時(shí)間：2023-08-16 17:14:17
導(dǎo)語(yǔ)：在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu);無(wú)縫設(shè)計(jì);裂縫控制
Abstract: based on the long reinforced concrete structure crack control of the significance and the temperature stress analysis, it puts forward the crack control of the design and construction of technical measures.
Keywords: overlong concrete structure; Seamless design; Crack control
中圖分類(lèi)號(hào)： TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
近年來(lái)，我國(guó)各種大型公共建筑的建設(shè)得到了快速發(fā)展，建設(shè)方對(duì)不設(shè)縫的混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度要求越來(lái)越高，地面塔樓也越建越多，尤其是對(duì)于地下室結(jié)構(gòu)，由于存在防水問(wèn)題，要求地下室不設(shè)縫的呼聲越來(lái)越高。超長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu)無(wú)縫設(shè)計(jì)技術(shù)目前已在實(shí)際工程得到了廣泛應(yīng)用，但也存在許多問(wèn)題。
一、超長(zhǎng)建筑無(wú)縫設(shè)計(jì)的控制方法
在不設(shè)置永久沉降縫的情況下，不均勻沉降的控制是工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)之一，為了有效控制差異沉降，并達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，采取以下各項(xiàng)措施：
1、 控制絕對(duì)沉降量
主樓荷載大，裙房部分荷載小，純地下室區(qū)域處于抗浮狀態(tài)，各區(qū)域荷載差異極大，對(duì)不均勻沉降十分敏感。因此設(shè)計(jì)應(yīng)采用變剛度調(diào)平理念，用不同樁參數(shù)和樁密度來(lái)強(qiáng)化主樓基礎(chǔ)，弱化裙房和純地下室基礎(chǔ)，達(dá)到減小主樓與裙房和純地下室的差異沉降。
弱化裙房和純地下室基礎(chǔ)，采用樁長(zhǎng)相對(duì)較短、持力層較弱的樁基，在主樓沉降的同時(shí)，帶動(dòng)相鄰跨較弱的裙房或純地下室基礎(chǔ)產(chǎn)生部分沉降，從而在高低層過(guò)渡區(qū)形成緩和沉降曲線，減少沉降量突變?cè)斐傻牟涣加绊?。這一原理已在以往的工程沉降實(shí)測(cè)中得到了驗(yàn)證。
2、 設(shè)置調(diào)節(jié)沉降差的沉降后澆帶
主樓與裙房和純地下室的結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成整體，但在施工時(shí)用沉降后澆帶把兩部分暫時(shí)斷開(kāi)，一般待主樓結(jié)構(gòu)施工完畢，但若有沉降觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果證明主樓結(jié)構(gòu)的沉降在主樓結(jié)構(gòu)完工之前已趨于穩(wěn)定，也可適當(dāng)提前或當(dāng)主樓與裙房之間的沉降差小于設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，然后再采用微膨脹混凝土澆灌沉降后澆帶，將高低層連成整體。沉降后澆帶的設(shè)置旨在通過(guò)沉降后澆帶封閉前，主樓沉降可以大部分獨(dú)立完成，以降低主裙樓之間的沉降差，使主裙樓之間的差異沉降控制在可以接受的程度。設(shè)置“沉降后澆帶”的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)階段不同的受力狀態(tài)，分別進(jìn)行內(nèi)力分析。設(shè)置沉降后澆帶的大底盤(pán)高層建筑的沉降分析，應(yīng)分兩階段進(jìn)行：沉降后澆帶封閉前，應(yīng)根據(jù)沉降后澆帶設(shè)置位置，按幾個(gè)分塊獨(dú)立建筑，考慮其相互影響，按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的方法計(jì)算其變形；沉降后澆帶封閉后，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在同一整體大面積基礎(chǔ)上建有多棟高層和低層建筑時(shí)，按照上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基的共同作用進(jìn)行變形計(jì)算。考慮上下共同作用來(lái)協(xié)調(diào)多塔樓結(jié)構(gòu)的不均勻沉降，使得筏板內(nèi)力更趨均勻，差異沉降有效減少，設(shè)計(jì)更合理、更符合實(shí)際情況、更經(jīng)濟(jì)。
3、 預(yù)先設(shè)定標(biāo)高差
經(jīng)沉降計(jì)算，把主樓標(biāo)高定得稍高，裙房或純地下室標(biāo)高定得稍低，預(yù)留兩者沉降差，使最后兩者實(shí)際標(biāo)高基本一致。
二、混凝土收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力控制方法
對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的無(wú)縫設(shè)計(jì)，一般的設(shè)計(jì)思路是：抗放兼?zhèn)?、以抗為主的原則。新澆混凝土在硬結(jié)過(guò)程中會(huì)收縮，已建成的結(jié)構(gòu)溫度變化時(shí)會(huì)熱脹冷縮，在正常養(yǎng)護(hù)條件下施工后的頭1~2個(gè)月混凝土硬結(jié)收縮量占年收縮量的45%~75%；而溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的作用則是經(jīng)常的，當(dāng)這兩種變形受到約束后，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，當(dāng)這兩種應(yīng)力分別超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂而形成收縮裂縫或溫度裂縫，引起滲漏水。在不設(shè)永久伸縮縫的情況下，有效控制混凝土收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力影響，是確保地下室結(jié)構(gòu)安全、正常使用的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，必須慎重對(duì)待。通常采取的措施可以概括為以下幾種：
