基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计

彭英

（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

人们对居住及生活环境的要求不断提高，社会各界对建筑的耐久性提高重视，为了适当延长建筑的实际使用寿命，需要设计人员加强建筑混凝土结构设计。

1 建筑混凝土结构设计过程中需要坚持的基本原则

1.1 坚持安全性原则

对建筑钢筋混凝土结构设计来说，安全性是必须坚持的基本原则，通过对此项原则的严格遵守，不仅能提高钢筋混凝土的结构质量，还可以为人们的财产及人身安全保驾护航，从而使建筑工程的实际价值及作用得以充分体现。设计人员应该将安全性引入每个设计环节中，如施工管理及施工技术应用等，在保证建筑结构美观的基础上，增加强有力的安全性及艺术气息。

1.2 坚持适用性原则

在建筑工程完工之后，对建筑进行使用的主体是人，为了满足人们对居住及办公环境的基本需求，设计人员需要坚持以人为本的原则，从多角度出发，对建筑的实际使用功能进行分析，从而让结构设计具备较强的实用性。如在开展实际设计工作时，可以通过市场调查，了解人们对建筑结构要求的大致方向，对空间布局构思进行完善，同时结合实际需求，建立设计模型，在对梁和柱进行布置时，需要对室内使用面积进行充分考虑，避免对各项功能的正常使用产生阻碍。设计人员需要始终坚持适应性原则，让建筑自身具备的优势得到有力发挥，不仅可以提高用户的满意度，还能够促进经济效益的创造。

1.3 坚持可靠性原则

设计人员在开展结构设计工作时，需要结合建筑的使用年限做好规划，为建筑的耐用、安全及可靠性提供保障，很多古老的建筑虽然超出了自身的理论使用年限，但是却依然拥有建筑初期的风范，且质量不比现代化建筑差，究其原因，是结构的合理性较高，且建筑材料的选择更符合实际需求，其具备较强的耐用性。在部分地区总能看到建设完工不久的建筑出现各种不同程度的质量问题，实际的使用年限达不到理论标准，以上结果的造成，与结构设计存在密切联系。

2 对混凝土耐久性产生影响的主要因素分析

2.1 环境因数带来的影响

如果建筑长期处于相对特殊的环境中，容易引起混凝土材料的变化，进而在一定程度上影响建筑的耐久性。产生影响的关键环境因素有很多，如气候变化规律、地质条件及全年降水量等，设计人员需要结合实际情况，对当地做好调查，避免外界环境因素对建筑质量产生过多影响。

2.2 混凝土碳化带来的影响

如果在建筑工程施工过程中，使用的混凝土材料出现碳化现象，会影响建筑结构的稳定性。混凝土中的部分碱性物质会与空气中的二氧化碳发生化学反应，会改变混凝土内部结构，同时对相关成分进行破坏，使混凝土材料中存在的碱性物质减少。建筑工程设计及施工单位应该对混凝土的碳化现象加强重视，减少产生的不良影响，积极采取有效措施，对以上问题做好防范，使建筑物的使用寿命得到适当延长。

2.3 钢筋锈蚀带来的影响

混凝土具备较强的碱性，同时混凝土的结构中含有较多的氢氧化钙饱和溶液，促使钝化膜在钢筋表面形成，为钢筋提供有力保护，让建筑的实际使用周期得到有效延长。但是如果混凝土内部有较低的碱性，极容易在使用过程中引发钢筋的锈蚀。混凝土包含的成分容易与空气中的二氧化碳及其他物质发生反应，导致混凝土的碱性降低，增加钢筋发生锈蚀的概率。经过长时间的腐蚀，钢筋的性能会发生巨大改变，建筑物很难达到设计的预期使用寿命。

3 在耐久性的基础上提高混凝土结构设计水平的有效对策

3.1 明确建筑工程混凝土结构设计目标

建筑单位应该结合实际的建筑预期使用年限，对混凝土的耐久性设计目标进行明确，让各项工作的推进更加科学合理，从而使混凝土结构的耐久性设计水平得到提升。首先，设计人员要对混凝土原材料进行认真谨慎地选择，使用具备较强耐久性的混凝土材料，同时结合建筑项目的耐久性需求及周围环境特点，对原材料的配比进行合理明确，让混凝土原材料的利用效果得到提升；其次，混凝土在实际的利用过程中，会因不同环境因素的影响产生对应的变化，让结构遭到一定程度地破坏，对实际的使用寿命产生不利影响，尤其是在化学反应的影响下，对混凝土的性能及结构破坏更大，为了对以上情况进行改善及处理，需要对环氧涂层进行充分利用，实现对混凝土结构的保护，减少化学侵蚀带来的影响；最后，针对不同的施工环境，采取差异性方式进行设计，通过与实际情况的有机结合，让混凝土的适应能力得到增强，同时设计人员需要对排水结构加强重视，避免出现雨天严重积水的情况。

