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        基于耐久性的建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設計分析

        2017-10-21 05:41:32周亞
        名城繪 2017年6期
        關(guān)鍵詞:設計分析混凝土結(jié)構(gòu)耐久性

        周亞

        摘要:目前國內(nèi)建筑領(lǐng)域獲得了高速的發(fā)展,在生活質(zhì)量方面提出的要求不斷提升,因此城市當中的民眾對建筑項目具備的耐久性提出了更高的標準,建筑項目結(jié)構(gòu)在這方面的設計逐漸受到人們的重點關(guān)注。本文就以耐久性為切入點,對建筑項目的砼結(jié)構(gòu)如何設計進行了討論。

        關(guān)鍵詞:耐久性;建筑工程;混凝土結(jié)構(gòu);設計分析

        一、混凝土結(jié)構(gòu)設計總體要求

        耐久性是現(xiàn)如今建筑工程中施工材料中必須具備的一項性能,受到了建筑公司的廣泛關(guān)注。

        從專業(yè)的角度上來說,我國目前的建筑工程項目中對于混凝土結(jié)構(gòu)設計,提出了總體的專業(yè)性要求。從發(fā)展趨勢上來看,混凝土的結(jié)構(gòu)設計工作,在未來的建筑工程項目中將占據(jù)越來越重要的地位。這也就意味著,對混凝土結(jié)構(gòu)的設計也提出了更高層次的要求。主要包括了以下幾個方面:第一,結(jié)構(gòu)的耐久性能,第二,結(jié)構(gòu)的抗震性能,第三,結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。而從本文探討的耐久性的角度出發(fā),關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計,可以具體為以下幾個方面的要求。屬于臨時建筑性質(zhì)的建筑,使用期為5年,如存在易替換結(jié)構(gòu),則可延長為25年,如應用構(gòu)筑物或者普通房屋建筑,則耐用期應當在50年,而如果為重要的標志性建筑或者紀念性建筑,則要求耐用期要達到100年[2]。

        二、討論施工設計存在問題

        1.在對建筑結(jié)構(gòu)部分具備的耐久性開展施工設計時,存在制定的制度、相關(guān)要求以及規(guī)范等不符合時代發(fā)展需求的情況,未成為全方位、健全并且可信賴的技術(shù)施工體系。盡管對于結(jié)構(gòu)部分具備的耐久性在其自身構(gòu)造以及使用材料自身具備的性能等方面提出了一定的標準以及要求,比如結(jié)構(gòu)部分設定的保護層的實際厚度尺寸、砼的具體配比情況、抗氧離子自身具備的滲透功能等。可是,并未對其展開系統(tǒng)化的研究工作。

        2.并未對耐久性產(chǎn)生重大影響的因素展開全方位的分析、討論。在實際對建筑結(jié)構(gòu)開展施工設計時,未注重結(jié)構(gòu)設計在其施工工藝以及細節(jié)技術(shù)這兩個方面存在的問題。比如,應該強化由于后張灌漿施工導致的結(jié)構(gòu)部分密實度不符合要求這一現(xiàn)象的設計、應該健全無粘結(jié)類型預應力施工工藝操作技術(shù)、應該高效完成結(jié)構(gòu)部分的張拉端以及固定端部分錨具的選用,還有相關(guān)的防腐設計。

        3.在對建筑結(jié)構(gòu)開展具體的設計工作期間,未全面、高效地認識及了解其中存在的問題,用砼本身具備的強度等級未達到設計要求、保護層部分的厚度尺寸相對偏小、鋼筋部分的直徑尺寸相對偏小、構(gòu)件本分的截面厚度尺寸不達標等方面的問題,普遍對結(jié)構(gòu)本身具備的穩(wěn)定性以及耐久性造成了重大影響[2]。上文中提到的三方面問題,屬于現(xiàn)在建筑項目對其結(jié)構(gòu)部分開展設計施工期間主要存在的一些問題。因此,在后期開展工作時,必須重視對這方面的完善。

        三、以耐久性為基礎(chǔ)的建筑砼設計施工

        (一)設計思路

        目前,對于耐久性定義的理解存在明顯的差異,下面對其設計過程中的基本思路進行論述。

        首先,應該對建筑結(jié)構(gòu)設計的具體應用時長進行確定;其次,應該對建筑結(jié)構(gòu)部分具體的工作環(huán)境還有自身具備耐久性能進行確定;最后,在施工設計規(guī)定的應用時長當中,要求建立一個極限方程,該方程中建筑結(jié)構(gòu)本身對于工作環(huán)境發(fā)揮的抵抗功能,超過工作環(huán)境本身對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生實際效用的耐久性。