1、 設(shè)置施工后澆帶
施工后澆帶是傳統(tǒng)的做法，通常每隔30m~40m左右設(shè)置一道1m寬后澆帶，以消化收縮變形，減少混凝土收縮應(yīng)力，上述后澆帶一般在其兩側(cè)結(jié)構(gòu)施工完成45d~兩個(gè)月后，采用比后澆帶兩側(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。
2、 設(shè)置施加預(yù)應(yīng)力
對(duì)于超長(zhǎng)大型地下室底板、側(cè)墻及頂板采用預(yù)應(yīng)力混凝土可降低結(jié)構(gòu)鋼筋及混凝土的用量，提高了結(jié)構(gòu)的剛度及抗裂性能。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)適當(dāng)施加預(yù)壓應(yīng)力，用以抵消由于溫度、收縮等原因產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而達(dá)到控制甚至避免結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的目的。其既可提高地下室的防水抗?jié)B性能，也能免除伸縮縫的留設(shè)；擴(kuò)大地下室柱網(wǎng)，提高了工程的實(shí)際使用面積和空間布置的靈活性，從而改善了建筑物的使用功能。
3、 配筋控制
構(gòu)件配筋考慮溫度影響，且適當(dāng)提高構(gòu)件最小配筋率：
(1) 基礎(chǔ)底板及地下室頂板的最小配筋率控制在0.3%左右(雙層雙向)，中樓板控制在0.25%左右(雙層雙向)。
(2) 梁的腰筋配筋率，控制在每側(cè)0.20%；且腰筋細(xì)而密，間距控制在150mm以?xún)?nèi)。
4、 添加抗裂纖維
混凝土作為抗壓強(qiáng)度高、成本低廉、應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，存在著固有的弱點(diǎn)-抗拉強(qiáng)度低、抗裂性差、韌性小等，因此也限制了混凝土性能的充分發(fā)揮。目前，在混凝土中添加纖維來(lái)提高混凝土耐收縮斷裂性(如鋼纖維、合成纖維、天然纖維等)是近年來(lái)研究和應(yīng)用最為廣泛的途徑之一。考慮到經(jīng)濟(jì)的因素，在以往的工程中摻加價(jià)格較低的聚丙烯纖維，取得了預(yù)期的效果。所以，在不采用預(yù)應(yīng)力的情況下，在受氣溫和約束影響較大的地下室側(cè)墻及地下室頂板添加聚丙烯纖維。
5、 材料和施工質(zhì)量控制
混凝土原材料應(yīng)采用低收縮、低水化熱水泥，控制水泥用量，摻入適當(dāng)?shù)姆勖夯液屯饧觿?、控制水灰比?？刂粕笆橇虾嗔亢图?jí)配、合理選擇混凝土配合比。施工應(yīng)注意控制混凝土外加劑的品種、質(zhì)量和劑量。
三 結(jié)語(yǔ)
如何控制超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，尤其是超長(zhǎng)地下室，一直是設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)難題。本文對(duì)超長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu)無(wú)縫設(shè)計(jì)關(guān)鍵措施進(jìn)行了一些探討，希望本文為結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行超長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一些有益的參考。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：高層混凝土；連體結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)方法
中圖分類(lèi)號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
連體高層建筑，這一結(jié)構(gòu)，在近年才開(kāi)始出現(xiàn)并且廣受歡迎，但是在我國(guó)，并未大量的涌現(xiàn)，原因在于：對(duì)于連體結(jié)構(gòu)來(lái)講，需要很好地協(xié)調(diào)各建筑物承受的作用力，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)非常的明顯，受力復(fù)雜度比較高，故而設(shè)計(jì)的時(shí)候，難度很大，另外，連體結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)特別的明顯，設(shè)計(jì)的過(guò)程中就需要借助不同軟件的分析計(jì)算獲得高適合度的設(shè)計(jì)方案。
1、 實(shí)例概況
某建筑東西長(zhǎng)為160m，南北長(zhǎng) 220m，主樓縱向展開(kāi)長(zhǎng)度約240m，總建筑面積約4萬(wàn)m2。由于本建筑地下1層僅在西側(cè)與西南側(cè)有填土側(cè)限，其余方向均與周?chē)ㄖㄟ^(guò)防震縫分開(kāi)，因此結(jié)構(gòu)嵌固層標(biāo)高設(shè)置在地下1層地面處。主體的結(jié)構(gòu)為高層框架-剪力墻。對(duì)于剪力墻而言，其筒體定位在樓層的四個(gè)不同的角上。樓層和電梯間布設(shè)的剪力墻一共有四個(gè)，厚度從下到上，均介于三百五十毫米到兩百毫米中間。建筑的連體一共為六層，而且結(jié)構(gòu)關(guān)系對(duì)應(yīng)較大的剛度，所以在連接的具體方式上選擇的為強(qiáng)連接，借助于這種連接形式，塔樓以及連接體能夠?qū)崿F(xiàn)很好的連接。
