了一定的標準以及要求，比如結構部分設定的保護層的實際厚度尺寸、砼的具體配比情況、抗氧離子自身具備的滲透功能等。可是，并未對其展開系統化的研究工作。

2.并未對耐久性產生重大影響的因素展開全方位的分析、討論。在實際對建筑結構開展施工設計時，未注重結構設計在其施工工藝以及細節技術這兩個方面存在的問題。比如，應該強化由于后張灌漿施工導致的結構部分密實度不符合要求這一現象的設計、應該健全無粘結類型預應力施工工藝操作技術、應該高效完成結構部分的張拉端以及固定端部分錨具的選用，還有相關的防腐設計。

3.在對建筑結構開展具體的設計工作期間，未全面、高效地認識及了解其中存在的問題，用砼本身具備的強度等級未達到設計要求、保護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、構件本分的截面厚度尺寸不達標等方面的問題，普遍對結構本身具備的穩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，屬于現在建筑項目對其結構部分開展設計施工期間主要存在的一些問題。因此，在后期開展工作時，必須重視對這方面的完善。

三、以耐久性為基礎的建筑砼設計施工

（一）設計思路

目前，對于耐久性定義的理解存在明顯的差異，下面對其設計過程中的基本思路進行論述。

首先，應該對建筑結構設計的具體應用時長進行確定；其次，應該對建筑結構部分具體的工作環境還有自身具備耐久性能進行確定；最后，在施工設計規定的應用時長當中，要求建立一個極限方程，該方程中建筑結構本身對于工作環境發揮的抵抗功能，超過工作環境本身對于建筑結構產生實際效用的耐久性。

在固定的自然環境中開展日常工作時，在規定好的應用時間段中，建筑結構進行維修施工的條件為Sp≤Tp。在這一式子當中，Sp代表的是工作環境的指數，Sp=So+△Sp。在對其進行取值時，要求處于中等的工作環境氛圍中，處于工作狀態下的砼結構，若是存在95%的把握可以不進行維修。此時，Sp的取值為其初始值So=100。由于砼本身的應用環境存在差異，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行觀察。能夠對其取△S值，p的取值范圍在40～70，如果發生了凍融問題，能夠對其取△值，Sp=10～70等。Tp代表的是建筑結構具備的耐久性指數，該數值全面指出了設計施工所有流程（其序號是i）內。對建筑結構耐久性造成影響的所有因素（其序號是j），其賦予的數值存在差異Tp（i，j），隨后，將所有數值全部疊加起來。

（二）鋼筋部分的防銹蝕設計

若是建筑項目中的砼處于硬化狀態以后，會生成堿性的Ca（OH）2，導致砼孔隙內部殘存的水分表現為強堿性，在其內部區域的鋼筋表層部位，生成一層十分緊密的鈍化膜，可以高效的制止它不斷出現銹蝕問題。如果出現的鈍化問題大于規定的閾值，這一層膜會遭到破壞，在其外部環境提供介質的基礎上，不斷發生化學反應，最終生成Fe（OH）3，導致鋼筋出現銹蝕問題，造成砼鋼筋發生開裂現象，讓周邊區域具備腐蝕性的這部分介質直接進入到砼結構當中，導致建筑結構部分出現的破壞現象加速。所以，對建筑結構部分的鋼筋進行使用時，借助于合理、科學的防腐蝕對策，能夠在很大程度上提升建筑結構本身具備的耐久性，讓其達到施工要求。

（三）關于結構構造的設計

結構構造的設計中，需要考慮的收效問題是不同的混凝土材料在應用中產生的差異。在建筑工程項目中，混凝土結構的應用按照其不同的種類可分為預應力混凝土和普通混凝土。結構設計的過程中，需要根據具體的設計應用年限要求以及建筑環境的受侵蝕程度，在設計中選用合適的鋼筋結構，保證具體應用時的效果和性能的發揮。通常情況下，受力的鋼筋結構要求設計應用中的直徑要高于16.5mm。另外，還要注意考慮排水功能。如果混凝土結構在應用中存在面臨腐蝕的可能性，則應當進一步有針對性的采取措施加強防腐設計。

（三）優化建筑項目結構部分的材料設計工作

首先，對于建筑施工行業內的設計工作人員來講，了解該行業中對項目本身具備的耐久性開展施工設計以及其結構部分的應用年限規定要求，其實質為施工設計的應用時長；其次，應了解應用某一種建設施工材料以后，也就是施工材料失去其本來效用以后的相關要求；第三，應該以建筑項目中，對砼結構開展的施工設計提出的要求為基礎開展工作；最后，對砼結構施工使用的材料進行選擇。挑選過程中，選用最高效、科學的一類材料，在確保降低建筑項目的實際施工成本的基礎上，能夠使用經濟性能最佳、材料自身質量最優的耐久性施工設計材料。

四、結束語

若是砼發生的變化不大，但已經表明發生了問題，此時再對其進行補救已經不能滿足建筑要求。對砼結構具備的耐久性開展的設計工作，需要使用在施工期間的所有環節內。在此基礎上，才可以更為優質地確保其在建筑項目中發揮的作用，才能夠從根源方面確保砼結構本身的應用年限符合設計要求。

參考文獻：

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

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

（作者單位：中設設計集團股份有限公司）