基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析

周亚

摘要：目前国内建筑领域获得了高速的发展，在生活质量方面提出的要求不断提升，因此城市当中的民众对建筑项目具备的耐久性提出了更高的标准，建筑项目结构在这方面的设计逐渐受到人们的重点关注。本文就以耐久性为切入点，对建筑项目的砼结构如何设计进行了讨论。

关键词：耐久性；建筑工程；混凝土结构；设计分析

一、混凝土结构设计总体要求

耐久性是现如今建筑工程中施工材料中必须具备的一项性能，受到了建筑公司的广泛关注。

从专业的角度上来说，我国目前的建筑工程项目中对于混凝土结构设计，提出了总体的专业性要求。从发展趋势上来看，混凝土的结构设计工作，在未来的建筑工程项目中将占据越来越重要的地位。这也就意味着，对混凝土结构的设计也提出了更高层次的要求。主要包括了以下几个方面：第一，结构的耐久性能，第二，结构的抗震性能，第三，结构的安全系数。而从本文探讨的耐久性的角度出发，关于混凝土结构的耐久性设计，可以具体为以下几个方面的要求。属于临时建筑性质的建筑，使用期为5年，如存在易替换结构，则可延长为25年，如应用构筑物或者普通房屋建筑，则耐用期应当在50年，而如果为重要的标志性建筑或者纪念性建筑，则要求耐用期要达到100年[2]。

二、讨论施工设计存在问题

1.在对建筑结构部分具备的耐久性开展施工设计时，存在制定的制度、相关要求以及规范等不符合时代发展需求的情况，未成为全方位、健全并且可信赖的技术施工体系。尽管对于结构部分具备的耐久性在其自身构造以及使用材料自身具备的性能等方面提出了一定的标准以及要求，比如结构部分设定的保护层的实际厚度尺寸、砼的具体配比情况、抗氧离子自身具备的渗透功能等。可是，并未对其展开系统化的研究工作。

2.并未对耐久性产生重大影响的因素展开全方位的分析、讨论。在实际对建筑结构开展施工设计时，未注重结构设计在其施工工艺以及细节技术这两个方面存在的问题。比如，应该强化由于后张灌浆施工导致的结构部分密实度不符合要求这一现象的设计、应该健全无粘结类型预应力施工工艺操作技术、应该高效完成结构部分的张拉端以及固定端部分锚具的选用，还有相关的防腐设计。

3.在对建筑结构开展具体的设计工作期间，未全面、高效地认识及了解其中存在的问题，用砼本身具备的强度等级未达到设计要求、保护层部分的厚度尺寸相对偏小、钢筋部分的直径尺寸相对偏小、构件本分的截面厚度尺寸不达标等方面的问题，普遍对结构本身具备的稳定性以及耐久性造成了重大影响[2]。上文中提到的三方面问题，属于现在建筑项目对其结构部分开展设计施工期间主要存在的一些问题。因此，在后期开展工作时，必须重视对这方面的完善。

三、以耐久性为基础的建筑砼设计施工

（一）设计思路

目前，对于耐久性定义的理解存在明显的差异，下面对其设计过程中的基本思路进行论述。

首先，应该对建筑结构设计的具体应用时长进行确定；其次，应该对建筑结构部分具体的工作环境还有自身具备耐久性能进行确定；最后，在施工设计规定的应用时长当中，要求建立一个极限方程，该方程中建筑结构本身对于工作环境发挥的抵抗功能，超过工作环境本身对于建筑结构产生实际效用的耐久性。

在固定的自然环境中开展日常工作时，在规定好的应用时间段中，建筑结构进行维修施工的条件为Sp≤Tp。在这一式子当中，Sp代表的是工作环境的指数，Sp=So+△Sp。在对其进行取值时，要求处于中等的工作环境氛围中，处于工作状态下的砼结构，若是存在95%的把握可以不进行维修。此时，Sp的取值为其初始值So=100。由于砼本身的应用环境存在差异，大部分情况下，Sp都需要增值。例如，若处于氯化物的工作氛围中，需要对其腐蚀作用的能力进行观察。能够对其取△S值，p的取值范围在40～70，如果发生了冻融问题，能够对其取△值，Sp=10～70等。Tp代表的是建筑结构具备的耐久性指数，该数值全面指出了设计施工所有流程（其序号是i）内。对建筑结构耐久性造成影响的所有因素（其序号是j），其赋予的数值存在差异Tp（i，j），随后，将所有数值全部叠加起来。

（二）钢筋部分的防锈蚀设计

若是建筑项目中的砼处于硬化状态以后，会生成碱性的Ca（OH）2，导致砼孔隙内部残存的水分表现为强碱性，在其内部区域的钢筋表层部位，生成一层十分紧密的钝化膜，可以高效的制止它不断出现锈蚀问题。如果出现的钝化问题大于规定的阈值，这一层膜会遭到破坏，在其外部环境提供介质的基础上，不断发生化学反应，最终生成Fe（OH）3，导致钢筋出现锈蚀问题，造成砼钢筋发生开裂现象，让周边区域具备腐蚀性的这部分介质直接进入到砼结构当中，导致建筑结构部分出现的破坏现象加速。所以，对建筑结构部分的钢筋进行使用时，借助于合理、科学的防腐蚀对策，能够在很大程度上提升建筑结构本身具备的耐久性，让其达到施工要求。

（三）关于结构构造的设计

结构构造的设计中，需要考虑的收效问题是不同的混凝土材料在应用中产生的差异。在建筑工程项目中，混凝土结构的应用按照其不同的种类可分为预应力混凝土和普通混凝土。结构设计的过程中，需要根据具体的设计应用年限要求以及建筑环境的受侵蚀程度，在设计中选用合适的钢筋结构，保证具体应用时的效果和性能的发挥。通常情况下，受力的钢筋结构要求设计应用中的直径要高于16.5mm。另外，还要注意考虑排水功能。如果混凝土结构在应用中存在面临腐蚀的可能性，则应当进一步有针对性的采取措施加强防腐设计。

（三）优化建筑项目结构部分的材料设计工作

首先，对于建筑施工行业内的设计工作人员来讲，了解该行业中对项目本身具备的耐久性开展施工设计以及其结构部分的应用年限规定要求，其实质为施工设计的应用时长；其次，应了解应用某一种建设施工材料以后，也就是施工材料失去其本来效用以后的相关要求；第三，应该以建筑项目中，对砼结构开展的施工设计提出的要求为基础开展工作；最后，对砼结构施工使用的材料进行选择。挑選过程中，选用最高效、科学的一类材料，在确保降低建筑项目的实际施工成本的基础上，能够使用经济性能最佳、材料自身质量最优的耐久性施工设计材料。

四、结束语

若是砼发生的变化不大，但已经表明发生了问题，此时再对其进行补救已经不能满足建筑要求。对砼结构具备的耐久性开展的设计工作，需要使用在施工期间的所有环节内。在此基础上，才可以更为优质地确保其在建筑项目中发挥的作用，才能够从根源方面确保砼结构本身的应用年限符合设计要求。

参考文献：

[1]季存建.轨道工程混凝土耐久性分析与研究[J].科技创新与应用，2014（33）：82-83.

[2]陈艾荣，冯师蓉，马如进.基于分项安全系数的混凝土桥梁耐久性设计方法研究[J].公路交通科技，2014，31（9）：64-70.

（作者单位：中设设计集团股份有限公司）