让建筑短命的安全隐患综述

通过对设计中一些细节问题的分析，对建筑结构的耐久性设计进行的探讨，从阳台、雨篷、挑檐等悬臂构件，预留钢筋，混凝土结构等等来一一指出建筑结构中长期存在的隐患，从而说明建筑结构的耐久性设计的重要性。

没有人可以漠视中国城市建设中的一大"异象"：一则楼宇"成功实施定向爆破"的消息背后，几乎都是一段建筑"短命"史。譬如北京中体博物馆从1990年建成使用，到出现承重钢梁断裂等重大安全隐患，满打满算也只有15年，离重要建筑主体结构的耐久年限需达100年的要求相差太远。目前国内建筑"短命"已非个案，而是相当普遍。相对于"短命"的高层建筑，民用住宅的寿命也短得可怜。至于城市高架路桥、轨道交通沿途"拆新建新"，更是屡见不鲜。此外，处于露天环境下的桥梁耐久性更加令人担忧。

1.混凝土结构

凝土耐久性问题，是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变，最终使混凝土丧失使用能力。我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。

（1）混凝土的冻融破坏

当结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时破坏混凝土。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等都是影响混凝土抗冻性的因素。

（2）混凝土的碱-集料反应

混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀、开裂、甚至破坏。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。因反应的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝、桥梁、海堤和学校，造成巨大损失。

（3）钢筋的锈蚀

钢筋的锈蚀，其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，其体积比原金属增大2-4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋的锈蚀，但碱环境被破坏或减弱，则会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。

2.预留钢筋的情况

2.1外飘窗问题

现在的多层尤其是高层住宅常常有外飘窗设计,目前不少楼盘采用飘窗与主体分开施工的方法,即先施工大片的剪力墙,在飘窗位置预留钢筋,待主体完工后再施工外飘窗。其实这种做法不妥。飘窗根部二次施工缝处容易留下隐患,接茬处若处理不当,容易形成开口向上的负弯矩裂缝,不仅影响观瞻,而且容易产生耐久性问题。另外,等主体施工完成后,那些预留筋往往出现锈蚀、弯曲,削弱了其抗拉强度及与混凝土之间的握裹力。南方地区由于空气潮湿等原因比较重视这个问题,一般都是整体一次性浇筑。

2.2楼梯踏步板与其两侧的混凝土墙搭接的情况

施工单位由于要抢进度,以整体浇筑不好支模为借口,企图先施工一侧的混凝土墙,沿楼梯走向在混凝土墙内预埋钢板,然后焊接楼梯板内的受力钢筋。正如上面过梁支座的受力分析,这样做法显然不妥。正确的做法是采用异形模或局部用木模,整体浇筑。

2.3紧靠柱边开设门窗洞口的过梁处理

通常做法是在过梁相应位置在柱侧预留甩筋,然后再浇筑过梁,有时先在柱侧面预埋钢板,再焊接过梁钢筋,以提高主体结构的施工速度。但是此做法剪力无法有效传递，而且由于弯矩和剪力的共同作用,容易在支座附近区域产生弯-剪斜裂缝,又由于过梁荷载总是作用于梁顶,因此斜裂缝底部水平纵向钢筋必然要承担斜裂缝顶部截面相应的弯矩,这样使得过梁支座底部纵筋受到的实际弯矩比预想的要大很多。因此这些部位容易留下隐患,一旦遭受竖向地震作用,极易破坏。在设计中,尤其在建筑方案时尽量避免门窗等洞口紧靠柱边,至少留够一个锚固长度的位置。

3.悬臂构件

（1）悬臂结构强度设计和抗倾覆设计应满足现行规范的规定,设计中采用的活荷载,不得低十规范要求。悬挑构件根部厚度,当挑出长度为1.0一1.5m时,不得小于12cm。

（2）悬臂构件的受力钢筋下面应设置钢筋支架或采取其它切实可靠的措施,以确保钢筋埋设部位的准确性。施工中在悬臂构件下必须铺设马道,严禁车压、人踩受力钢筋。

（3）悬臂构件在施工中,应逐个做钢筋工程隐蔽工程检查记录,并填写验收单。工程交付使用时,应向使用单位交待清楚,不得在悬臂构件上超载堆放重物。

综上所述,建筑结构耐久性问题有的由于无关主体结构而被忽略,有的因为不影响现实安全而被忽略,有的是因沿袭习惯做法而被忽略。愈是这些小问题,愈容易在设计、施工、监理乃至验收的各个环节上被一次次忽视,从而导致结构的安全性和耐久性被一点点削弱。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。