1、关于结构耐久性设计问题分析与研究【摘要】本文主要就建筑结构的耐久性设计问题进行了深入的分析与研究，主要通过对设计中一些细节问题的分析，如：阳台、雨篷、挑檐等悬臂构件，预留钢筋，混凝土结构等等，本文是个人的一些观点，希望可与同行共勉。 【关键词】耐久性；悬臂构件；预留钢筋；混凝土结构 前言 建筑物在使用过程中， 常常会出现一些不关乎其现实安全的病害：钢筋锈蚀， 混凝土碳化、开裂、渗水， 挠度过大或位移超规等等， 设计中对耐久性的考虑程度往往对这些病害有着直接或间接的影响。下面笔者就耐久性谈谈工程设计中的几个问题。 一、悬臂构件分析 悬臂构件经常遭遇酸雨等腐蚀，并且直接暴晒于阳光之下， 也可能遭受
2、冻融循环作用。一旦负弯矩筋受力开裂， 裂缝开口总是向上， 受到腐蚀性介质侵入的机率很大。另外， 悬臂结构本身的多余约束就少， 一旦钢筋锈蚀，极容易造成悬臂根部的脆断。要避免事故的发生， 就要严格按照设计规范和建筑标准施工。 1、悬臂结构强度设计和抗倾覆设计应满足现行规范的规定， 设计中采用的活荷载， 不得低十规范要求。悬挑构件根部厚度， 当挑出长度为 1.0 一 1.5 m 时， 不得小于 12 cm。 2、悬臂构件的受力钢筋下面应设置钢筋支架或采取其它切实可靠的措施， 以确保钢筋埋设部位的准确性。施工中在悬臂构件下必须铺设马道，严禁车压、人踩受力钢筋。现浇悬臂构件拆模板时间必须控制在混凝土强
3、度达到规范规定的强度时方可拆模.悬臂构件施工中混凝土强度必须附合设计要求， 混凝土施工质量满足规范要求。 3、悬臂构件在施工中， 应逐个做钢筋工程隐蔽工程检查记录， 并填写验收单。工程交付使用时， 应向使用单位交待清楚， 不得在悬臂构件上超载堆放重物。 二、混凝土结构分析 现浇钢筋混凝土结构是当今我国乃至全世界应用最广泛的结构， 而钢筋保护层厚度是否满足 GB5001022002 混凝土结构设计规范要求， 将直接影响钢筋混凝土结构的使用寿命， 影响钢筋混凝土结构的耐久性。钢筋混凝土保护层是指混凝土构件中受力主筋的外侧至构件外表面的距离。为了保证受力主筋不受腐蚀， 受力主筋的表面必须具有足够的保
4、护层厚度， 保护层的厚度、质量对构件的耐火性、耐久性具有非常重要的作用。我国现行 GB5001022002 混凝土结构设计规范与 GBJ10289 混凝土结构设计规范相比， 对保护层厚度要求更加严格， 并对混凝土板、梁、柱的保护层厚度根据构件所处的环境类别、混凝土强度等级的不同作出了明确的规定。如果保护层厚度不足将直接或间接对构件产生影响。针对影响保护层的因素， 应采取相对应的措施。做好混凝土保护层应从建筑工程设计开始， 结构设计应和设备设计配合， 当采用地暖时混凝土板厚不宜小于 100mm。当埋设线管较密或线 管有交叉时， 板厚不 宜 小 于 120mm。板面受力钢筋直径不宜过小，板配筋除满
5、足承载力要求外，还应考虑混凝土收缩、温度应力、板厚和板筋保护层施工时的误差等不利因素的综合影响。施工时板模支撑要牢固， 防止变形， 拼装要严密，定位放线要准确钢筋节点处绑扎要牢固， 防止松扣，严禁出现绑丝脱落浇筑混凝土前应对钢筋做全面检查， 准确无误后方可浇筑混凝土。模板和支架的拆除时间应符合混凝土凝固要求， 确保混凝土达到强度要求， 避免构件表面出现裂缝，使保护层遭到破坏。施工时保护层垫块不能用碎石来代替， 垫块应按规范要求采用强度等级不小于 M15 的砂浆预制， 垫块面积不小于 40mm40mm。垫块的厚度、设置位置及数量应符合规范要求。梁柱垫块应垫于箍筋处， 厚度为纵筋保护层厚度减去箍筋
