基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計

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構設計。

1 建筑混凝土結構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構設計來說，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構質量，還可以為人們的財產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。設計人員應該將安全性引入每個設計環節中，如施工管理及施工技術應用等，在保證建筑結構美觀的基礎上，增加強有力的安全性及藝術氣息。

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，對建筑的實際使用功能進行分析，從而讓結構設計具備較強的實用性。如在開展實際設計工作時，可以通過市場調查，了解人們對建筑結構要求的大致方向，對空間布局構思進行完善，同時結合實際需求，建立設計模型，在對梁和柱進行布置時，需要對室內使用面積進行充分考慮，避免對各項功能的正常使用產生阻礙。設計人員需要始終堅持適應性原則，讓建筑自身具備的優勢得到有力發揮，不僅可以提高用戶的滿意度，還能夠促進經濟效益的創造。

1.3 堅持可靠性原則

設計人員在開展結構設計工作時，需要結合建筑的使用年限做好規劃，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，且質量不比現代化建筑差，究其原因，是結構的合理性較高，且建筑材料的選擇更符合實際需求，其具備較強的耐用性。在部分地區總能看到建設完工不久的建筑出現各種不同程度的質量問題，實際的使用年限達不到理論標準，以上結果的造成，與結構設計存在密切聯系。

2 對混凝土耐久性產生影響的主要因素分析

2.1 環境因數帶來的影響

如果建筑長期處于相對特殊的環境中，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。產生影響的關鍵環境因素有很多，如氣候變化規律、地質條件及全年降水量等，設計人員需要結合實際情況，對當地做好調查，避免外界環境因素對建筑質量產生過多影響。

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碳化現象，會影響建筑結構的穩定性。混凝土中的部分堿性物質會與空氣中的二氧化碳發生化學反應，會改變混凝土內部結構，同時對相關成分進行破壞，使混凝土材料中存在的堿性物質減少。建筑工程設計及施工單位應該對混凝土的碳化現象加強重視，減少產生的不良影響，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，同時混凝土的結構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。但是如果混凝土內部有較低的堿性，極容易在使用過程中引發鋼筋的銹蝕。混凝土包含的成分容易與空氣中的二氧化碳及其他物質發生反應，導致混凝土的堿性降低，增加鋼筋發生銹蝕的概率。經過長時間的腐蝕，鋼筋的性能會發生巨大改變，建筑物很難達到設計的預期使用壽命。

3 在耐久性的基礎上提高混凝土結構設計水平的有效對策

3.1 明確建筑工程混凝土結構設計目標

建筑單位應該結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，從而使混凝土結構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，同時結合建筑項目的耐久性需求及周圍環境特點，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，會因不同環境因素的影響產生對應的變化，讓結構遭到一定程度地破壞，對實際的使用壽命產生不利影響，尤其是在化學反應的影響下，對混凝土的性能及結構破壞更大，為了對以上情況進行改善及處理，需要對環氧涂層進行充分利用，實現對混凝土結構的保護，減少化學侵蝕帶來的影響；最后，針對不同的施工環境，采取差異性方式進行設計，通過與實際情況的有機結合，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構加強重視，避免出現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象采取有效措施進行全面的預防，減少混凝土碳化發生的可能。設計人員需要具備較強的專業能力及職業素養，對混凝土結構設計規劃及方案不斷進行優化，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生碳化的概率，還能避免環境溫度變化對混凝土結構產生不利影響。

3.3 采取有效措施防范鋼筋銹蝕

在混凝土的整體結構中，鋼筋起到主要的支撐作用，如果鋼筋發生銹蝕等問題，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，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加強利用，減少鋼筋發生銹蝕的可能。

4 優化混凝土耐久性設計的有效措施

4.1 具體的設計優化方法

對建筑工程的混凝土施工環節來說，拌制混凝土是不可或缺的重要構成部分，為了讓混凝土的拌制質量得到提高，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。對建筑耐久性產生影響的因素有很多，如施工現場的環境、混凝土的性質及水泥的型號等，相關工作人員應該對現場及周邊環境做好考察，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構養護機制，對具體的養護工作做好正確指導，同時安排專業的工作人員定期對建筑結構的重要位置進行檢測和維護，并制定對應的檢測規范，讓各項工作可以保證順利開展。

4.2 做好建筑工程結構材料管理工作

設計人員需要對建筑工程的耐久性需求及建筑結構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范化。結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構設計規范及標準是其保證各環節有序進行的重要參考依據，相關工作人員需要做好支持和配合，讓結構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查的重視，選擇資質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 提高建筑工程結構耐久性設計的規范性

建筑工程結構使用壽命標準具有重要的現實作用和意義，其對結構設計來說，可以起到正確引導作用，設計人員需要嚴格遵照《建筑結構設計規范》的相關規定，并在實際工作中將相關規范進行充分落實，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培訓和學習，對知識要點做好分析和掌握，讓建筑結構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 對混凝土結構地基設計進行合理優化

對混凝土結構地基的構建來說，沉降工作的效率和質量有著關鍵性影響，為了保證混凝土結構地基具備良好的構建水準，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的沉降標準開展各項工作，并對各環節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合建筑結構的設計及布局，對混凝土的保護地帶進行合理構建。

5 結語

在開展建筑工程混凝土結構設計工作的過程中，設計人員應該始終堅持相關的設計原則，如安全性、適用性及可靠性，同時還要結合實際需求，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量。