基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计研究论文_朱文培

基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计研究论文_朱文培

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摘要:随着人们对生活质量的要求越来越高,其对建筑工程的质量也是越来越关注,这就对建筑工程的建设提出了更高的要求。其中建筑工程的耐久性是其重要的质量体现,想要实现建筑工程良好的耐久性就需要对其混凝土结构进行合理科学的设计,并对其采取相应的耐久性加强措施。

关键词:建筑工程;耐久性;混凝土结构;设计

引言:

在社会经济发展的新时期,我国建筑行业迅速崛起,同时也加剧了建筑企业的竞争力,为了更好地适应时代化发展的需求,需要加强重视建筑工程混凝土结构的设计。如今,在我国耐久性建筑逐渐增多的情况下,建筑工程混凝土结构设计的重要性逐渐地凸显出来,不仅有利于提高建筑工程结构的稳定性,而且还可以提高居民居住的安全性。

1.针对耐久性设计因素的分析

1.1关于混凝土构件的环境类别影响

主要包括以下几个方面:①碳化环境;②氯盐环境;③化学侵蚀环境;④盐类结晶破环环境;⑤冻融环境;⑥磨蚀环境。碳化环境主要是指保护层混凝土碳化导致钢筋锈蚀。硬化后的混凝土内部成纤维碱性环境,钢筋构件在这样的环境中会形成一层钝化薄膜,钝化膜能保护钢筋变锈蚀现象出现。但是碳化后混凝土内部碱度下降,如果pH低于10,钢筋会生锈,体积扩大,导致混凝土膨胀开裂。溶出性侵蚀、硫酸盐侵蚀、土壤侵蚀和泛酸性侵蚀;保护层中性化、氯盐腐蚀以及杂散化学腐蚀等,对于混凝土质量都会产生不同程度上的影响,导致混凝土内部成分发生变化,硬度下降;盐类结晶破坏环境会导致碱液渗透到混凝土缝隙中,结晶膨胀,在结晶压力下可能导致混凝土损伤;冻融破坏环境是指反复冻融作用导致混凝土损伤;磨蚀环境是指风沙、河水或泥沙在混凝土表面高速流动导致混凝土表面损伤。混凝土的耐久性研究经过不断完善和创新提出了混凝土抗冻性临界水饱和度理论,可以更加充分的诠释混凝土冻融破坏形象,促使混凝土水胶比大大降低,同时提升了混凝土的密实性和强度。在混凝土材料中加入引气剂可以改善混凝土的保水性,提升混凝土抗冻性,对于混凝土耐久性研究中起到重要作用。

1.2材料制备方面

对于混凝土总体结构耐久性专项设计来说,材料制备往往会直接影响到其实际设计效果。倘若材料制备有失合理性,与整体设计要求不相符,则必然会影响到总体结构的耐久性。故需设计者严格把控材料制备环节,提高材料制备科学性及合理性,确保建筑物混凝土总体结构具备较强耐久性。

1.3地基基础设计

在建筑工程的施工中,其不可避免的存在一定程度的沉降量。因此,这就需要对其地基基础进行有效的基础设计。对于沉降量比较小的建筑工程来说,可以采用褥垫的方式来进行处理,在其地下层与持力层建筑物地带发生沉降的过程中,其混凝土保护层可以起到一定的承担相应应力的作用,其对天然地基也产生了很好的保护作用。对于一些地基情况比较复杂、地下水环境变化比较大的情况,就需要根据其不同时期可能造成地基变化的情况进行分析,进而来进行相应的底板防水设计。

1.4结构构造设计

在工程施工过程中,由于到预应力混凝土与普通混凝土材料存在一定的差异性,所以在设计时,一定要对其使用年限、环境的实际情情况进行分析,并根据分析结果对混凝土保护层的厚度进行选择。如果构件的使用环境比较恶劣,属于锈蚀情况,对于受力的钢筋,将直径设置在16.5mm以上。为更好的提高结构的稳定性,要采用有效的方法对结构表面进行合理化的设计,不仅利于排水,还可以对积水进行有效的预防。另外,还要在室外设置一个构件,对滴水沟优化设置。构件的应用环境如果具有化学腐蚀的情况,就需要采用有效的设计方法对混凝土的防腐情况进行及时的处理。

