基于耐久性的建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計

彭英

（中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

人們對居住及生活環(huán)境的要求不斷提高，社會各界對建筑的耐久性提高重視，為了適當延長建筑的實際使用壽命，需要設計人員加強建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計。

1 建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計過程中需要堅持的基本原則

1.1 堅持安全性原則

對建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計來說，安全性是必須堅持的基本原則，通過對此項原則的嚴格遵守，不僅能提高鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還可以為人們的財產(chǎn)及人身安全保駕護航，從而使建筑工程的實際價值及作用得以充分體現(xiàn)。設計人員應該將安全性引入每個設計環(huán)節(jié)中，如施工管理及施工技術(shù)應用等，在保證建筑結(jié)構(gòu)美觀的基礎(chǔ)上，增加強有力的安全性及藝術(shù)氣息。

1.2 堅持適用性原則

在建筑工程完工之后，對建筑進行使用的主體是人，為了滿足人們對居住及辦公環(huán)境的基本需求，設計人員需要堅持以人為本的原則，從多角度出發(fā)，對建筑的實際使用功能進行分析，從而讓結(jié)構(gòu)設計具備較強的實用性。如在開展實際設計工作時，可以通過市場調(diào)查，了解人們對建筑結(jié)構(gòu)要求的大致方向，對空間布局構(gòu)思進行完善，同時結(jié)合實際需求，建立設計模型，在對梁和柱進行布置時，需要對室內(nèi)使用面積進行充分考慮，避免對各項功能的正常使用產(chǎn)生阻礙。設計人員需要始終堅持適應性原則，讓建筑自身具備的優(yōu)勢得到有力發(fā)揮，不僅可以提高用戶的滿意度，還能夠促進經(jīng)濟效益的創(chuàng)造。

1.3 堅持可靠性原則

設計人員在開展結(jié)構(gòu)設計工作時，需要結(jié)合建筑的使用年限做好規(guī)劃，為建筑的耐用、安全及可靠性提供保障，很多古老的建筑雖然超出了自身的理論使用年限，但是卻依然擁有建筑初期的風范，且質(zhì)量不比現(xiàn)代化建筑差，究其原因，是結(jié)構(gòu)的合理性較高，且建筑材料的選擇更符合實際需求，其具備較強的耐用性。在部分地區(qū)總能看到建設完工不久的建筑出現(xiàn)各種不同程度的質(zhì)量問題，實際的使用年限達不到理論標準，以上結(jié)果的造成，與結(jié)構(gòu)設計存在密切聯(lián)系。

2 對混凝土耐久性產(chǎn)生影響的主要因素分析

2.1 環(huán)境因數(shù)帶來的影響

如果建筑長期處于相對特殊的環(huán)境中，容易引起混凝土材料的變化，進而在一定程度上影響建筑的耐久性。產(chǎn)生影響的關(guān)鍵環(huán)境因素有很多，如氣候變化規(guī)律、地質(zhì)條件及全年降水量等，設計人員需要結(jié)合實際情況，對當?shù)刈龊谜{(diào)查，避免外界環(huán)境因素對建筑質(zhì)量產(chǎn)生過多影響。

2.2 混凝土碳化帶來的影響

如果在建筑工程施工過程中，使用的混凝土材料出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，會影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?；炷林械牟糠謮A性物質(zhì)會與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學反應，會改變混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時對相關(guān)成分進行破壞，使混凝土材料中存在的堿性物質(zhì)減少。建筑工程設計及施工單位應該對混凝土的碳化現(xiàn)象加強重視，減少產(chǎn)生的不良影響，積極采取有效措施，對以上問題做好防范，使建筑物的使用壽命得到適當延長。

2.3 鋼筋銹蝕帶來的影響

混凝土具備較強的堿性，同時混凝土的結(jié)構(gòu)中含有較多的氫氧化鈣飽和溶液，促使鈍化膜在鋼筋表面形成，為鋼筋提供有力保護，讓建筑的實際使用周期得到有效延長。但是如果混凝土內(nèi)部有較低的堿性，極容易在使用過程中引發(fā)鋼筋的銹蝕?；炷涟某煞秩菀着c空氣中的二氧化碳及其他物質(zhì)發(fā)生反應，導致混凝土的堿性降低，增加鋼筋發(fā)生銹蝕的概率。經(jīng)過長時間的腐蝕，鋼筋的性能會發(fā)生巨大改變，建筑物很難達到設計的預期使用壽命。

3 在耐久性的基礎(chǔ)上提高混凝土結(jié)構(gòu)設計水平的有效對策

3.1 明確建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計目標

建筑單位應該結(jié)合實際的建筑預期使用年限，對混凝土的耐久性設計目標進行明確，讓各項工作的推進更加科學合理，從而使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計水平得到提升。首先，設計人員要對混凝土原材料進行認真謹慎地選擇，使用具備較強耐久性的混凝土材料，同時結(jié)合建筑項目的耐久性需求及周圍環(huán)境特點，對原材料的配比進行合理明確，讓混凝土原材料的利用效果得到提升；其次，混凝土在實際的利用過程中，會因不同環(huán)境因素的影響產(chǎn)生對應的變化，讓結(jié)構(gòu)遭到一定程度地破壞，對實際的使用壽命產(chǎn)生不利影響，尤其是在化學反應的影響下，對混凝土的性能及結(jié)構(gòu)破壞更大，為了對以上情況進行改善及處理，需要對環(huán)氧涂層進行充分利用，實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的保護，減少化學侵蝕帶來的影響；最后，針對不同的施工環(huán)境，采取差異性方式進行設計，通過與實際情況的有機結(jié)合，讓混凝土的適應能力得到增強，同時設計人員需要對排水結(jié)構(gòu)加強重視，避免出現(xiàn)雨天嚴重積水的情況。

