魏 博 方 超
(吉林省建苑設計集團有限公司,吉林 長春 130000)
近年來,高層建筑的不斷增加,使得混凝土結(jié)構(gòu)的應用更加廣泛。由于施工項目對施工質(zhì)量和安全要求的不斷提高,推動了混凝土結(jié)構(gòu)設計研究的增加。在建筑工程設計過程中,必須著重考慮耐久性。只有明確耐久性的相關要求,才能做出科學合理的設計方案,從而明確設計過程中需要注意的重點和難點?;炷恋哪途眯詫こ痰膲勖唾|(zhì)量有著重要的意義,直接影響到工程能否順利完成。
目前,我國基礎工程建設發(fā)展迅速,各地建筑工程蓬勃發(fā)展,工程結(jié)構(gòu)設計技術明顯提高。然而,建筑結(jié)構(gòu)耐久性設計一直是工程設計中的一個重要問題?;炷两Y(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)的主要形式。受建筑結(jié)構(gòu)設計理論的影響,人們普遍認為混凝土是一種具有良好耐久性和穩(wěn)定性的建筑材料。然而,相關研究表明,混凝土建筑結(jié)構(gòu)在相應的使用環(huán)境中容易發(fā)生早期失效的問題,
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計方法尚未形成統(tǒng)一、公認、最合理、最科學的方法,所以針對耐久性定義的不同理解,有許多不同的設計方法。極限狀態(tài)的設計方法就是其中之一。其思路是:1) 確定結(jié)構(gòu)設計的使用壽命,這是耐久性設計的前提;2) 確定結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境和耐久性,為下一步工作奠定基礎;3) 在設計的使用年限內(nèi),確保其結(jié)構(gòu)抵抗環(huán)境作用的能力要大于環(huán)境對結(jié)構(gòu)作用效應。
混凝土耐久性在極限狀態(tài)下的設計原則是,混凝土在使用壽命范圍內(nèi),其對環(huán)境的抗力作用,必須大于環(huán)境對結(jié)構(gòu)的影響。必須滿足這個公式:F ≤R,其中F 表示環(huán)境的運行效果;R 表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗環(huán)境的能力。在實踐中,環(huán)境的影響可以根據(jù)環(huán)境的類型來確定。在正常的設計中,工作環(huán)境可以分為六個方面:大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、海洋環(huán)境、水和特殊工況下的環(huán)境等。同時,根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的工況,可以確定混凝土耐久性的極限狀態(tài)值。
這個問題在我們國家并不少見。由火災和地震引起的整個倒塌是引人注目的。特別是在地質(zhì)條件復雜、土體承載力較差的地區(qū),在土建工程設計中,往往不注意在設計設置前的驗證。其造成的后果也是很嚴重的。
在建筑結(jié)構(gòu)耐久性設計方面,沒有形成全面可靠的技術體系。雖然對結(jié)構(gòu)的耐久性在結(jié)構(gòu)材料性能等方面進行了研究,但是,目前還沒有對其進行系統(tǒng)的研究。同時,在混凝土結(jié)構(gòu)設計過程中也沒有注意到實際結(jié)構(gòu)設計的細節(jié)和技術問題。
施工項目耐久性和安全性差,正確使用和維護意識差。在我國土建結(jié)構(gòu)的設計和施工規(guī)范中,對土建結(jié)構(gòu)耐久性的重點是對結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的強度要求。然而,對環(huán)境因素的作用下的耐久性要求相對較少或基本不考慮,在許多方面并沒有詳細的規(guī)范。而鋼筋或混凝土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕是造成結(jié)構(gòu)安全事故或降低民用結(jié)構(gòu)使用壽命的常見原因。而這常常是環(huán)境因素導致的。
如果工程對沉降量有不同的要求,那么地基處理方法和地基設計也會有所不同。沉降量較小時,應采用墊層施工方法。在地下室與持力層之間的建筑區(qū)域,混凝土保護層將承擔部分沉降過程中附加的外部應力。這種方法可以防止由于外部應力過大導致地下室地面開裂或下沉。同時,自然地基也可以發(fā)揮一定的作用,維護地基的機制也將從根本上得到解決。
設計前應合理選擇混凝土材料,正確選擇后再設計實際材料比例。因此,材料的選擇是非常關鍵的,必須對各種因素進行全面的分析。如建筑設計壽命、實際環(huán)境條件等,根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的混凝土材料。如果混凝土使用環(huán)境中存在氯侵蝕,必須嚴格控制氯離子的含量,才能有效保證混凝土的耐久性,且氯離子的用量小于水泥。
在實際施工中,對混凝土進行充分的振動和養(yǎng)護,既能增加混凝土表面的密實度,又能降低混凝土的滲透性。有人認為只要把施工質(zhì)量控制好就會完工,其實不然,它只是完工的一半,而工程后期的維護是另一半,維護和施工是同等重要的。如果保養(yǎng)不好,所以可以對混凝土的碳化和腐蝕的力量影響很大。
建筑的功能結(jié)構(gòu)設計在很大程度上影響著建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設計過程中,合理的功能結(jié)構(gòu)設計對于提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性尤為必要。合理設置水侵結(jié)構(gòu)使整個建筑結(jié)構(gòu)處于相對干燥的環(huán)境中。合理采取措施避免低溫和高溫,保證建筑結(jié)構(gòu)的整體耐久性。
綜上所述,耐久性是建筑工程施工設計中的一個重要指標。如果在設計過程中不考慮耐久性問題,建筑工程的設計水平也不會有所提高。同時,設計過程中也會出現(xiàn)各種各樣的問題。因此,耐久性問題是今后必須考慮的問題。