2、設(shè)計(jì)方法
2.1連體的設(shè)計(jì)和實(shí)施
對(duì)于連體部分的設(shè)計(jì)來(lái)講，復(fù)雜度最高的地方在于分析連體地方的受力結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)豎向分析，建筑物因?yàn)榭缍缺容^大，而且連體層比較多，故而荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力也是非常大的。在水平的方向上，連體這一段結(jié)構(gòu)需要對(duì)兩側(cè)建筑進(jìn)行很好地協(xié)調(diào)，避免地震荷載和風(fēng)荷載下發(fā)生變形，可以說(shuō)承擔(dān)的水平內(nèi)里也特別的大。
建筑物在風(fēng)向的作用下，或者在水平方向上的地震的情況下，建筑物的大樓不但會(huì)伴隨著震動(dòng)或者搖擺出現(xiàn)同向的運(yùn)動(dòng)，而且還會(huì)出現(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)自身會(huì)出現(xiàn)平動(dòng)變形以及扭轉(zhuǎn)變形。工程里面，塔樓對(duì)應(yīng)不同的剛度，具有很大的差距，故而在平東以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)發(fā)生耦連的條件下，結(jié)構(gòu)整體就會(huì)出現(xiàn)高度明顯的扭轉(zhuǎn)，形態(tài)本身也更加的復(fù)雜化。
在嚴(yán)密計(jì)算的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多個(gè)方面的嚴(yán)格比較，再加上認(rèn)真地篩選，獲得最終的設(shè)計(jì)方案。連接體和塔樓間具有可以相互協(xié)調(diào)的剛度，經(jīng)過(guò)調(diào)控，建筑整體對(duì)應(yīng)較好的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，并且按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，連體對(duì)應(yīng)的荷載、發(fā)生的變形、出現(xiàn)的應(yīng)力都在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。
工程條件下，連體地方對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)屬于鋼結(jié)構(gòu)，這也是主要的受力主體，此外樓板使用的是鋼筋混凝土。對(duì)于主受力結(jié)構(gòu)選用的材質(zhì)為Q345-B，位于底部的鋼桁架（兩層都有）對(duì)應(yīng)的鋼材為焊接H型。進(jìn)行攝制的過(guò)程中，首先要對(duì)鋼柱進(jìn)行九十度的旋轉(zhuǎn)，對(duì)于上三層也要對(duì)鋼柱進(jìn)行九十度的旋轉(zhuǎn)，在節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行支撐。通過(guò)固接的手段連接鋼柱、鋼梁以及鋼桁架。另外還需要固接連體橫梁和斜撐與剪力墻筒。埋設(shè)H型鋼到柱端，這個(gè)柱端指的是鋼桁架橫梁和斜撐以及剪力墻彼此連接的地方，通過(guò)強(qiáng)焊接，連接十層到十六層的鋼構(gòu)件和剖口。在十一、十三和十五這三層鋼梁的區(qū)格中進(jìn)行圓鋼管的布置，用來(lái)進(jìn)行鋼支撐，這樣連體結(jié)構(gòu)位置的樓板對(duì)應(yīng)的平面剛度就可以得到很好的保證。
2.2結(jié)構(gòu)選材
連置選擇的結(jié)構(gòu)通常為鋼或者混凝土，如果是混凝土，那么連體結(jié)構(gòu)就要用三道巨型的桁架。如果鋼結(jié)構(gòu)，那么就需要于連體的位置進(jìn)行三道桁架的布設(shè)，無(wú)論是選擇哪種方案，因?yàn)椴灰粯拥倪x材，所以受力一定要和具體的要求相符合，一定要能夠按照建筑物的具體情況進(jìn)行比較權(quán)衡后作出最終的決定。
假設(shè)選定的方案為混凝土，這樣無(wú)論是結(jié)構(gòu)梁，還是斜撐或者柱，斷面都會(huì)比較大，對(duì)于建筑師來(lái)講，相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的會(huì)對(duì)美觀必然會(huì)產(chǎn)生一定的影響。本建筑具有跨度大、連接層數(shù)多的特點(diǎn)，這就使得選用混凝土方案后結(jié)構(gòu)自重預(yù)計(jì)將比選用鋼結(jié)構(gòu)方案多出近3646t，自重增加的同時(shí)，連接體兩側(cè)柱以及剪力墻的基礎(chǔ)造價(jià)也一起增加。此建筑的連體部位相對(duì)較高，需要巨型桁架結(jié)構(gòu)，所以需要有能夠承受住所有連體處荷載的模板，且只有當(dāng)所有桁架構(gòu)件都達(dá)到強(qiáng)度要求之后才能將模板拆除，而且在模板拆除的時(shí)候還需要充分計(jì)算各方向的桁架受力作用，這樣就不會(huì)在拆除模板的時(shí)候，桁架會(huì)發(fā)生瞬時(shí)加載，受到很大的消極影響。
如果結(jié)構(gòu)選擇的為鋼，這樣結(jié)構(gòu)在重量上就可以得到適當(dāng)?shù)目s減，桁架截面對(duì)應(yīng)的尺寸也可以得到降低，建筑物在整體上就會(huì)顯得比較輕盈，比較空透，使用面積就可以得到有效地增加，而且造價(jià)相對(duì)來(lái)說(shuō)也會(huì)比較低廉，施工速度也比較快，故而本工程最終選擇了鋼結(jié)構(gòu)。
2.3整體計(jì)算
