关于给排水工程结构耐久性设计的分析论文_侯慧

关于给排水工程结构耐久性设计的分析论文_侯慧

关于给排水工程结构耐久性设计的分析 山东青岛 266000

摘要:给排水工程是用于水供给、废水排放和水质改善的工程,分为给水工程和排水工程。随着城市化进程的加快及其人们生活水平的提升,对给排水工程施工质量水平提出了越来越高的要求。结构耐久性是给排水工程设计中都需要考虑的问题之一,当前给排水工程结构耐久性设计上仍旧存在一些问题,如设计理念过于陈旧,设计尚不规范等,本文主要针对以上存在问题,对如何提升工程耐久性提出了几点优化对策。

关键字:给排水;耐久性;重要性;问题;建议

结构的耐久性主要是指在设计明确环境作用的背景之下,结构设计在设计使用年限内确保安全性以及适用性的能力。如果耐久性得不到保证,会带来极为严重的后果,甚至可能会给整个社会带来巨大的压力。给排水工程结构包括各种雨污水的储存以及排放构筑物,一般与各种地下水直接接触,给排水工程结构的主要建筑材料是混凝土,但在排水过程中,其需要承受高于其他土木工程结构的更为严重的侵蚀。因此,探讨给排水工程结构耐久性设计中存在的问题及其应对策略有着重大的现实意义。

1给排水结构耐久性的重要性

结构的耐久性是所有土木工程设计中必须要考虑的问题。所谓结构耐久性是指在设计确定的环境作用和维修、使用条件下,结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。耐久性破坏包括混凝土碳化、钢筋锈蚀、混凝土冻融及化学侵蚀破坏等。耐久性对于土木工程来说意义非常重大,若耐久性不足,将会产生极严重的后果,甚至会对将来社会造成极为沉重的负担。给排水结构包括雨污水泵站、各种水厂及污水处理厂的储水构筑物、雨污水管道及特殊井、取水构筑物、输水泵站、水闸等。大多为全地下或半地下构筑物,一般与各种水体或地下水直接接触。

混凝土是给排水结构最重要的建筑材料,虽然其本身具有较好的耐久性,但在水及化学腐蚀介质等外界环境的作用下,它的结构构件可能会处于干湿交替环境、有腐蚀的液体中,或者直接处于冰、盐、海浪等的溅射环境。这样就可能会造成其性能迅速劣化,进而钢筋锈蚀,混凝土整体结构遭到破坏,混凝土强度大幅度降低,严重影响结构物的安全性,大大缩短了构筑物的寿命。特别对于一些处于腐蚀性液体中的混凝土构件,水中可能存在的氯离子、硫酸盐离子、镁离子等化学侵蚀会对其产生巨大的破坏作用。显然,耐久性对于给排水工程结构非常重要。

2给排水工程结构耐久性设计的问题分析

目前我国的给排水工程耐久性设计中,主要存在的问题是设计理念落后以及设计规范不完善。

2.1设计理念过于陈旧

分析目前国内的设计状况,了解到未充分地考虑耐久性是较为普遍的现象。钢筋混凝土是给排水工程中的主要建筑材料,强度以及耐久性是一直以来都需要关注的问题,但是很多的工程设计人员都是将重心放在了强度上,会耗费更多的精力来确定结构的承载能力以及裂缝的计算上,耐久性的考虑上存在有明显的缺失。

我国建设部新的调查显示,我国范围内很多的工业建筑在使用了25年左右的时间,就需要进行一次较大规模的修缮,如果工业建筑所处的环境比较严峻,在15年左右的时间里,就需要进行一次修正。相对的,民用建筑的状况要好得多,很多外部构建比如阳台等,使用年限都超过了30年。对于给排水工程,建筑构建的使用年限一般都是在50年,出现的问题也大多是钢筋的锈蚀、混凝土保护层出现裂缝等。这其中污水处理厂出现这一情况的概率比较大,会经常为此停业整顿。很多的污水处理厂的设计人员在工程设计之初就没有考虑到地下水对混凝土的锈蚀情况,在设计时也没有采取有针对性的措施,造成了污水厂在运行的五年时间里,就出现了腐蚀的情况,虽然说后期有采取一定的补救措施,但是投入较大,带来了巨大的经济损失。

