基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計分析

魏 博 方 超

（吉林省建苑設計集團有限公司，吉林 長春 130000）

近年來，高層建筑的不斷增加，使得混凝土結構的應用更加廣泛。由于施工項目對施工質量和安全要求的不斷提高，推動了混凝土結構設計研究的增加。在建筑工程設計過程中，必須著重考慮耐久性。只有明確耐久性的相關要求，才能做出科學合理的設計方案，從而明確設計過程中需要注意的重點和難點。混凝土的耐久性對工程的壽命和質量有著重要的意義，直接影響到工程能否順利完成。

1 建筑工程結構耐久性設計的重要作用

目前，我國基礎工程建設發展迅速，各地建筑工程蓬勃發展，工程結構設計技術明顯提高。然而，建筑結構耐久性設計一直是工程設計中的一個重要問題。混凝土結構是建筑結構的主要形式。受建筑結構設計理論的影響，人們普遍認為混凝土是一種具有良好耐久性和穩定性的建筑材料。然而，相關研究表明，混凝土建筑結構在相應的使用環境中容易發生早期失效的問題，

2 混凝土耐久性的設計及原則

2.1 混凝土結構耐久性設計的方法

混凝土結構耐久性設計方法尚未形成統一、公認、最合理、最科學的方法，所以針對耐久性定義的不同理解，有許多不同的設計方法。極限狀態的設計方法就是其中之一。其思路是：1） 確定結構設計的使用壽命，這是耐久性設計的前提；2） 確定結構的工作環境和耐久性，為下一步工作奠定基礎；3） 在設計的使用年限內，確保其結構抵抗環境作用的能力要大于環境對結構作用效應。

2.2 耐久性極限狀態下的設計原則

混凝土耐久性在極限狀態下的設計原則是，混凝土在使用壽命范圍內，其對環境的抗力作用，必須大于環境對結構的影響。必須滿足這個公式：F ≤R，其中F 表示環境的運行效果;R 表示結構構件抵抗環境的能力。在實踐中，環境的影響可以根據環境的類型來確定。在正常的設計中，工作環境可以分為六個方面:大氣環境、土壤環境、海洋環境、水和特殊工況下的環境等。同時，根據混凝土結構的工況，可以確定混凝土耐久性的極限狀態值。

3 當前我國建筑工程結構耐久性設計存在的問題

3.1 整體牢固性差

這個問題在我們國家并不少見。由火災和地震引起的整個倒塌是引人注目的。特別是在地質條件復雜、土體承載力較差的地區，在土建工程設計中，往往不注意在設計設置前的驗證。其造成的后果也是很嚴重的。

3.2 耐久性設計方面存在問題

在建筑結構耐久性設計方面，沒有形成全面可靠的技術體系。雖然對結構的耐久性在結構材料性能等方面進行了研究，但是，目前還沒有對其進行系統的研究。同時，在混凝土結構設計過程中也沒有注意到實際結構設計的細節和技術問題。

3.3 耐久安全性差

施工項目耐久性和安全性差，正確使用和維護意識差。在我國土建結構的設計和施工規范中，對土建結構耐久性的重點是對結構在各種荷載作用下的強度要求。然而，對環境因素的作用下的耐久性要求相對較少或基本不考慮，在許多方面并沒有詳細的規范。而鋼筋或混凝土對混凝土結構的腐蝕是造成結構安全事故或降低民用結構使用壽命的常見原因。而這常常是環境因素導致的。

4 提高混凝土結構耐久性的具體措施

4.1 提高混凝土結構地基基礎的設計

如果工程對沉降量有不同的要求，那么地基處理方法和地基設計也會有所不同。沉降量較小時，應采用墊層施工方法。在地下室與持力層之間的建筑區域，混凝土保護層將承擔部分沉降過程中附加的外部應力。這種方法可以防止由于外部應力過大導致地下室地面開裂或下沉。同時，自然地基也可以發揮一定的作用，維護地基的機制也將從根本上得到解決。

4.2 合理選擇耐久性材料

設計前應合理選擇混凝土材料，正確選擇后再設計實際材料比例。因此，材料的選擇是非常關鍵的，必須對各種因素進行全面的分析。如建筑設計壽命、實際環境條件等，根據分析結果選擇合適的混凝土材料。如果混凝土使用環境中存在氯侵蝕，必須嚴格控制氯離子的含量，才能有效保證混凝土的耐久性，且氯離子的用量小于水泥。

4.3 加強建設施工中的管理

在實際施工中，對混凝土進行充分的振動和養護，既能增加混凝土表面的密實度，又能降低混凝土的滲透性。有人認為只要把施工質量控制好就會完工，其實不然，它只是完工的一半，而工程后期的維護是另一半，維護和施工是同等重要的。如果保養不好，所以可以對混凝土的碳化和腐蝕的力量影響很大。

4.4 提高建筑功能結構耐久性設計技術

建筑的功能結構設計在很大程度上影響著建筑結構的整體穩定性。因此，在建筑結構設計過程中，合理的功能結構設計對于提高建筑結構的耐久性尤為必要。合理設置水侵結構使整個建筑結構處于相對干燥的環境中。合理采取措施避免低溫和高溫，保證建筑結構的整體耐久性。

5 結語

綜上所述，耐久性是建筑工程施工設計中的一個重要指標。如果在設計過程中不考慮耐久性問題，建筑工程的設計水平也不會有所提高。同時，設計過程中也會出現各種各樣的問題。因此，耐久性問題是今后必須考慮的問題。