對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要對(duì)地震力予以充分的考慮，尤其是要分解扭轉(zhuǎn)耦連振動(dòng)產(chǎn)生的具體影響。運(yùn)用三種不同的力學(xué)模型的三維空間分析軟件分別進(jìn)行位移以及整體內(nèi)力的分析。將6度設(shè)防烈度、0.05的阻尼比以及Ⅱ類(lèi)的場(chǎng)地類(lèi)別等因素均考慮進(jìn)去。工程的模型及荷載的輸入運(yùn)用的是PKPM結(jié)構(gòu)分析軟件系列中的PMCAD進(jìn)行的。而SATWE主要負(fù)責(zé)工程結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)分析計(jì)算。最終結(jié)構(gòu)對(duì)比校核的工作由TAT和PMSAP擔(dān)當(dāng)，并進(jìn)行一定的補(bǔ)充計(jì)算分析。經(jīng)過(guò)三種程序的主要計(jì)算分析，經(jīng)過(guò)匯總可得到表1。其中的層剛比選擇的數(shù)值為下部和上相鄰樓層在側(cè)向剛度上經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得的平均值對(duì)應(yīng)的百分之八十的數(shù)字，以及和相鄰上層對(duì)應(yīng)的側(cè)向剛度之百分之七十，這兩個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)比較，比較小的就是選擇的層剛比。
表1據(jù)三種計(jì)算機(jī)軟件得出的計(jì)算結(jié)果
3、結(jié)語(yǔ)
（1）對(duì)復(fù)雜度比較高的高層建筑進(jìn)行分析的時(shí)候，如果僅僅借助于一個(gè)單一的程序，那么難度就比較得高，需要從不同程序出發(fā)，作出分析判斷，獲得最終的計(jì)算結(jié)果，本文分析的方法主要是SATWE，在此的基礎(chǔ)上和TAT以及PMSAP進(jìn)行結(jié)合比較，而后獲得滿(mǎn)意度比較高的結(jié)果。（2）對(duì)于復(fù)雜度比較高的高層建筑而言，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)非常的明顯，故而需要對(duì)扭轉(zhuǎn)周期予以調(diào)整，要盡可能的減小，在本工程里面，選擇的為連廊水平支撐的增加，這個(gè)增加可以借助于桁架剛度得到很好地實(shí)現(xiàn)和解決。（3）設(shè)計(jì)連體結(jié)構(gòu)，一個(gè)核心的，也是關(guān)鍵性的問(wèn)題在于連接連接體和建筑物，強(qiáng)連接被運(yùn)用到了本工程里面，效果非常的顯著，能夠?qū)κ芰f(xié)調(diào)予以完美的掌控。（4）如果高層建筑無(wú)論是在豎向，還是在水平的方向上，都是非常的不規(guī)則。那么一定要盡可能的注意對(duì)剪力墻和豎向這兩個(gè)構(gòu)件的具體設(shè)置，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心盡可能的接近剛度中心，據(jù)此，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可以得到有效的削減。
參考文獻(xiàn):
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[3]徐培福,傅學(xué)怡,肖從真,等.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:314-321.
關(guān)鍵詞：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)；應(yīng)用
Abstract: with the development of the construction industry in our country, the construction of the type also are being enriched, including a large building and the proportion of the high-rise building increase, this led to the building of the strength of concrete support components such as more stringent requirements. Therefore, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.
Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application
中圖分類(lèi)號(hào)：TV331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete）是指通過(guò)在型鋼周?chē)贾娩摻畈⑶疫M(jìn)行澆筑得到的混凝土結(jié)構(gòu)。通?？梢苑譃閷?shí)腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和空腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)兩種。實(shí)腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相比空腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)要更為出色。同時(shí)制作成本也更高。要發(fā)展型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用和技術(shù)，首先要對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了解。
一、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和發(fā)展
1、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)歐美國(guó)家。由于鋼筋混凝土在建筑工程中的應(yīng)用逐步替代了木材和石料，歐美國(guó)家開(kāi)始對(duì)如何進(jìn)一步增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性做了研究。直到20世紀(jì)初，經(jīng)過(guò)眾多國(guó)家的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性十分出色。同時(shí)針對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)范和設(shè)計(jì)。在此之后，直到20世紀(jì)中期，我國(guó)開(kāi)始接觸到型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)，然而受到我國(guó)當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的限制，片面的為了節(jié)約鋼材，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)一度停止使用。直到20世紀(jì)末期，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，大型建筑和高層建筑在建筑工程中的比例大幅度上升。
