影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性的因素及施工措施

徐毅安

(安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南安陽)

影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性的因素及施工措施

徐毅安

(安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南安陽)

耐久性措施必須貫穿到設(shè)計、施工、維修保養(yǎng)的整個動態(tài)過程中來進行考慮。在設(shè)計時應(yīng)充分考慮混凝土拉應(yīng)力限制和最大裂縫寬度限制；施工中，應(yīng)確保保護層厚度達到設(shè)計要求以及混凝土振搗的密實程度。只有從設(shè)計、施工上采取相應(yīng)的技術(shù)措施，才能夠使隧道結(jié)構(gòu)在整個設(shè)計使用壽命期間始終具有良好的耐久性。本文將主要分析影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性的因素及施工措施。

建筑結(jié)構(gòu)；耐久性；施工措施

建筑結(jié)構(gòu)是指建筑物中由承重構(gòu)件（梁、柱、桁架、墻、樓蓋和基礎(chǔ)）所組成的結(jié)構(gòu)體系，用以承受作用在建筑物上的各種荷載，應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，滿足使用要求。根據(jù)所用材料的不同，常見的建筑結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)等。建筑結(jié)構(gòu)的安全耐久性建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該把安全性和耐久性放在首要位置。結(jié)構(gòu)安全與堅固耐久性關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全。堅固耐久的建筑壽命的延長，雖然會使造價上略有提高，但從建筑全生命周期的角度看，無疑能帶來巨大的節(jié)約[1]。

1 建筑結(jié)構(gòu)耐久性的概述

結(jié)構(gòu)耐久性理論主要研究結(jié)構(gòu)材料在機械、物理、化學(xué)、生物等方面的損傷，包括鋼材、混凝土、砌體塊材和砂漿、木材等結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，混凝土的堿-集料反應(yīng)和凍融循環(huán)損傷，砌體材料的風(fēng)化，結(jié)構(gòu)表層的磨損，鋼材表面的空蝕等，其目的是通過對這些損傷現(xiàn)象的分析和控制，保證結(jié)構(gòu)在足夠長的時間內(nèi)保持良好的性能。

在結(jié)構(gòu)耐久性的研究中，一般將混凝土碳化深度達到規(guī)定限值的狀態(tài)也視為某種極限狀態(tài)，但是，混凝土的碳化深度超過設(shè)定的限值時，可能并不會直接導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂，即直接導(dǎo)致構(gòu)件喪失規(guī)定的適用功能，這與目前對混凝土構(gòu)件受力裂縫的控制類似。對于嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，一般要求混凝土中不出現(xiàn)拉應(yīng)力，但是，與混凝土碳化類似，出現(xiàn)拉應(yīng)力時可能同樣不會直接導(dǎo)致混凝土開裂，即直接導(dǎo)致構(gòu)件喪失規(guī)定的適用功能。結(jié)構(gòu)可靠性控制的核心目標(biāo)是保證結(jié)構(gòu)完成其預(yù)定功能，極限狀態(tài)則是為保證這一目標(biāo)而設(shè)立的物理標(biāo)準(zhǔn)。為保證結(jié)構(gòu)具有更高的可靠度，在具體的控制過程中可選擇結(jié)構(gòu)達到相應(yīng)極限狀態(tài)前的某個中間狀態(tài)作為具體的控制標(biāo)準(zhǔn)，而并非必須是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，其核心目標(biāo)是以更高的可靠度保證結(jié)構(gòu)完成預(yù)定的功能，目前對嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的可靠度，正是按照這種方法控制的。因此，對于混凝土碳化深度的限值，也應(yīng)將其視為對中間狀態(tài)的一種控制，其極限狀態(tài)仍然應(yīng)是混凝土表面不出現(xiàn)裂縫[2]。

2 影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性的因素分析

目前對結(jié)構(gòu)耐久性的研究主要是從時間的角度考察結(jié)構(gòu)性能的變化，但這只是研究的方式，并不是界定結(jié)構(gòu)耐久性問題的標(biāo)志，因為在結(jié)構(gòu)安全性、適用性的研究中，同樣應(yīng)從時間的角度考察結(jié)構(gòu)性能的變化，如鋼筋混凝土構(gòu)件剛度隨時間的變化。就研究內(nèi)容而言，結(jié)構(gòu)耐久性問題均涉及結(jié)構(gòu)性能隨時間的變化，但涉及這方面內(nèi)容的問題并不一定都屬于耐久性問題，如混凝土構(gòu)件的收縮與徐變并不被列入耐久性問題中，因此，界定結(jié)構(gòu)耐久性問題的標(biāo)志也不是結(jié)構(gòu)的性能是否隨時問發(fā)生變化。