        在固定的自然環(huán)境中開展日常工作時,在規(guī)定好的應用時間段中,建筑結(jié)構(gòu)進行維修施工的條件為Sp≤Tp。在這一式子當中,Sp代表的是工作環(huán)境的指數(shù),Sp=So+△Sp。在對其進行取值時,要求處于中等的工作環(huán)境氛圍中,處于工作狀態(tài)下的砼結(jié)構(gòu),若是存在95%的把握可以不進行維修。此時,Sp的取值為其初始值So=100。由于砼本身的應用環(huán)境存在差異,大部分情況下,Sp都需要增值。例如,若處于氯化物的工作氛圍中,需要對其腐蝕作用的能力進行觀察。能夠?qū)ζ淙 鱏值,p的取值范圍在40~70,如果發(fā)生了凍融問題,能夠?qū)ζ淙 髦?,Sp=10~70等。Tp代表的是建筑結(jié)構(gòu)具備的耐久性指數(shù),該數(shù)值全面指出了設計施工所有流程(其序號是i)內(nèi)。對建筑結(jié)構(gòu)耐久性造成影響的所有因素(其序號是j),其賦予的數(shù)值存在差異Tp(i,j),隨后,將所有數(shù)值全部疊加起來。

        (二)鋼筋部分的防銹蝕設計

        若是建筑項目中的砼處于硬化狀態(tài)以后,會生成堿性的Ca(OH)2,導致砼孔隙內(nèi)部殘存的水分表現(xiàn)為強堿性,在其內(nèi)部區(qū)域的鋼筋表層部位,生成一層十分緊密的鈍化膜,可以高效的制止它不斷出現(xiàn)銹蝕問題。如果出現(xiàn)的鈍化問題大于規(guī)定的閾值,這一層膜會遭到破壞,在其外部環(huán)境提供介質(zhì)的基礎(chǔ)上,不斷發(fā)生化學反應,最終生成Fe(OH)3,導致鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題,造成砼鋼筋發(fā)生開裂現(xiàn)象,讓周邊區(qū)域具備腐蝕性的這部分介質(zhì)直接進入到砼結(jié)構(gòu)當中,導致建筑結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象加速。所以,對建筑結(jié)構(gòu)部分的鋼筋進行使用時,借助于合理、科學的防腐蝕對策,能夠在很大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)本身具備的耐久性,讓其達到施工要求。

        (三)關(guān)于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設計

        結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設計中,需要考慮的收效問題是不同的混凝土材料在應用中產(chǎn)生的差異。在建筑工程項目中,混凝土結(jié)構(gòu)的應用按照其不同的種類可分為預應力混凝土和普通混凝土。結(jié)構(gòu)設計的過程中,需要根據(jù)具體的設計應用年限要求以及建筑環(huán)境的受侵蝕程度,在設計中選用合適的鋼筋結(jié)構(gòu),保證具體應用時的效果和性能的發(fā)揮。通常情況下,受力的鋼筋結(jié)構(gòu)要求設計應用中的直徑要高于16.5mm。另外,還要注意考慮排水功能。如果混凝土結(jié)構(gòu)在應用中存在面臨腐蝕的可能性,則應當進一步有針對性的采取措施加強防腐設計。

        (三)優(yōu)化建筑項目結(jié)構(gòu)部分的材料設計工作

        首先,對于建筑施工行業(yè)內(nèi)的設計工作人員來講,了解該行業(yè)中對項目本身具備的耐久性開展施工設計以及其結(jié)構(gòu)部分的應用年限規(guī)定要求,其實質(zhì)為施工設計的應用時長;其次,應了解應用某一種建設施工材料以后,也就是施工材料失去其本來效用以后的相關(guān)要求;第三,應該以建筑項目中,對砼結(jié)構(gòu)開展的施工設計提出的要求為基礎(chǔ)開展工作;最后,對砼結(jié)構(gòu)施工使用的材料進行選擇。挑選過程中,選用最高效、科學的一類材料,在確保降低建筑項目的實際施工成本的基礎(chǔ)上,能夠使用經(jīng)濟性能最佳、材料自身質(zhì)量最優(yōu)的耐久性施工設計材料。

        四、結(jié)束語

        若是砼發(fā)生的變化不大,但已經(jīng)表明發(fā)生了問題,此時再對其進行補救已經(jīng)不能滿足建筑要求。對砼結(jié)構(gòu)具備的耐久性開展的設計工作,需要使用在施工期間的所有環(huán)節(jié)內(nèi)。在此基礎(chǔ)上,才可以更為優(yōu)質(zhì)地確保其在建筑項目中發(fā)揮的作用,才能夠從根源方面確保砼結(jié)構(gòu)本身的應用年限符合設計要求。

        參考文獻:

        [1]季存建.軌道工程混凝土耐久性分析與研究[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(33):82-83.

        [2]陳艾榮,馮師蓉,馬如進.基于分項安全系數(shù)的混凝土橋梁耐久性設計方法研究[J].公路交通科技,2014,31(9):64-70.

        (作者單位:中設設計集團股份有限公司)

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