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2.耐久性建筑工程混凝土结构设计要点

2.1提高混凝土结构地基基础设计

在建筑工程中,如果沉降量程度不同,地基与基础设计的处理方式选取也会不同。如果建筑工程的沉降量相对较小,可以选择的施工处理方法是褥垫法,相关地下室建筑物地带在发生沉降的过程当中,混凝土保护层会承担部分附加的外应力,这可以有效防止地下室地板。由于受到外应力导致出现开裂的现象或出现沉降的现象,与此同时,还可以对地基起到养护的作用,这样就可以解决对地基的养护。在建筑工程中存在地下室的施工,地下水会因季节的变化而发生变化,地下水发生变化会影响到地下室的底板及基础耐久性。如果降雨期到来,地下水位就会迅速升高,这就表明了对底板的防水设计很重要。

2.2材料择选及配比设计

建筑物混凝土总体结构设计专项工作实施期间,设计者应当优先考虑混凝土的材料择选及配制这两个方面。比如所择选的混凝土实际配制材料并不符合相关标准及要求,就将直接影响到建筑物整体建造施工质量。加之,配制期间水灰比并未得以有效控制,则会因水泥当中水化物缺乏较强稳定性,致使混凝土自身孔隙率极高。各种侵蚀的介质,如O2、CO2等相关有害物质便会逐渐到混凝土内部的结构,进而引发建筑物混凝土总体结构耐久性等问题。在开展建筑物混凝土总体结构设计专项工作期间,设计者应当注重高质量混凝土的择选,该混凝土必须具备较强耐久性、强度性、稳定及及密实性等,以满足于建筑物混凝土总体结构设计耐久性的要求。

2.3重视钢筋防腐蚀设计

混凝土结构耐久性设计中,钢筋防腐蚀设计作为核心内容之一,也是一项重点内容。建筑结构混凝土钢结构防腐设计,现阶段常用的措施主要有表面涂防腐剂措施、保护层防腐措施、基本防腐措施等。一是结构优化设计,混凝土表面需要平整,并且构件易于施工,尤其是关键部位,需对混凝土进行有效维护,采取必要保护措施。针对一些潜在腐蚀问题的关键部位,可考虑更换操作,以此确保混凝土结构整体质量。二是保护层厚度越厚,钢筋越不容易被腐蚀。基于这一认识,混凝土结构设计时,可考虑适当增加混凝土保护层厚度。且混凝土厚度不宜过厚,其原因在于混凝土保护层厚度一旦超过临界厚度,将会出现较为严重的混凝土收缩与温度应力引起的表面混凝土裂缝现象。一方面增加了建筑工程施工成本;另一方面不利于保证混凝土施工质量。所以,混凝土保护层厚度需严格控制。三是表面涂防腐剂,其主要是将外界腐蚀物质隔离开来,防止钢筋被腐蚀,以此延长工程使用年限。

2.4 做好环境因素的控制及混凝土结构的防腐措施

混凝土结构一般容易受到其自然环境以及材料的影响,所有要做好环境因素的控制。需要其做好相应的排水措施,合理的进行混凝土结构的设计和选择,对其使用中的积水要保证能够及时的进行排除,并对其区间产生的水汽凝聚情况进行规避。如果是在环境十分恶劣的情况下,就需要尽量保证混凝土结构型号的简洁。一般不选择薄腹或者薄壁的混凝土结构类型,并尽量降低棱角和表面积裸露的程度,从而有效的提高混凝土捣振以及养护的效率。

混凝土结构的防腐是保证混凝土结构耐久性的必要措施,其中有传统防腐手段以及现代新型的防腐手段。传统的防腐手段主要包括使用混凝土的耐蚀剂、涂抹防腐材料以及使用CPF来浇筑混凝土等。这都能够有效的提高其混凝土结构表现的耐蚀性,使混凝土更加密实,有效降低氯离子的扩散系数及浓度。现代新型防腐手段为对钢筋进行阴极保护或使用相应的环氧土层的钢筋材料等,都对混凝土结构的耐久性具有帮助作用。

结束语:

为更好地满足城市发展的实际需求,要不断提高建筑整体的质量,提高混凝土结构设计的水平,在建筑工程混凝土结构设计的过程中,一定要遵循相关要求,提高建筑工程混凝土结构设计的水平,做到与时俱进,以此来提高建筑企业的的经济效益和整体的竞争实力,为我国建筑行业的发展和人们生活水平的提高创造有力的条件。

参考文献:

[1]杨林.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].防护工程,2018,15.

[2]贺耀云.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计探讨[J].基层建设,2019,3.

[3]刘苏.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].建筑学研究前沿,2019,8.

[4]万宁康.建筑工程中混凝土结构耐久性的影响因素与控制要点分析[J].江西建材,2017(1):66,69.

论文作者:朱文培

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/7

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