建筑结构耐久性的影响因素及优化设计分析

建筑结构耐久性的影响因素及优化设计分析作者：赵振东

来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第11期

摘要：对建筑结构耐久性的主要影响因素进行了总结，主要有设计不合理、施工质量标准欠高、超负荷使用等，对此提出了相应的设计优化措施，如分析影响结构耐久性的因素、做好寿命及结构耐久性的极限设计、关注疲劳损伤、建立耐久性模型进行分析、修正耐久性计算公式及参数、兼顾结构的整体连续性等，才能更好的确保建筑结构耐久性达到预期的效果。

关键词：建筑结构;耐久性;影响因素;设计

随着国民经济的发展，建筑工程项目日益增多，对建筑结构的使用年限也提出了更高的要求。而耐久性是建筑结构使用寿命的重要保障。建筑结构的耐久性主要是指在设计年限之内，在外界条件和其他突发情况等的共同作用下，建筑结构是否能够长久不受到明确影响，确保安全稳定。这是建筑工程质量的体现，因此建筑建设企业在建设过程中必须着重思考耐久性设计，确保建筑能够长久稳定的服务于社会。

一、建筑结构耐久性的主要影响因素

（一）设计不合理

建筑工程的大部分病害都与工程设计和施工有关，特别是设计的影响对建筑的耐久性影响极大。个别设计人员存在对建筑工程设计不合理的情况，主要表现为只按规范进行设计，对于建筑的建设成本却考虑不周，或是过多的考虑建筑的外观美，对于建筑结构的耐久性考虑不够充分，或是只考虑建筑结构使用年限内的结构稳定性，对于建筑维护和建筑以后的改扩建等情况没有考虑;或是对于建筑细部结构的施工难度和施工工艺考虑不周，就算设计可行，但是施工难度极大。

（二）设计人员缺乏过硬的专业能力和综合素质

在建筑结构设计过程中，常常会出现工程量大并且工期短的情况，容易导致建筑结构设计人员需要负责较多的设计任务，并且需要在规定时间内完成。因此，建筑结构设计人员将大量时间花费在建筑结构设计方面，这样就无法对市场上的新技术，新工艺技术进行研究。甚至有些个别建筑结构设计人员都只是在以前的设计图纸的基础上进行修改，将其改变成新的工程项目图纸。然而，随着科学技术的不断发展，也进一步更新了建筑结构设计工艺以及标准规范，在已经快速发展的时代环境当中采用以前类似项目的设计图纸，就会降低建筑结构设计方案的适应性和针对性，使得整个建筑结构工程存在质量安全隐患。

（三）超负荷使用

随着我国经济的发展，建筑的通车量也越来越多，以前的建筑承重标准也难以满足当前车流量的要求，经常会出现建筑超负荷运营的情况，从而容易导致建筑结构出现疲劳应力，容易导致各种病害的出现，如桥面裂缝等，而且有些损失是难以恢复的，会对建筑的使用寿命造成很大的影响。

二、建筑结构耐久性优化设计措施

（一）分析影响结构耐久性的因素

导致建筑结构耐久性不足的因素包含许多方面，上文已经进行了讨论，为确认建筑结构耐久性问题产生的原因，首先必须要借助相应检测仪器和相关资料，进一步确定相关信息，包括建筑工程所在地的气候条件、地质条件、工程用料情况、施工工艺等，再通过综合性的分析，去确认建筑工程建设过程中是哪个环节存在问题，最后找出建筑结构使用性能在这些影响因素作用之下的退化原理，从而采取有效的措施对其进行处理。

（二）创新设计方法

在建筑结构设计过程中，建设单位以及设计单位都会讨论建筑结构的技术问题，针对提升建筑结构耐久性和安全性措施进行探讨分析。比如，在施工的过程中，施工单位和监理部门都会向设计单位提出关于施工材料质量和建筑结构防腐方面等要求。其次，建筑结构建设参与单位会对整体工程建设的技术工艺提出要求。在实际施工建设之前，需要对施工人员以及技术人员进行相关培训，为其详细讲解建筑结构设计方案提升建筑结构建设所有参与人员对最新的建筑结构设计方法的了解，在此基础上不断创新和改良设计方法。在施工建设期间，需要聘请专业人员对施工人员进行技术指导，有效解决施工建设期间出现的问题。

