摘要:　本文結(jié)合工程項(xiàng)目，對(duì)使用年限和耐久年限均為100年的建筑，采用既提高地震作用又提高抗震措施的方法,而且對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和施工措施提出明確要求,以達(dá)到結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用和耐久年限內(nèi)的可靠度。

　　關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)使用年限　設(shè)計(jì)耐久年限 地震作用　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 耐久性設(shè)計(jì)

　　Abstract: combining with engineering project, the use fixed number of year and durable fixed number of year for all of 100 building, using both improving earthquake effect and the measures for the improvement of the seismic method, but also for durability and construction measures to give clear requirements, in order to achieve the structure design and durable in use within the fixed number of year of reliability.

　　Keywords: design use fixed number of year design durable fixed number of year seismic design of benchmark durability design

　　中圖分類號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　成都某遺址博物館位于四川省成都市錦江區(qū)，建筑面積約6600平米，博物館呈回字形，結(jié)構(gòu)設(shè)置4道抗震縫，將平面劃分為5個(gè)規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，遺址文物在回字形中央(單層保護(hù)建筑，已由其他單位設(shè)計(jì))。博物館為2層框架結(jié)構(gòu)，柱距為6米x 7米，框架梁為300X600和300x700，樓板采用現(xiàn)澆梁板，坡屋面采用密肋板，密肋板尺寸為150x400，間距為850。周邊墻體采用保溫磚+外包劈開磚。基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，以稍密卵石作為持力層。根據(jù)《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》，該類6600平米規(guī)模的博物館為中型博物館，建筑的設(shè)計(jì)耐久年限為100年。據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)于紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限為100年。本工程按耐久性和使用年限均為100年進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于該項(xiàng)目具有較強(qiáng)的特殊性，現(xiàn)將耐久年限和使用年限均為100年的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)表述如下，供大家參考：

　　1、 幾個(gè)關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)的解釋

　　1.1結(jié)構(gòu)的耐久性：在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。

　　1.2結(jié)構(gòu)的使用年限：結(jié)構(gòu)各種性能均能滿足使用要求的年限。

　　根據(jù)以上條文解釋，即使用年限為100年的建筑，建筑的耐久年限至少為100年。

　　1.3設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：為確定可變作用及時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。

　　現(xiàn)國(guó)家的各設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期均為50年，即若設(shè)計(jì)使用年限為100年，各規(guī)范規(guī)定的可變荷載(作用)的標(biāo)準(zhǔn)值和變異系數(shù)、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)表達(dá)式的各個(gè)分項(xiàng)系數(shù)、可靠指標(biāo)需要互相配套，有待逐步研究解決，以上摘自《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》2.0.2條條文說明。即設(shè)計(jì)年限100的建筑，以上各種數(shù)據(jù)、性能、指標(biāo)無(wú)法參考，無(wú)法套用現(xiàn)有規(guī)范的數(shù)據(jù)，只能采取其他辦法進(jìn)行概念和量化設(shè)計(jì)。

　　1.4、100年設(shè)計(jì)使用年限的地震參數(shù)取值：

　　在現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中, 是以“三個(gè)水準(zhǔn)”來(lái)表達(dá)抗震設(shè)防目標(biāo)的, 即“小震不壞, 中震可修, 大震不倒”。規(guī)范按50年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率約為63.2 %的烈度取為第一水準(zhǔn)烈度, 超越概率為10 %的烈度取為第二水準(zhǔn)烈度(基本烈度) ,超越概率約為2 %～3 %的烈度取為第三水準(zhǔn)烈度,相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度、地震動(dòng)峰值加速度等都是在50 年情況下的概率保證。本工程屬于重要建筑物，使用年限為100年,若仍按50年設(shè)計(jì)使用年限的地震參數(shù)進(jìn)行進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)是不符合我國(guó)的抗震防災(zāi)政策。如何使不同使用年限建筑物的地震作用具有相同的概率保證,中國(guó)建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所的毋劍平　白雪霜　孫建華三人在2003年6 月的《工程抗震》第2期中，發(fā)表了論文《不同設(shè)計(jì)使用年限下地震作用的確定方法》，此論文的結(jié)論：我們可以把設(shè)計(jì)使用年限為50 年、超越概率為0.632 的地震烈度求出的地震作用作為基數(shù),將它乘一個(gè)大于1.00 的系數(shù), 進(jìn)而求得設(shè)計(jì)使用年限大于50 年的小震對(duì)應(yīng)的地震作用，這樣求出的地震作用應(yīng)該具有相同的概率水準(zhǔn)。

　　本項(xiàng)目按《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2008)設(shè)計(jì)，成都市的抗震設(shè)防烈度為7度(0.1g，三組)，根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》6.0.6條，博物館的抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，即乙類設(shè)防，博物館框架的抗震設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)定義為二級(jí)。據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》2.0.3條文說明，設(shè)計(jì)年限為100年的建筑，可按100年的地震動(dòng)參數(shù)確定地震作用進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過提高結(jié)構(gòu)的地震作用來(lái)提高抗震能力。根據(jù)以上結(jié)論，本工程按抗震設(shè)防烈度按7度(0.15g，三組)，抗震等級(jí)為二級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，既提高地震作用又提高抗震措施，結(jié)構(gòu)的抗震安全性有很大提高，安全性能得到保證。

