建筑工程结构耐久性检测与设计研究

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摘要：本文重点探讨建筑工程结构耐久性检测与设计方案。首先总结了可能影响建筑工程结构耐久性的要素，其次重点阐述了超声波检测和回弹检测两种建筑工程结构耐久性检测方法的操作要领，最后结合实例项目从科学选择耐久材料、合理进行构件加固、控制裂缝宽度和注重耐久工艺操作等方面阐述了具体的工程结构耐久性设计方案，以期为优化现代建筑工程结构耐久性和安全性设计施工提供参考。

关键词：建筑工程结构；耐久性；检测与设计

1建筑工程结构耐久性影响要素

影响建筑工程结构耐久性的要素有很多，对几种常见的要素进行总结如下：首先，土壤酸碱度。一般来说，土壤的酸碱度高低与建筑工程结构的耐久性有密切关联，已有文献的研究表明：倘若建筑工程项目所在的土壤的pH值>13，使用的混凝土pH值<9，项目建设完成后，地块土壤与建筑工程的混凝土之间便会发生中和反应，导致混凝土的结构发生变化，久而久之便会影响项目混凝土的耐久性。其次，混凝土配合比。建筑项目的混凝土配合比包含很多类型，如：混凝土水灰比、水水泥品种使用占比、混凝土的骨料质量等，任何一种配合比的数值都会影响项目工程结构的耐久性。最后，空气环境。已有研究发现：项目所处地段空气中的二氧化碳含量显著影响工程结构的耐久性，具体来说，空气中二氧化来含量越多，则越容易引发混凝土碳化，进而影响项目结构的耐久性。

2建筑工程结构耐久性常用检测方法

2.1超声波检测法。超声波检测也称为超声检测，是一种利用超声技术检测建筑工程耐久性的常规方法，也是一种无损检测的方法。超声波检测利用的超声波声束集中，能够在介质中直线传播等特点，在针对建筑工程耐久性的检测中可以运用专门的超声波探测器向建筑物发出超声波，获得建筑物表明缺陷界面返回的反射波，以达到探测建筑物缺陷的目的，通过对建筑物缺陷数据的分析，可进一步获得建筑物结构的耐久性信息。运用超声波检测法获取建筑工程结构耐久性的优点为：检测灵敏度高、检测速度快、成本低廉，且对人体和建筑物都没有损害，能够快速精准地确定建筑物缺陷进行定量和定位检测，从而准确地获得建筑物的耐久性信息；缺点为：检测的显示结果不直观，要求富有操作经验的检验人员操作才能够获得精准的数据，在实际应用中具有一定的局限性。2.2回弹检测法。回弹检测也是一种常用的建筑工程结构耐久性检测法，实际操作中技术人员通常应用回弹仪检测建筑物混凝土结构构件的抗压强度，以判断建筑工程结构的耐久性。回弹检测法的操作流程为：首先，选用质量合格的回弹仪，确定需要回弹的建筑物构件；其次，对回弹建筑物构件进行清理，确保构件表明平整、洁净；再次，手握回弹仪垂直置于混凝土构件，慢压快读，记录数据；最后，计算多次回弹数据的平均值，并根据测强曲线检索建筑物混凝土的强度换算值，测算强度推定值进行结构修正，换算出建筑物构件的强度和耐久性。回弹检测法的优点为：操作便捷、测试迅速，且不会破坏建筑物混凝土的使用功能；缺点为：检测精度不高，因此主要适用于建筑工程结构耐久性的快速和粗略检测。