3.2 提高對混凝土碳化預防重視

如果混凝土出現(xiàn)碳化，對建筑物的耐久性來說，有較嚴重的影響，建筑工程單位需要針對混凝土碳化現(xiàn)象采取有效措施進行全面的預防，減少混凝土碳化發(fā)生的可能。設計人員需要具備較強的專業(yè)能力及職業(yè)素養(yǎng)，對混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)劃及方案不斷進行優(yōu)化，在實際的設計工作中，可以將封閉土層方法引入其中，對混凝土的穩(wěn)定性進行有效保護。同時可以對涂層材料進行充分利用，減少混凝土與外界接觸面積，避免產(chǎn)生較多的化學反應，通過對以上方法的運用，不僅可以降低混凝土發(fā)生碳化的概率，還能避免環(huán)境溫度變化對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

3.3 采取有效措施防范鋼筋銹蝕

在混凝土的整體結(jié)構(gòu)中，鋼筋起到主要的支撐作用，如果鋼筋發(fā)生銹蝕等問題，支撐作用就會有很大程度的降低。為了讓鋼筋可以在實際工作中充分發(fā)揮支撐作用，需要采取一定措施對其做好防護。首先，可以對阻銹劑加以合理運用，從客觀角度出發(fā)，讓鋼筋的抗銹蝕能力得到提高，常用的阻銹劑有鈍化劑及吸附性阻銹劑等；其次，建筑單位可以將阻銹劑引入鋼筋銹蝕方案制定中，如果混凝土發(fā)生碳化，會導致具備保護能力的鈍化膜逐漸失效，為了對以上問題做好解決，建筑單位可以對再堿化、脫氯及陰極保護法等電化學處理技術(shù)加強利用，減少鋼筋發(fā)生銹蝕的可能。

4 優(yōu)化混凝土耐久性設計的有效措施

4.1 具體的設計優(yōu)化方法

對建筑工程的混凝土施工環(huán)節(jié)來說，拌制混凝土是不可或缺的重要構(gòu)成部分，為了讓混凝土的拌制質(zhì)量得到提高，在材料選擇方面需要提高要求，同時保證施工工藝的合理性，如施工人員可以對裹砂石法及裹砂法進行合理運用，讓混凝土拌制的科學性得到有效提升。對建筑耐久性產(chǎn)生影響的因素有很多，如施工現(xiàn)場的環(huán)境、混凝土的性質(zhì)及水泥的型號等，相關(guān)工作人員應該對現(xiàn)場及周邊環(huán)境做好考察，有針對性地做好資源配置。工作人員應該建立完善的混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護機制，對具體的養(yǎng)護工作做好正確指導，同時安排專業(yè)的工作人員定期對建筑結(jié)構(gòu)的重要位置進行檢測和維護，并制定對應的檢測規(guī)范，讓各項工作可以保證順利開展。

4.2 做好建筑工程結(jié)構(gòu)材料管理工作

設計人員需要對建筑工程的耐久性需求及建筑結(jié)構(gòu)的預期使用年限進行了解和研究，讓設計工作的開展更加規(guī)范化。結(jié)合各工段的實際要求，做好建筑材料的合理分配，同時在進行建筑材料保存時，需要對環(huán)境溫度及濕度做好控制，做好陰雨天的防護措施。對設計工作的開展來說，建筑工程混凝土的結(jié)構(gòu)設計規(guī)范及標準是其保證各環(huán)節(jié)有序進行的重要參考依據(jù)，相關(guān)工作人員需要做好支持和配合，讓結(jié)構(gòu)材料的選擇更加合理。對采購人員提出較高要求，需要加強對前期市場調(diào)查的重視，選擇資質(zhì)較好的廠家進行合作，同時對施工材料進行嚴格驗收，減少建筑工程建設過程中的成本支出。

4.3 提高建筑工程結(jié)構(gòu)耐久性設計的規(guī)范性

建筑工程結(jié)構(gòu)使用壽命標準具有重要的現(xiàn)實作用和意義，其對結(jié)構(gòu)設計來說，可以起到正確引導作用，設計人員需要嚴格遵照《建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，并在實際工作中將相關(guān)規(guī)范進行充分落實，讓自身的設計水平及工作能力得到提升。設計人員需要不斷參加專業(yè)培訓和學習，對知識要點做好分析和掌握，讓建筑結(jié)構(gòu)設計的實際效果得到強化，并通過合理的設計及科學的材料配比，讓建筑的使用壽命得到延長。

4.4 對混凝土結(jié)構(gòu)地基設計進行合理優(yōu)化

對混凝土結(jié)構(gòu)地基的構(gòu)建來說，沉降工作的效率和質(zhì)量有著關(guān)鍵性影響，為了保證混凝土結(jié)構(gòu)地基具備良好的構(gòu)建水準，需要建筑工程單位對沉降工作提高重視，施工管理人員應該嚴格遵照相關(guān)的沉降標準開展各項工作，并對各環(huán)節(jié)的施工進行正確指導。如果對沉降的需求比較低，需要采用褥墊的施工方式開展工作，通過提高混凝土的強度，可以對地下室地板的安全進行有效保證，需要在實際工作過程中結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的設計及布局，對混凝土的保護地帶進行合理構(gòu)建。

5 結(jié)語

在開展建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計工作的過程中，設計人員應該始終堅持相關(guān)的設計原則，如安全性、適用性及可靠性，同時還要結(jié)合實際需求，堅持以人為本，對混凝土的碳化提高重視，并采取有效措施對鋼筋的銹蝕做好預防。結(jié)合建筑的預期使用年限，明確混凝土的耐久性目標，并做好設計方案的合理優(yōu)化，對加強重視材料的采購及驗收，提高建筑工程的效率和質(zhì)量。