混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

　　混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)也簡(jiǎn)稱(chēng)混凝土耐久性設(shè)計(jì)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。耐久性設(shè)計(jì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言是一個(gè)嶄新的概念，在國(guó)內(nèi)僅僅是最近幾年才得到重視。

　　混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)涉及到結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)型式、材料選擇、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件、管理和維護(hù)維修等多個(gè)方面。

　　傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很少考慮使用環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期影響，主要考慮荷載對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的安全性以及約束變形（主要指混凝土裂縫、撓度等）對(duì)結(jié)構(gòu)使用性能的影響。事實(shí)上，不同的使用環(huán)境對(duì)混凝土材料性能退化和結(jié)構(gòu)功能劣化的影響很大，影響機(jī)理也不盡相同，有些使用環(huán)境對(duì)材料長(zhǎng)期性能的影響不明顯，而有的使用環(huán)境作用很突出，輕者影響使用功能，重者則危及結(jié)構(gòu)的安全性能和使用壽命。如果在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮混凝土耐久性要求，有可能使結(jié)構(gòu)的使用壽命達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命，也可能在項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)期間的維修費(fèi)用過(guò)大，嚴(yán)重超出正常維修的允許范圍。

　　當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)使用環(huán)境可能明顯地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料性能隨使用時(shí)間延長(zhǎng)而劣化時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。首先應(yīng)明確該結(jié)第7章混凝土耐久性設(shè)計(jì)和建筑工程項(xiàng)目全壽命經(jīng)濟(jì)分析構(gòu)的耐久性目標(biāo)，即預(yù)期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用壽命（也稱(chēng)設(shè)計(jì)使用年限）：其次是要明確耐久性失效的標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則。

　　耐久性設(shè)計(jì)就是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)劣化規(guī)律來(lái)計(jì)算或驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi)，抵抗環(huán)境作用的能力是否大于環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。耐久性設(shè)計(jì)需要分析結(jié)構(gòu)抗力與荷載隨時(shí)間的變化規(guī)律，使設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)有明確的目標(biāo)使用期，并充分考慮以后的維修甚至改擴(kuò)建的需要，使建筑工程項(xiàng)目達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的建設(shè)目的。

　　如前所述，由于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的類(lèi)型很多，且界定混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的問(wèn)題極其復(fù)雜，不僅與結(jié)構(gòu)的失效狀態(tài)有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)的重要性以及社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)等若干因素有關(guān)，所以，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題至今沒(méi)有很好地解決。

　　設(shè)計(jì)使用壽命也稱(chēng)設(shè)計(jì)使用年限  （designworkinghfe），是設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期，在這一規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，只需進(jìn)行正常的維護(hù)而不需進(jìn)行大修就能按預(yù)期目的使用、完成預(yù)定功能，即在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。所謂“正常維護(hù)”包括必要的檢測(cè)、維護(hù)及維修。

　　混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命與其所處的工作環(huán)境密切有關(guān)。對(duì)重要性等級(jí)不同的建筑工程提出不同的設(shè)計(jì)使用壽命，在設(shè)計(jì)時(shí)就不得不考慮擬建的建筑工程所處的工作環(huán)境。在一般的工作環(huán)境下，結(jié)構(gòu)材料隨時(shí)間的延長(zhǎng)其性能退化不明顯，比較容易達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。但在惡劣的工作環(huán)境下就必須有針對(duì)性地采取技術(shù)措施和相應(yīng)的管理措施，才能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)使用壽命的要求。為進(jìn)行合理的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)，應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境根據(jù)其影響程度和對(duì)結(jié)構(gòu)材料退化的嚴(yán)重性予以區(qū)分，以利于混凝土耐久性設(shè)計(jì)時(shí)區(qū)別對(duì)待并分別采取不同的對(duì)策措施。

　　混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境可以分為一般大氣環(huán)境、工業(yè)建筑環(huán)境和海洋環(huán)境。前兩種環(huán)境又分為室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境。一般來(lái)講，室外的混凝土構(gòu)件比室內(nèi)構(gòu)件的耐久性低。在工業(yè)環(huán)境下，空氣中的二氧化碳和有害氣體一般比其他環(huán)境下高，而且許多工業(yè)建筑室內(nèi)構(gòu)件可能處于高溫、高濕和有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，因此會(huì)比民用建筑有著更嚴(yán)重的混凝土耐久性問(wèn)題。處于海洋環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，由于受到混凝土碳化、氯離子侵蝕、干濕交替和波浪沖擊等復(fù)雜作用，其耐久性問(wèn)題較內(nèi)陸地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)重。在海洋環(huán)境中，混凝土構(gòu)件腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域是潮汐區(qū)，其次是海平面以上的大氣區(qū)及近海區(qū)域，而浸沒(méi)在海水中的混凝土構(gòu)件的耐久性問(wèn)題卻較相對(duì)較輕。

　　在四類(lèi)環(huán)境中，主要指海港工程混凝土結(jié)構(gòu)。因經(jīng)常與海水接觸并處于潮濕環(huán)境中，氯離子滲入引起鋼筋銹蝕，導(dǎo)致近海工程的一般混凝土結(jié)構(gòu)年就發(fā)生嚴(yán)重失效，使用壽命受到極大威脅！混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)使用壽命和環(huán)境類(lèi)別，采取相應(yīng)的技術(shù)方法和管理措施。隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，需要建造各種大型的建筑工程。這些工程又以混凝土結(jié)構(gòu)為主，其規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能眾多，國(guó)際上稱(chēng)之為“超級(jí)工程’，。其特點(diǎn)是：投資巨大、技術(shù)復(fù)雜、環(huán)境影響嚴(yán)重，維修、養(yǎng)護(hù)或加固難度大等。因而，過(guò)去只限于在設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的單一層面上去尋找結(jié)構(gòu)的安全性就不夠了。除加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造時(shí)期的安全性和耐久性以外，還應(yīng)特別關(guān)注結(jié)構(gòu)在使用期間的檢測(cè)、維修和加固。