基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析

2019-11-28魏博方超

建材发展导向 2019年23期

魏博方超

（吉林省建苑设计集团有限公司，吉林长春 130000）

近年来，高层建筑的不断增加，使得混凝土结构的应用更加广泛。由于施工项目对施工质量和安全要求的不断提高，推动了混凝土结构设计研究的增加。在建筑工程设计过程中，必须着重考虑耐久性。只有明确耐久性的相关要求，才能做出科学合理的设计方案，从而明确设计过程中需要注意的重点和难点。混凝土的耐久性对工程的寿命和质量有着重要的意义，直接影响到工程能否顺利完成。

1 建筑工程结构耐久性设计的重要作用

目前，我国基础工程建设发展迅速，各地建筑工程蓬勃发展，工程结构设计技术明显提高。然而，建筑结构耐久性设计一直是工程设计中的一个重要问题。混凝土结构是建筑结构的主要形式。受建筑结构设计理论的影响，人们普遍认为混凝土是一种具有良好耐久性和稳定性的建筑材料。然而，相关研究表明，混凝土建筑结构在相应的使用环境中容易发生早期失效的问题，

2 混凝土耐久性的设计及原则

2.1 混凝土结构耐久性设计的方法

混凝土结构耐久性设计方法尚未形成统一、公认、最合理、最科学的方法，所以针对耐久性定义的不同理解，有许多不同的设计方法。极限状态的设计方法就是其中之一。其思路是：1）确定结构设计的使用寿命，这是耐久性设计的前提；2）确定结构的工作环境和耐久性，为下一步工作奠定基础；3）在设计的使用年限内，确保其结构抵抗环境作用的能力要大于环境对结构作用效应。

2.2 耐久性极限状态下的设计原则

混凝土耐久性在极限状态下的设计原则是，混凝土在使用寿命范围内，其对环境的抗力作用，必须大于环境对结构的影响。必须满足这个公式：F ≤R，其中F 表示环境的运行效果;R 表示结构构件抵抗环境的能力。在实践中，环境的影响可以根据环境的类型来确定。在正常的设计中，工作环境可以分为六个方面:大气环境、土壤环境、海洋环境、水和特殊工况下的环境等。同时，根据混凝土结构的工况，可以确定混凝土耐久性的极限状态值。

3 当前我国建筑工程结构耐久性设计存在的问题

3.1 整体牢固性差

这个问题在我们国家并不少见。由火灾和地震引起的整个倒塌是引人注目的。特别是在地质条件复杂、土体承载力较差的地区，在土建工程设计中，往往不注意在设计设置前的验证。其造成的后果也是很严重的。

3.2 耐久性设计方面存在问题

在建筑结构耐久性设计方面，没有形成全面可靠的技术体系。虽然对结构的耐久性在结构材料性能等方面进行了研究，但是，目前还没有对其进行系统的研究。同时，在混凝土结构设计过程中也没有注意到实际结构设计的细节和技术问题。

3.3 耐久安全性差

施工项目耐久性和安全性差，正确使用和维护意识差。在我国土建结构的设计和施工规范中，对土建结构耐久性的重点是对结构在各种荷载作用下的强度要求。然而，对环境因素的作用下的耐久性要求相对较少或基本不考虑，在许多方面并没有详细的规范。而钢筋或混凝土对混凝土结构的腐蚀是造成结构安全事故或降低民用结构使用寿命的常见原因。而这常常是环境因素导致的。

4 提高混凝土结构耐久性的具体措施

4.1 提高混凝土结构地基基础的设计

如果工程对沉降量有不同的要求，那么地基处理方法和地基设计也会有所不同。沉降量较小时，应采用垫层施工方法。在地下室与持力层之间的建筑区域，混凝土保护层将承担部分沉降过程中附加的外部应力。这种方法可以防止由于外部应力过大导致地下室地面开裂或下沉。同时，自然地基也可以发挥一定的作用，维护地基的机制也将从根本上得到解决。