2.2设计尚不规范

从目前来看,给排水设计人员在实际的设计过程中,会应用到相关的理论。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是这些理论在编制之前,没有经过充分的实践,有的规范中未将其专门设置一个章节,只是在其他的章节中稍微提及,尤其是在使用年限这块,科学实验周期长,混凝土结构环境类别多,理论研究并不深入,只是在设计环节,进行定性的分析,未实现定量分析。

3提升工程耐久性的可行性建议

为了能够全方位提升给排水结构的耐久性,首先就需要转变设计人员的理念,在日常的设计过程中,需要认识到混凝土的强度以及耐久性对整个的工程结构都是同等重要的。在设计时需要合理计算建筑物的承载能力、裂缝等,更需要联系工程的实际情况,合理估计构件的耐久性。

3.1关于结构使用年限

混凝土作为一种被广泛使用的建筑材料,已在世界各地得到了较为广泛的应用,一般来说,可以认为混凝土结构使用年限为50至100年。不同需求的建筑所规定的使用年限是不同的,普通住宅的规定为50年可用期限,标志性建筑物或者纪念性建筑为100年,相关规定中也有详细列出有关铁路、桥梁以及港口建筑的使用年限,但对于给排水结构的使用年限,却很少有具体的规定。建议给排水工程结构的使用年限为50至100年,但具体的年限应当由建设单位以及设计方共同商议决定。

3.2关于环境类别

环境类别的划分在钢筋混凝土的规范中就有明确的规定。给排水结构一般都是建在地下,这些构建会长时间置于腐蚀性环境中,而且处理的水中会有其他的元素,影响其耐久性。所以工作人员在实际的工作中,需要对混凝土可能面临的环境类别进行细致的分析,同时还要联系环境类别对混凝土结构作用程度进行详细的划分,这样也便于别人借鉴,最终的结果真实性较高。

此外,在实际的工作中还存在一个问题,就是不同部门之间的配合并不密切。一些工艺的设计人员在提供设计条件时,也只是将构建物的尺寸等部分大概的提供给设计人员,并不会详细说明水质情况等。而且相关的设计人员之间的联系并不密切,各个部门之间都是各司其职,存在的较大问题就是没有联系腐蚀性问题,会给未来的工程设计带来巨大的隐患。

3.3关于混凝土材料及构造要求

耐久性设计对于混凝土材料的诸多性能均有着一定的要求,例如混凝土的强度等级、抗冻等级、最大氯离子含量等,《给规》中对这些因素的要求较为简单,缺乏混凝土构件在不同环境下的材料性能要求。而《耐规》中对环境的材料性能要求更为详细,所以在环境内别还没有相关规定详细完善时建议先行使用《耐规》进行设计上的参考,相关的抗冻以及抗渗透等级仍旧可以参考《给规》来设计耐久性。

4结语

综上所述,耐久性设计在住宅、公路、桥梁以及港口等建筑设计中,都有着明确的设计规范,但在给排水工程结构中未有能够支持设计人员计算的统一标准,同时可供参考的相关设计规范如《砼规》、《腐规》等均具有不同的设计标准,这为设计人员的设计过程造成了阻碍,所以将给排水工程结构的耐久性设计规范条例化、清晰化是我国目前需要尽快施行的项目之一。同时,为了体现对给排水工程结构耐久性的重视,建议在下一版《给规》中将耐久性设计作为重要内容列为一章,将耐久性涉及到的问题尽量明确,为给排水工程的迅速发展提供支持。

参考文献

[1]市政给排水管道工程的结构设计[J].刘崇武,张云飞.江西建材.2016(15).

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[5]土建工程结构安全性与耐久性设计[J].周琴.科技资讯.2018(01).

论文作者:侯慧

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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