為此，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)被重新應(yīng)用于建筑中并且在實(shí)際工程項(xiàng)目的建設(shè)中取得了良好的成效。為了實(shí)現(xiàn)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在大型承重建筑當(dāng)中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我國(guó)針對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的系統(tǒng)研究，并取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī)。
2、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是鋼材混凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種，我國(guó)最早引用蘇聯(lián)的稱(chēng)法，將型鋼混凝土結(jié)構(gòu)稱(chēng)為勁性鋼筋混凝土。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)同傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比具有強(qiáng)度高、剛性大、延展性好的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了地震區(qū)建筑采用的鋼筋混凝土對(duì)于抗震能力不足的問(wèn)題。所以，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際建筑工程中，特別適用于高層建筑和抗震系數(shù)較高的建筑。
同時(shí)，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在型鋼布置鋼筋進(jìn)行澆筑而成的，在建筑工程混凝土構(gòu)件當(dāng)中屬于高強(qiáng)度類(lèi)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)本身不僅有出色的強(qiáng)度和韌性，并且由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)本身的鋼材原因，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的體積較相同規(guī)格的鋼筋混凝土的要小，橫截面積也要少，為此，在建筑中使用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)大大提升了建筑物內(nèi)的空間。
并且，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，整個(gè)結(jié)構(gòu)的承受能力和抗老化能力很出色，減少了建筑的維修費(fèi)用和安全隱患。
二、我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用
1、我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
我國(guó)型鋼混凝土的相關(guān)技術(shù)正在不斷發(fā)展和逐步成熟。型鋼混凝土的研究方向也從傳統(tǒng)的單一混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向了新型的型鋼、鋼筋、混凝土相結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)，為了深度研究型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力的相關(guān)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，針對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法有很多種，不同類(lèi)型型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法主要區(qū)別在結(jié)構(gòu)制作的規(guī)范規(guī)程上。目前，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要參考的規(guī)范規(guī)程有兩個(gè)，分別是1998年我國(guó)冶金部出臺(tái)的《YB9082297鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》以及2002年我國(guó)建設(shè)部出臺(tái)的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。其中《YB9082297鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》在制定的初期是參照日本型鋼的相關(guān)規(guī)范中的疊加方法，在傳統(tǒng)型鋼計(jì)算的疊加方法的基礎(chǔ)上提出了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在軸力分配上較為準(zhǔn)確的方法，我們將之稱(chēng)作“改進(jìn)簡(jiǎn)單疊加法”。
如果參照《YB9082297鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和剛度等方面進(jìn)行計(jì)算都十分簡(jiǎn)單方便。而2002年我國(guó)建設(shè)部推出的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》在型鋼結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算方面采用了新的技術(shù)，即是對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行平截面假定，對(duì)橫截面的移動(dòng)量進(jìn)行計(jì)算，在最后可以得到結(jié)果準(zhǔn)確可靠的型鋼構(gòu)件的承載力。
