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摘要：針對建筑工程混凝土結構設計的相關內容，從耐久性的把控方面入手，通過分析影響混凝土結構耐久性的因素，提出了結構設計把控的要點，共享給相關人員以供參考。從設計實踐來說，為保證混凝土結構的性能，必須要把控好水灰比和配合比等，結合混凝土結構應用環(huán)境特點，采取結構性能保護措施，保證結構性能。

關鍵詞：混凝土；結構設計；建筑工程；水灰比

近年來，高層建筑不斷增加，使得混凝土結構的應用更加廣泛。由于對建筑工程的建設質量和安全要求不斷提升，帶動了混凝土結構設計研究的增多。從混凝土結構的應用角度來說，受到自然環(huán)境和混凝土材料自身性能等因素的影響，極易出現(xiàn)耐久性不強的問題，影響著建筑的使用。因此，探索如何提高混凝土結構性能的方法，有著重要意義。

1混凝土結構設計要求

目前，我國積極推廣建設裝配式建筑，帶動著裝配式混凝土結構的應用。未來，隨著裝配式建筑的增加，混凝土結構的應用范圍將會更加廣泛。裝配式整體建筑，對混凝土結構有著相應的要求，不僅要具有較強的耐久性、抗震性，還必須保證結構的安全性。在進行混凝土結構設計時，要嚴格把控，保證達到建筑標準。一般來說，耐久性設計使用年限如下：臨時性建筑5年；易替換結構25年；構筑物和普通房屋50年；重要建筑以及紀念性建筑結構100年。

2影響裝配式混凝土耐久性的因素分析

2.1土壤的pH值。據(jù)相關研究表明，若土壤的pH值超過12.5，在此地塊上建設建筑工程，使用的混凝土pH值小于9，一段時間后，能夠發(fā)現(xiàn)土壤的pH值降低，經(jīng)過分析論證，明確地塊土壤和混凝土發(fā)生了中和反應，使得混凝土結構發(fā)生了相應的變化。由此可見，土壤的酸堿度高低，直接影響著建筑工程混凝土結構的性能，尤其是耐久性。2.2空氣環(huán)境中二氧化碳含量。建筑工程混凝土結構所處的空氣環(huán)境中，含有的二氧化碳含量，影響著混凝土的耐久性。從影響的原理角度來說，空氣中二氧化碳的比例較大，當其向混凝土結構內部擴散時，很容易和混凝土中含有的堿性化合物，即氫氧化鈣產(chǎn)生反應，也就是混凝土碳化，對混凝土結構的耐久性，有著極大的影響。從化學角度分析如下：CO2+H2O→H2CO3以及H2CO3→CaCO3+2H2O。根據(jù)化學方程式能夠得出，二氧化碳越多，給混凝土造成的碳化影響就越大，進而對混凝土的耐久性影響就更大。2.3配合比?；炷恋闹谱鳎褂玫闹饕牧习ㄋ嗪头勖夯业?。在制作中，水灰比和水泥用量等因素，影響著混凝土結構的耐久性。水灰比對混凝土強度的影響，如圖1所示。一般來說，水灰比不超過0.4，則其對混凝土碳化的影響比較小。使用的水泥量不斷增加，混凝土的抗壓強度得以提升，進而能夠增強混凝土結構的穩(wěn)定性，使混凝土的耐久性得到提高。通過試驗分析花崗巖機制砂石粉含量對C50機制砂海工混凝土耐久性關鍵參數(shù)的影響，和河砂混凝土作對比分析。注：含量分別選擇為5%、7%、10%。從試驗結果來說，當含量為7%時，混凝土的各項耐久性指標，處于最佳狀態(tài)，比如抗碳化性能等，并且優(yōu)于河砂混凝土。除此之外，外摻4.5%~15%的石粉，有效提升了膠漿的氯離子結合性能，試驗結果表明，當石粉摻量是膠材質量的7.5%時，此條件下氯離子的結合能力最強。