3.2 提高对混凝土碳化预防重视

如果混凝土出现碳化，对建筑物的耐久性来说，有较严重的影响，建筑工程单位需要针对混凝土碳化现象采取有效措施进行全面的预防，减少混凝土碳化发生的可能。设计人员需要具备较强的专业能力及职业素养，对混凝土结构设计规划及方案不断进行优化，在实际的设计工作中，可以将封闭土层方法引入其中，对混凝土的稳定性进行有效保护。同时可以对涂层材料进行充分利用，减少混凝土与外界接触面积，避免产生较多的化学反应，通过对以上方法的运用，不仅可以降低混凝土发生碳化的概率，还能避免环境温度变化对混凝土结构产生不利影响。

3.3 采取有效措施防范钢筋锈蚀

在混凝土的整体结构中，钢筋起到主要的支撑作用，如果钢筋发生锈蚀等问题，支撑作用就会有很大程度的降低。为了让钢筋可以在实际工作中充分发挥支撑作用，需要采取一定措施对其做好防护。首先，可以对阻锈剂加以合理运用，从客观角度出发，让钢筋的抗锈蚀能力得到提高，常用的阻锈剂有钝化剂及吸附性阻锈剂等；其次，建筑单位可以将阻锈剂引入钢筋锈蚀方案制定中，如果混凝土发生碳化，会导致具备保护能力的钝化膜逐渐失效，为了对以上问题做好解决，建筑单位可以对再碱化、脱氯及阴极保护法等电化学处理技术加强利用，减少钢筋发生锈蚀的可能。

4 优化混凝土耐久性设计的有效措施

4.1 具体的设计优化方法

对建筑工程的混凝土施工环节来说，拌制混凝土是不可或缺的重要构成部分，为了让混凝土的拌制质量得到提高，在材料选择方面需要提高要求，同时保证施工工艺的合理性，如施工人员可以对裹砂石法及裹砂法进行合理运用，让混凝土拌制的科学性得到有效提升。对建筑耐久性产生影响的因素有很多，如施工现场的环境、混凝土的性质及水泥的型号等，相关工作人员应该对现场及周边环境做好考察，有针对性地做好资源配置。工作人员应该建立完善的混凝土结构养护机制，对具体的养护工作做好正确指导，同时安排专业的工作人员定期对建筑结构的重要位置进行检测和维护，并制定对应的检测规范，让各项工作可以保证顺利开展。

4.2 做好建筑工程结构材料管理工作

设计人员需要对建筑工程的耐久性需求及建筑结构的预期使用年限进行了解和研究，让设计工作的开展更加规范化。结合各工段的实际要求，做好建筑材料的合理分配，同时在进行建筑材料保存时，需要对环境温度及湿度做好控制，做好阴雨天的防护措施。对设计工作的开展来说，建筑工程混凝土的结构设计规范及标准是其保证各环节有序进行的重要参考依据，相关工作人员需要做好支持和配合，让结构材料的选择更加合理。对采购人员提出较高要求，需要加强对前期市场调查的重视，选择资质较好的厂家进行合作，同时对施工材料进行严格验收，减少建筑工程建设过程中的成本支出。

4.3 提高建筑工程结构耐久性设计的规范性

建筑工程结构使用寿命标准具有重要的现实作用和意义，其对结构设计来说，可以起到正确引导作用，设计人员需要严格遵照《建筑结构设计规范》的相关规定，并在实际工作中将相关规范进行充分落实，让自身的设计水平及工作能力得到提升。设计人员需要不断参加专业培训和学习，对知识要点做好分析和掌握，让建筑结构设计的实际效果得到强化，并通过合理的设计及科学的材料配比，让建筑的使用寿命得到延长。

4.4 对混凝土结构地基设计进行合理优化

对混凝土结构地基的构建来说，沉降工作的效率和质量有着关键性影响，为了保证混凝土结构地基具备良好的构建水准，需要建筑工程单位对沉降工作提高重视，施工管理人员应该严格遵照相关的沉降标准开展各项工作，并对各环节的施工进行正确指导。如果对沉降的需求比较低，需要采用褥垫的施工方式开展工作，通过提高混凝土的强度，可以对地下室地板的安全进行有效保证，需要在实际工作过程中结合建筑结构的设计及布局，对混凝土的保护地带进行合理构建。

5 结语

在开展建筑工程混凝土结构设计工作的过程中，设计人员应该始终坚持相关的设计原则，如安全性、适用性及可靠性，同时还要结合实际需求，坚持以人为本，对混凝土的碳化提高重视，并采取有效措施对钢筋的锈蚀做好预防。结合建筑的预期使用年限，明确混凝土的耐久性目标，并做好设计方案的合理优化，对加强重视材料的采购及验收，提高建筑工程的效率和质量。