2、我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究方向和應(yīng)用
在我國(guó)，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究工作在建國(guó)時(shí)期存在著較長(zhǎng)的空白階段，由于當(dāng)時(shí)片面性的強(qiáng)調(diào)節(jié)約鋼材，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用一直被擱置，這導(dǎo)致我國(guó)型鋼混凝土的相關(guān)技術(shù)較國(guó)外相比有著一定的差距，針對(duì)我國(guó)型鋼混凝土技術(shù)相對(duì)落后的現(xiàn)狀，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究研究工作面臨著幾點(diǎn)發(fā)展的障礙。
首先，我國(guó)現(xiàn)有建筑大部分仍然采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑工程單位對(duì)于型鋼混凝土的施工技術(shù)了解較少。國(guó)家缺乏對(duì)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的支持力度和相關(guān)文件。由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際的建筑應(yīng)用中還未普及，導(dǎo)致型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究工作發(fā)展緩慢。為此，要加強(qiáng)型鋼混凝土在建筑中的應(yīng)用和技術(shù)普及。
其次，我國(guó)對(duì)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方面的相關(guān)技術(shù)理論還不完善。上文已經(jīng)提到了，我國(guó)的型鋼承載力計(jì)算的方法是參照日本的疊加方法進(jìn)行計(jì)算的。而在全世界關(guān)于型鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論中，日本的疊加方法相對(duì)來(lái)說(shuō)過(guò)于保守。所以發(fā)展我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中相關(guān)技術(shù)理論是我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)研究方向。
三、我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究發(fā)展前景
由于一些歷史原因，我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究起步較晚，但是經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，我國(guó)的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)研究工作在建筑建材的研究者的不懈努力下，仍然形成了一套適合我國(guó)建筑行情的，較為規(guī)范的型鋼混凝土施工建設(shè)技術(shù)理論。
當(dāng)然，由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的建筑業(yè)仍然處在推廣當(dāng)中，在相關(guān)領(lǐng)域中尚且缺乏型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)國(guó)家政策和規(guī)范。對(duì)此，我型鋼混凝土結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域當(dāng)前的重要目標(biāo)就是盡快完善和出臺(tái)一套適合我國(guó)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀的相關(guān)規(guī)范，促進(jìn)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)建筑行業(yè)中的發(fā)展和應(yīng)用。
同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，我國(guó)一線和二線城市的高層和超高層建筑鱗次櫛比的建設(shè)起來(lái)，這其中，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并不能夠滿(mǎn)足高層和超高層建筑物的設(shè)計(jì)實(shí)際建筑需求，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)將會(huì)得到很大的發(fā)展和應(yīng)用空間，即將面臨的巨大需求和我國(guó)現(xiàn)有的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)和規(guī)范不完善的實(shí)際情況，需要加強(qiáng)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)的研究工作。
總結(jié)：
綜上所述，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是一種在承載力、剛性、延長(zhǎng)性、抗震性都要優(yōu)秀于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的新型建筑構(gòu)件。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究和發(fā)展對(duì)于我國(guó)高層建筑和防震功能的建設(shè)和發(fā)展有著重要的意義。要發(fā)展型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，完善我國(guó)相關(guān)規(guī)范規(guī)定和推進(jìn)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，是當(dāng)務(wù)之急。