6、直径，板中垫块厚度同保护层， 当板中受力筋直径较小时， 垫块的间距宜密些， 以减小钢筋的下垂挠度。施工中应严格把关， 确保钢筋保护层的质量。 三、预留钢筋的情况分析 1、外飘窗问题。现在的多层尤其是高层住宅常常有外飘窗设计， 目前不少楼盘采用飘窗与主体分开施工的方法， 即先施工大片的剪力墙，在飘窗位置预留钢筋，待主体完工后再施工外飘窗。其实这种做法不妥。外飘窗以其能增大空间及改善视觉效果愈来愈受到广大居住者喜爱， 外飘窗窗台大都比较低矮， 有的甚至是落地式飘窗， 大人尤其是小孩很容易上到窗台上， 也有可能在上面摆放重物。飘窗根部二次施工缝处容易留下隐患， 接茬处若处理不当， 容易形成开口向上的
7、负弯矩裂缝， 不仅影响观瞻， 而且容易产生耐久性问题。另外， 等主体施工完成后，那些预留筋往往出现锈蚀、弯曲， 削弱了其抗拉强度及与混凝土之间的握裹力。 2、紧靠柱边开设门窗洞口的过梁处理。对于此类情况， 通常做法是在过梁相应位置在柱侧预留甩筋， 然后再浇筑过梁， 有时先在柱侧面预埋钢板，再焊接过梁钢筋， 以提高主体结构的施工速度。但是此做法剪力无法有效传递， 因为支座处貌似整体实则仅有数根水平钢筋 （ 通常都是 23 根细直径钢筋） 相连， 混凝土在此无法产生抗剪作用。另外， 过梁虽是简支构件， 支座处弯矩理论上等于零， 但实际上仍有一定的弯矩。并且， 过梁支座处尽管弯矩较小， 却正是剪力最
8、大的部位。因此， 由于弯矩和剪力的共同作用， 容易在支座附近区域产生弯 - 剪斜裂缝， 又由于过梁荷载总是作用于梁顶，因此斜裂缝底部水平纵向钢筋必然要承担斜裂缝顶部截面相应的弯矩， 这样使得过梁支座底部纵筋受到的实际弯矩比预想的要大很多。因此这些部位容易留下隐患， 一旦遭受竖向地震作用， 极易破坏。在设计中， 尤其在建筑方案时尽量避免门窗等洞口紧靠柱边， 至少留够一个锚固长度的位置。 3、楼梯踏步板与其两侧的混凝土墙搭接的情况。楼梯踏步板与其两侧的混凝土墙的塔接情况与上述 过梁的情况 相类似。施工单位由于要抢进度， 以整体浇筑不好支模为借口， 企图先施工一侧的混凝土墙 （ 另一侧是砖墙， 无此
9、问题） ， 沿楼梯走向在混凝土墙内预埋钢板， 然后焊接楼梯板内的受力钢筋。正如上面过梁支座的受力分析， 这样做法显然不妥。正确的做法是采用异形模或局部用木模， 整体浇筑。 四、结语 上述问题， 有的由于无关主体结构而被忽略， 有的因为不影响现实安全而被忽略， 有的是因沿袭习惯做法而被忽略。愈是这些小问题， 愈容易在设计、施工、监理乃至验收的各个环节上被一次次忽视， 从而导致结构的安全性和耐久性被一点点削弱， 最后把看似完美实则隐患多多的建筑成品交给了毫不知情的业主。对于一个建筑产品， 业主关心的是其使用寿命， 设计师关心的应该是对设计参数、材料性能、施工工艺、使用中的维护提出什么样要求才能达到使用寿命， 或需做何种加固修复才能达到其剩余寿命。如果事先在一些细节上给予足够重视，那么就有可能用较小的经济代价甚至于无须额外代价即可起到事半功倍的效果。本文以上谈了谈自己的一些看法。 参考文献 1郑爱武、朱正肆.高性能混凝土的耐久性设计.陕西建筑，2005. 2黄洁、李周波、张松， 混凝土结构的耐久性措施.腐蚀与防护，2005. 3汪明星.谈谈对土建设计的几点体会.当代建设，2003. 4徐妙仙.悬臂构件承载力不足的补偿方法.基建优化，2005.