3建筑工程结构耐久性设计案例分析

3.1案例概述。以某建筑工程框架结构为例，该项目地上部分3层，层高5m；地下部分2层，层高3m，建筑总高度20.15m，建筑总面积3143m2，设计采用装配式整体钢筋混凝土框架结构。具体的建筑施工设计结构为：①地下部分采用现浇混凝土结构；②+0.000向上部分为预制框架结构，+0.000顶板为项目上部结构固定部分；③项目上部采用框架结构，应用预制混凝土柱等制作，预制率为75%；④项目框架梁-柱节点采用现浇方式，节点区使用CF35钢纤维混凝土，梁下部纵筋采用弯折锚固形式。现结合该项目的实际设计情况，分析工程结构耐久性设计的关键方案。3.2耐久性设计方案。3.2.1科学选择耐久材料。根据本项目的建设需求，为有效提升项目结构的耐久性，科学选择耐久材料是首要方案。具体来说，应采用如下操作方案：①考虑到项目施工地在北方地区，冬季气温较低，建造的混凝土会处于冻融环境下，为确表1工程项目构件最大裂缝宽度值及裂缝控制级别保混凝土的应用耐久性，应掺杂引气剂，质量应为水泥质量的4.5%~7.3%；②考虑到该项目周边存在氯侵蚀，为防止侵蚀对混凝土的作用，提升项目的耐久性，应采用氯离子消融设备，合理控制项目表面氯离子含量，保证其低于水泥用量的0.2%；③考虑到积水可能对项目构件耐久性的影响，对于项目室外的构件应安装排水装置。3.2.2合理进行构件加固。合理进行项目构件加固，是提升工程结构耐久性的重要策略，针对本项目建设的实际情况，对项目中的构件薄弱环节、特定位置和梁柱结构处采用相适配的加固方案，具体如下：①预应力加固构件。用于对本项目构件中的薄弱环节进行加固，以提升这些构件的耐久性，操作中技术人员需要结合各薄弱构件的实际情况，科学地计算加固后的建筑结构应力水平。②植筋加固构件。用于对本项目构件中的特殊位置进行加固，操作中需要在待加固构件的特定位置进行钻孔，并在孔中注胶，再置入钢筋，并将混凝土压入孔中，使不同时段浇筑的混凝土形成一体，可有效提升项目结构的耐久性。③托换加固构件。用于对项目梁柱构件进行加固，操作中需要技术人员注意施工安全。3.2.3控制裂缝宽度。裂缝也会对建筑工程结构的耐久性造成负面影响，在本项目建设和加固施工中，技术人员应密切关注项目表面和内部可能产生裂缝的地方，一方面，尽可能通过科学的施工工艺，降低裂缝产生的概率；另一方面，考虑到本项目选用混凝土为主材料，应严格按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》（2015年版），根据施工需要确定裂缝控制级别，科学控制项目构件的最大裂缝宽度值，具体的规范参数如表1所示。3.2.4注重耐久工艺操作。为最大程度提升项目结构耐久性，需要技术人员在施工工艺操作上遵循以下要领：①预先完成抗腐蚀工艺操作，根据既定的项目抗腐蚀要求，进行混凝土材料混合比试验，科学地确定最优的配合比；②进行项目浇筑作业时，应对钢筋和保护层垫块等加固材料进行检查，以确保选用的钢筋质量合格，保护层垫块厚度达标；③对于大面积混凝土构件的浇筑，应避免出现冷缝，禁止洒水抹面，减少浇筑工作面暴露的概率；④当项目整体结构施工完成后，技术人员应对建立模型进行结构耐久性评估，具体来说，可选用整体论耐久性模型或其他类似的评估模型，通过评估科学地确定项目结构的耐久性。

4结语

总而言之，建筑工程结构的耐久性检测和设计关系到整个项目的建设质量，也关乎项目使用者的人身财产安全，各级建设单位在设计施工中切不可麻痹大意，应结合项目的实际情况，制定科学有效的耐久性检测、设计、施工及评估方案。

参考文献

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[2]汤伟.基于耐久性探讨混凝土桥梁结构设计要点[J].山西建筑，2016（12）：139-140.

[3]马文华.耐久性混凝土桥梁结构设计[J].交通世界，2016（17）：72-73.

作者:罗贤超 单位:江西省机械工业设计研究院