3基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計要點

3.1案例概述。以某建筑工程預制框架結構體系為例，地上部分2層；每層高度為4.5m；地下部分1層，每層高度為3.3m，建筑總高度為10.55m，建筑總面積大約為2311m2，設計為裝配整體式鋼筋混凝土框架結構。具體情況如下：（1）地下室部分設計為現(xiàn)澆混凝土結構；（2）±0.000以上設計為預制框架結構；（3）±0.000頂板作為建筑上部結構的固定部分[1]。建筑上部框架結構，使用預制混凝土柱以及疊合梁等制作而成，預制率為76%。此工程框架梁-柱節(jié)點，采取的是現(xiàn)澆形式；梁下部縱筋采取的是彎折錨固形式，交錯布置；節(jié)點區(qū)使用的是CF35鋼纖維混凝土?，F(xiàn)結合此工程實踐，分析建筑工程混凝土結構耐久性設計需要把控的要點。3.2耐久性設計要點。3.2.1合理選擇耐久性材料。在進行設計時，要按照建筑設計使用年限，結合環(huán)境條件以及耐久性要求等，來選擇混凝土材料，設計配合比。如果混凝土的應用環(huán)境為凍融環(huán)境，則按照年平均凍融次數(shù)，合理摻入引氣劑，摻入量為水泥質量的4.4%~7.2%。如果應用環(huán)境中存在氯侵蝕，為保證混凝土的耐久性，必須要控制好氯離子含量，保證其小于水泥用量的0.1%。如果應用環(huán)境存在嚴重的化學侵蝕情況，則選擇耐腐蝕合金鋼材或者環(huán)氧涂層鋼筋。3.2.2結構構造設計考慮到預應力混凝土和普通混凝土等材料的差異，在設計時，要根據(jù)設計使用年限以及侵蝕環(huán)境，來選擇混凝土保護層的厚度。如果構件所處的環(huán)境存在比較嚴重的銹蝕情況，受力鋼筋的直徑必須要大于16.5mm。為保證結構使用的性能，對于結構表面形狀的設計，要便于排水，并且要能夠預防積水。設置在室外的構件，布置滴水溝。如果構件應用環(huán)境，存在化學腐蝕情況，那么需要對混凝土進行防腐設計[2]。3.2.3限制裂縫的寬度。按照建筑工程混凝土結構設計相關規(guī)定，對于鋼筋混凝土結構的裂縫，根據(jù)不同環(huán)境類別進行控制。具體如表1所示。此工程設計實踐中，對疊合梁端豎向接縫以及預制柱水平接縫剪承載力，進行了細致地驗算，都能夠達到要求。3.2.4施工要求。從影響建筑工程混凝土結構耐久性的因素來說，除了使用環(huán)境因素外，混凝土質量也是重要因素。因此，在進行建筑工程混凝土結構設計時，要明確提出施工要求。結合工程實踐經(jīng)驗，如果混凝土耐久性對抗凍或者抗?jié)B等，有著具體的要求，那么開展施工作業(yè)前，按照抗腐蝕要求，開展混凝土材料配合比試驗，確定最優(yōu)的配合比。使用的外加劑材料，含有的氯離子不可以超過水泥含量的0.02%。使用的高效減水劑，含有的硫酸鈉不可以超過減水劑干重的20%。在開展?jié)仓鳂I(yè)前，需要做好鋼筋位置以及保護層墊塊等的檢查，保證保護厚度合理。除此之外，對于大面積混凝土澆筑作業(yè)，要合理設置施工縫，水灰比要小于0.45，做好混凝土養(yǎng)護，保證混凝土結構的耐久性。需要注意的是，在進行混凝土結構施工作業(yè)時，要合理把控混凝土拌合全過程。一般來說，建筑工程建設使用的混凝土，主要為商品混凝土。在進行自拌時，必須嚴格按照設計的配合比作業(yè)，保證混凝土的性能達標。按照原材料使用量和投放順序進行配制，均勻攪拌，保證混凝土的質量。3.3結構設計要點的總結。在進行建筑混凝土結構設計時，要把控以下要點：（1）概念設計。一般來說，進行結構概念設計，能夠確保結構有著不錯的抗震性能。在具體設計時，需要設計人員嚴格按照相關規(guī)范和規(guī)程，開展結構概念設計，在設計的過程中，不可以陷入只憑計算的誤區(qū)。（2）結構選型。在進行設計時，嚴格按照“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案”的要求等進行結構設計，避免后續(xù)施工作業(yè)出現(xiàn)工作波動。在結構設計中，為提高混凝土結構的耐久性，要積極改進混凝土結構構件的設計。按照相關設計指導方案，開展結構件的設計時，混凝土的實際保護層相比要求少50%，則碳化或者氯離子等侵蝕鋼筋表面的時間將會提前3/4左右，因此，開展建筑施工作業(yè)，必須要保證實際保護層達標，避免出現(xiàn)質量問題。除此之外，要嚴格按照構件設計的要求，做好其類型和混凝土強度等的把控。若為一般構件，那么混凝土要求為C25-C30，則保護層的厚度不可以低于35cm。若為海上建筑物，則參考相應的標準，嚴格把控保護層厚度。（3）做好結構地基基礎的設計。若建筑工程對沉降量，有著具體的要求，則在地基以及基礎建設時要嚴格把控，選擇不同的處理方式。若工程沉降量比較小，可以使用褥墊作業(yè)法進行處理，設置建筑物地帶，當發(fā)生沉降問題時，發(fā)揮混凝土保護層的作用，分擔部分附加外盈利，避免沉降問題的發(fā)生。不僅能夠實現(xiàn)對地基的有效養(yǎng)護，還能夠解決地基機構的保養(yǎng)問題。

4結語

綜上所述，建筑工程混凝土結構的耐久性設計，要結合影響耐久性的因素特點，做好優(yōu)化設計。在設計的過程中，合理選擇耐久性材料；優(yōu)化結構構造設計；限制裂縫的寬度，提出混凝土結構施工的要求，保證結構的耐久性。

參考文獻

[1]王琳.建筑工程混凝土的耐久性能及其結構設計[J].混凝土，2018（6）：132-135，140.

[2]萬寧康.建筑工程中混凝土結構耐久性的影響因素與控制要點分析[J].江西建材，2017（1）：66，69.

作者:羅經(jīng)文 單位:湖南五力工程檢測有限公司