　　1.5結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)：本項(xiàng)目屬于重要的建筑，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ0不應(yīng)小于1.1。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

　　2、通過以上的表述，我們對(duì)博物館等重要的建筑的地震設(shè)防烈度，抗震等級(jí)、抗震構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、基礎(chǔ)等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限、耐久年限等如何取值有了較為清楚的理解。由于耐久年限為100的建筑有很多技術(shù)要求，下面我就本工程在結(jié)構(gòu)上采取措施達(dá)到耐久性要求進(jìn)行表述：

　　結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：

　　1) 結(jié)構(gòu)的使用年限、環(huán)境類別和其作用等級(jí)。

　　一般環(huán)境對(duì)配筋混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用等級(jí)劃分定義另詳《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》表4.2.1。成都市區(qū)的環(huán)境作用為：基本風(fēng)壓為0.35KN/m2，地面粗糙度為B類，基本雪壓為0.15KN/m2，凍土深度為0米，年平均濕度為82.1%，年平均氣溫為16.1度，周邊無(wú)氯化物環(huán)境。由于成都環(huán)境類別為一般環(huán)境，腐蝕機(jī)理為保護(hù)層混凝土碳化引起的鋼筋銹蝕。根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)的定義，本工程基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁、地下室頂板、側(cè)壁、頂板梁、基礎(chǔ)頂～地面的短柱為Ⅰ–C類級(jí)，傳統(tǒng)生產(chǎn)演示廳為Ⅰ–B類;其余單體地面以上結(jié)構(gòu)構(gòu)件(柱、梁、板、樓梯等)屬于Ⅰ-A類。

　　2) 有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式、布置、構(gòu)造。

　　本工程通過設(shè)置抗震縫把結(jié)構(gòu)劃分為規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，有效避開了環(huán)境作用不利位置。

　　3) 混凝土結(jié)構(gòu)材料、鋼筋保護(hù)層厚度、裂縫控制應(yīng)滿足耐久性要求。

　　本工程對(duì)不同環(huán)境作用下混凝土等級(jí)、鋼筋保護(hù)層厚度、混凝土材料以及裂縫做了相應(yīng)控制

　　a) 鋼筋保護(hù)層應(yīng)滿足鋼筋防銹、耐火以及與混凝土之間粘結(jié)力傳遞的要求，其混凝土保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值不得小于鋼筋的公稱直徑。

　　b) 當(dāng)梁柱中縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度大于40mm時(shí)，在靠近構(gòu)件表面配置焊接雙向鋼筋網(wǎng)φ6@150，其保護(hù)層厚度為10mm。

　　c) 地下室側(cè)壁、底板、頂板、頂板梁和側(cè)壁相鄰的柱采用抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級(jí)為P6。

　　本工程Ⅰ –A～Ⅰ –C類環(huán)境中，耐久性對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土材料的基本要求

　　6) 建筑應(yīng)采取有效防水和排水的構(gòu)造措施

　　本工程采取以下構(gòu)造措施：

　　6.1、受雨淋或可能積水的露天混凝土頂面和大部分屋面采用坡屋面，屋面上覆石板，有效解決了雨水在屋面上的停留問題，并與建筑美觀相協(xié)調(diào)統(tǒng)一。設(shè)計(jì)時(shí)考慮結(jié)構(gòu)擾度對(duì)排水的影響。

　　6.2、受雨淋的室外懸挑構(gòu)件側(cè)邊下沿，建筑專業(yè)做滴水槽、鷹嘴或采取其他防止雨水淌向構(gòu)件底面的構(gòu)造措施。

　　6.3、在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件與上覆的露天面層之間，設(shè)置可靠的防水層。

　　6.4、施工縫或伸縮縫等連接縫的設(shè)置避開局部環(huán)境作用不利的部位，并在伸縮縫位置選擇建筑節(jié)點(diǎn)做法。

　　7) 環(huán)境作用下采取合理的防腐蝕或多重防護(hù)策略。

　　本工程對(duì)于暴露在混凝土結(jié)構(gòu)外的吊環(huán)和緊固件、連接件等金屬部位，均采用熱浸鋅處理。所有與磚墻、混凝土接觸的木構(gòu)件表面均涂瀝青防腐。

　　結(jié)論：使用年限和耐久年限均為100年的建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，很多設(shè)計(jì)參數(shù)的取值和構(gòu)造措施與使用年限為50年的建筑有很大區(qū)別，本工程采用既提高地震作用又提高抗震措施的方法,使結(jié)構(gòu)的抗震安全性有較大程度的提高。同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和施工措施提出明確要求,以達(dá)到結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的可靠度。

　　參　考　文　獻(xiàn)

　　毋劍平.白雪霜.孫建華.不同設(shè)計(jì)使用年限下地震作用的確定方法.工程抗震第二期.2003年6月