关于给排水工程结构耐久性设计的分析刘宁

关于给排水工程结构耐久性设计的分析刘宁

天津市排水管理处第三排水管理所天津300402

摘要:本文分析了目前给排水耐久性设计中普遍存在着的几点问题,并从结构使用年限、环境类别、混凝土材料以及构造要求等多个方面入手提出了几点建议,最后还建议在相关规范修编的过程中应当对相应的内容进行不断的完善以及补充。

关键词:给排水工程;结构耐久性

1结构耐久性存在的问题

1.1落后的设计理念

如今,人们对混凝土结构的耐久性认识不强在各个行业中都是普遍存在的现象。强度和耐久性都是混凝土结构必须具备的基本特征。但是很多人设计工程的时候只注重强度,而对于耐久性却缺乏认知。也不会根据实际状况采取措施来提高混凝土的耐久性。据调查,一般情况下,工业建筑的使用寿命为25-30年,在恶劣环境下只有15-20年,民用和公共的建筑在使用环境较好的情况下可以在50年以上,可是室外的露天构件由于环境相对较差,寿命仅有30-40年。更加严重的是桥梁等其他基础设施工程,因为混凝土上面的保护层稀薄,很快就会出现腐蚀,开裂等现象。海港和码头的混凝土十年左右就会因为开裂而进行大规模整修。据统计,到1998年有743座因侵蚀被损坏的铁路和隧道,是总数的13.2%。从八十年代起,我国就开始建立污水处理厂,可是大多都没有达到50年就被腐蚀而无法使用。构筑物的保护层脱落侵蚀是普遍都存在的问题,有的工厂还因此导致停产。比如,有一个北方的污水厂在2003年建立,因为设计人员对混凝土被地下水侵蚀的状况考虑不周,导致污水厂不到五年就被硫酸严重破坏而无法正常使用,工程被迫停水加固,损失很大。天津开发区仅仅在半年时间就出现了严重的混凝土开裂现象。

1.2设计的规范有待改善

给排水工程耐久性目前的主要规范有《混凝土结构耐久性设计规范》、《工业建筑物防腐蚀设计规范》等,而《给排水工程构筑物结构设计规范》是最主要的规范,它没有主要阐述耐久性的要求,而是在其他材料、构造规定等其他方面做了详细的要求,没有说明环境和使用年限这些重要的因素,表达不是很明确。在《混凝土结构设计规范》和《混凝土结构耐久性设计规范》在环境类别划分以及耐久性要求上却有一些不同,导致很多设计人员不知应该怎样适从,造成了诸多不便。

2对于耐久性的设计提出的建议

最根本的要提高设计人员对于混凝土耐久性的认知程度,在实际工程中对结构耐久性重视起来。要意识到,不但要提高强度,结构的耐久性也同样重要。在设计中要对工程结构进行详细精确的计算和测量,并且根据实际情况,在结构耐久性方面也要做好充足的设计。对于可持续发展来说,结构的耐久性起到了至关重要的作用。

2.1使用的年限

一定条件下,用混凝土建造的建筑使用寿命应该在50-100年。在《建筑结构可靠度设计统一标准》中规定,房屋和其他建筑物使用寿命应该是50年,重要建筑和纪念性建筑应该是100年。但是《工程结构可靠度设计统一标准》给出了房屋等建筑的使用寿命,可在排水构筑物等建筑上面没有提及使用寿命。但是通过其他行业的标准规范,排水结构的使用寿命应该为50-100年,至少不能少于50年。现在各种建筑方式上有很大的不同,排水行业作为投资的主体,越来越向多元化的趋势发展着,而混凝土作为建筑的主要材料,应当越来越被政府重视,所以混凝土的使用寿命应当在50年以上。还应该在合约中规定,特许经营期结束之后要对使用年限重新限定。

2.2环境的类别

在《混凝土结构设计规范》和《混凝土结构耐久性设计规范》中都对环境的类别进行了分类。在2010年的《混凝土结构设计规范》中把环境类别分成“一、正常的室内环境;无侵蚀环境;二、潮湿的室内环境,非寒冷的露天环境;三、干湿环境,严寒的露天环境;四、水位变动的冬季或严寒环境,湿冷环境;五、海水环境;六、盐渍土环境;七、受侵蚀影响的环境”一共七个类别。而《混凝土结构耐久性设计规范》的环境上面的分类却与之不同,有一般环境,氯化物环境等五类,并且还在腐蚀程度上做了划分,一共有轻微到严重等六个等级。给排水结构因为长期与水接触,构件经常会收到液体的腐蚀或者是地下水及其他外界环境和气候的影响。《混凝土结构设计规范》只是在普通混凝土上面做了规范,而《混凝土结构耐久性设计规范》中对于排水设施的环境类别划分才是合理的,它除了在环境类别上做了分类以外,还对侵蚀程度做了六个等级上的划分,所以更加规范化。还有一些配合之间脱节的现象,这些在设计中不是很容易被察觉到。大多数情况下,工艺专业只提供尺寸,外形等条件,但是对于腐蚀情况并不是很关心,结构专业同样也不注重这一点。这样一来,可能被腐蚀的混凝土会误认为安全而投入使用,对今后的工厂正常运作埋下安全隐患。在工业污水比率较高的工厂中,这种安全隐患能够更加的凸显出来它的可怕性。所以,《给排水工程构筑物结构设计规范》中应该在以后的整编中在这些方面做一定的要求,使其更加全面和规范化。

2.3混凝土的结构要求

混凝土的抗冻等级等诸多方面上都属于结构耐久性设计的要求范围。在《给排水工程构筑物结构设计规范》中,这些方面只做了简单的阐述,没有详细的给出各种环境中材料的要求。而在《混凝土结构耐久性设计规范》中给出了各种环境下乃求性的要求,但是抗冻和抗渗方面应当遵从《给排水工程构筑物结构设计规范》的要求。混凝土构造的要求有很多方面,关于保护层和裂缝宽度的要求在《给排水工程构筑物结构设计规范》的6.1.3和5.4.3都有详细的规定,可是还是没有在不同环境下时的要求,但是《混凝土结构耐久性设计规范》中有着相关规定。

2.4施工的质量

在建筑中,施工质量对耐久性起着很关键的作用。检测材料保护层的厚度,良好的保养措施都对耐久性至关重要的因素。《给排水工程构筑物结构设计规范》和《混凝土结构设计规范》都没有对其进行规定和要求,《给水排水构筑物工程及验收规范》和《混凝土结构工程施工质量验收规范》虽然是常规规范,可是也没有这方面的要求。《混凝土结构耐久性设计规范》中有一些特殊的附加要求,在施工质量上可以作为耐久性的设计参考。

3结束语

综上所述,耐久性作为排水工程设计中的重要施工要求,到现在为止,已经有很多行业把其作为重要的行业规范来执行。排水工程是我国环境建设上的重要工程项目之一,如果《给排水工程构筑物结构设计规范》中能对耐久性和更加深入的规定和要求,使其更加规范化,这更会引起国家工程结构耐久性的设计高度重视,并且对排水工程的发展也能够起到极大的推动作用,有利于促进我国排水行业整体水平的提高。

参考文献

[1]GB/T50476-2008.混凝土结构耐久性设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[2]金伟良,牛荻涛.工程结构耐久性与全寿命设计理论[J].工程力学,2011(S2):31-37.

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