結(jié)構(gòu)性能是結(jié)構(gòu)可靠性的內(nèi)在影響因素，它們的變化往往會對結(jié)構(gòu)的可靠性造成顯著的影響。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性分析中，人們通常關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的幾何、力學(xué)性能，因為它們對結(jié)構(gòu)可靠性的影響顯著；但在一些情況下，如結(jié)構(gòu)承受較大的溫差作用時，或者長期遭受較嚴重的化學(xué)侵蝕時，結(jié)構(gòu)物理、化學(xué)性能對結(jié)構(gòu)可靠性的影響便不可忽略。在分析結(jié)構(gòu)的可靠性時，宜全面考察結(jié)構(gòu)的幾何、力學(xué)、物理和化學(xué)性能[3]。

長期的工程實踐說明，結(jié)構(gòu)物理、化學(xué)狀態(tài)的變化同樣不可忽略。諸如二氧化碳在混凝土中的滲透與擴散、混凝土中孔隙水的結(jié)凍與溶化、材料組分的結(jié)晶和溶解等，雖然在初期不會引起結(jié)構(gòu)狀態(tài)的顯著變化，但是經(jīng)過較長時間之后，它們的影響便會逐漸顯露出來，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物理、化學(xué)狀態(tài)的顯著變化，并引起結(jié)構(gòu)性能的變化。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)耐久性的施工措施

現(xiàn)代混凝土由膠凝性材料、水、骨料和外加劑拌合而成。由于具有良好的抗水性、可塑性和取材制作的相對便捷性，因而從年消耗體量、地域范圍和適用的結(jié)構(gòu)類別多樣性諸方面，混凝土都堪稱當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的建筑材料。盡管人們嘗試開發(fā)混凝土的外飾用途，但其更多地被作為一種結(jié)構(gòu)基料加以使用?；炷两Y(jié)構(gòu)因在土木工程中的廣泛應(yīng)用，被賦予了極為特殊和顯著的社會與經(jīng)濟屬性，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的服役可靠性具有重大的社會經(jīng)濟意義。

結(jié)構(gòu)的可靠性應(yīng)綜合體現(xiàn)安全性、適用性和耐久性，要求結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、使用以及基于檢測評估的維護加固措施科學(xué)合理[4]。結(jié)構(gòu)安全性和適用性的范疇界定較為明晰，由強度、變形和整體穩(wěn)定性多方面的限制性要求加以體現(xiàn)，而耐久性概念的定義則存在異議或延伸空間。耐久性通常作為保證結(jié)構(gòu)安全性和適用性的一種時效性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不作專門考慮。但由于嚴重侵蝕性作用下混凝土結(jié)構(gòu)劣化的加速與形態(tài)異化，結(jié)構(gòu)性能隨時間的劣化機制與控制體現(xiàn)了現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題及其研究的主要特征[5]。

劣化對于混凝土結(jié)構(gòu)安全性和適用性的危害與早期人們較少關(guān)注其耐久性而未做出合理預(yù)期密切相關(guān)，劣化結(jié)構(gòu)在強風(fēng)、地震作用下的破壞常常導(dǎo)致災(zāi)難性后果。巨大的人民生命財產(chǎn)損失案例幾乎遍布世界各大洲、發(fā)達和發(fā)展中國家，涉及所有結(jié)構(gòu)類型和腐蝕環(huán)境。

需要用全新的視角審視混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題。值得慶幸的是，世界各國政府、專業(yè)技術(shù)人員已就其重要性達成全面共識。人們從不斷發(fā)生的混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕劣化所致的突然失效和高昂的維修加固成本等慘痛代價中強烈意識到，應(yīng)該深化混凝土結(jié)構(gòu)耐久性基礎(chǔ)研究，從整體化角度合理設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)以保證系統(tǒng)的服役可靠性。

結(jié)論

完善結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。建立和推廣結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命的概念，從混凝土材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、防腐防護等方面建立混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的系統(tǒng)方法。深入研究提高混凝土耐久性的綜合技術(shù)，如減少水泥用量、提高礦物摻合料摻量、提高混凝土密實性等，提高結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性。

[1]葉鵬. 基于耐久性的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 四川水泥，2015，11：117. [2]杜星凌. 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性施工質(zhì)量控制[J]. 工程質(zhì)量，2014，11：71-75.

[3]宋衛(wèi)中，宋衛(wèi)杰. 建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性的探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2015，06：110.

[4]賀川江. 試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度與結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性[J]. 科技視界，2015，25：129.

[5]曲飛. 建筑結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計[J]. 中國房地產(chǎn)業(yè)，2015，12：139.

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