（三）寿命及结构耐久性的极限设计

建筑工程耐久性能的确定，最基础的依据是其强度的极限状态，在耐久性设计计算理论中，设计人员必须根据工程建设需要，选择适用的耐久性极限基准、符合安全要求的耐久性极限、经济的耐久性极限，以达到建筑耐久性要求。而且为确保建筑结构适用于极限标准，需要定期进行全面的维修，以此恢复适用功能。遵从建筑安全耐久性极限基准建设的建筑结构能够最大程度确保结构安全，确定最大承载能力分界值。

（四）关注疲劳损伤

建筑工程在使用的过程中会收到车辆动荷载和重力的影响，在建筑结构的内部会产生各种应力，如果这些应力无法得到及时的释放，会导致建筑结构产生振动，导致建筑结构出现疲劳

损伤。另外，由于建筑工程在施工的过程中，所使用的材料若出现各种质量问题，将会导致建筑结构的内部出现一些缺陷，在车辆动荷载的作用下，这些缺陷或病害会进一步的发展，从而导致裂缝的出现，严重的情况还会导致建筑出现坍塌等。因此，设计人员需要从疲劳损伤、结构稳固性等多角度进行分析，以此提高建筑框架结构、支护结构、混凝土的耐久性、安全性提升。

（五）建立耐久性模型进行分析

对于影响着建筑结构耐久性的因素，必须要首先进行筛选，并且最终选择出对于结构耐久性影响最大的决定因素，建立起耐久性的计算模型，并进一步分析模型中各项影响因素，最终得到耐久性的参数，建立起耐久性的计算公式。而后需要将各项影响参数代入公式当中，计算出结构的实际耐久度参数。例如要建立起基于材料碳化的结构耐久度参数的计算模型，需要首先考虑材料的碳化深度、剩余的碳化深度、结构应力以及环境因子等多种因素。

（六）兼顾结构的整体连续性

建筑工程設计过程中，应该考虑建筑结构整体连续性的影响，因此，需要在建筑结构设计的时候考虑建筑结构的整体连续性，确保人群和车辆在桥面通行时候的舒适度，不会出现桥头跳车等现象，从而提高建筑结构设计的安全性和稳定性。但是在实际的设计过程中，由于有些建筑结构比较复杂，难免会出现一些截面不平顺的情况，因此，在设计的过程中，需要综合考虑，避免这些问题的出现，从建筑结构的整体连续性方面，提高建筑结构的稳定性和耐久性。

（七）修正耐久性计算公式及参数

部分耐久性的相关参数，很可能影响到结构的应力情况，比如说钢筋的锈蚀程度及混凝土的保护层厚度等。在耐久性设计思想下，设计人员应当充分考虑到材料参数对应力效应的影响，并且对耐久性的参数进行修正。此外为进一步确保结构耐久性的提升，还应当对结构的耐久性设计进行优化，最后才能得到更加经济合理的耐久性设计方案。目前我国建筑数量很多，而且质量也相差很大，有些建筑工程在建设完工后不久就出现了各种病害，甚至还出现了坍塌等情况，因此，对建筑工程耐久性设计进行优化考虑至关重要。同时，在建筑结构耐久性设计的过程中，对于耐久性的系数进行修正需要考虑建筑以后的车流量情况，对养护的车流量需要有个预测，从而确保建筑结构在使用年限内，随着车流量的增加，而不出现各种明显的病害，从而提高使用年限。

三、结语

建筑的耐久性设计决定着建筑结构的使用寿命及使用安全，为了避免建筑结构在投入使用后出现各种病害，必须在建筑结构设计过程中注重对耐久性的设计，这样才能更好的使建成后的建筑工程减少各种病害的出现，能够更长久的服务社会。