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摘要：當(dāng)前，我國(guó)相關(guān)規(guī)范條例在考慮混凝土結(jié)構(gòu)耐久性時(shí)，缺乏對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久效果在一定時(shí)間內(nèi)的變化情況，與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及使用壽命的實(shí)際要求不符。因此，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不僅僅局限于構(gòu)造設(shè)計(jì)上，而需要擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期限的可靠性上?；炷两Y(jié)構(gòu)的使用壽命受多方面因素的影響，要對(duì)其結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)及壽命做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，就需要采取有效的方法進(jìn)行研究和分析。本文結(jié)合個(gè)人在土建施工過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題，以自有的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，展開(kāi)下列論述，以期進(jìn)一步規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，更好地控制施工質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與工程質(zhì)量共贏的目的。
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性設(shè)計(jì) 壽命預(yù)測(cè)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，我國(guó)交通運(yùn)輸能力面臨巨大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，促使我國(guó)近年來(lái)不斷興建交通運(yùn)輸工程，而且交通運(yùn)輸項(xiàng)目逐年增加，為了適應(yīng)交通運(yùn)輸事業(yè)大發(fā)展的新形勢(shì)，必須進(jìn)一步強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，提高混凝土結(jié)構(gòu)在工程項(xiàng)目建設(shè)中的使用壽命。本文對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)及壽命預(yù)測(cè)展開(kāi)討論，分析并提出增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的預(yù)測(cè)策略，不斷優(yōu)化建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性能，使其能夠在現(xiàn)代建筑工程中發(fā)揮更大的作用。
一、混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的預(yù)防措施
第一，混凝土的性能很大程度上取決于水泥的質(zhì)量和數(shù)量，在保證混凝土性能的前提下，應(yīng)盡量節(jié)約水泥、降低工程造價(jià)。根據(jù)工程特點(diǎn)，氣候和環(huán)境條件，正確選擇水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)，嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)水泥物理性質(zhì)，綜合評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量的優(yōu)劣，實(shí)行優(yōu)勝劣汰，選擇水泥供應(yīng)商，確保選用水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與要求配制的混凝土強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。
第二，骨料應(yīng)采用級(jí)配良好，要嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的材料。加強(qiáng)原材料的檢測(cè)頻率，減少能使水泥水化、或能降低集料與水泥石粘附性，以及能與水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生不良化學(xué)反應(yīng)的有害物質(zhì)。
第三，慎用外加劑，可在不增加用水量和水泥用量的情況下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，同時(shí)可以提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。選用混凝土外加劑以其減水率、保水性和保塑性為主要指標(biāo)，在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，除對(duì)外加劑的常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)外，同時(shí)對(duì)外加劑與水泥的適應(yīng)性、摻加的組分進(jìn)行復(fù)試，掌握其質(zhì)量特性。
二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)
從當(dāng)前研究來(lái)看，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的判別只是局限于其受環(huán)境影響和材料影響方面，在結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面反映的耐久性設(shè)計(jì)和使用壽命過(guò)于片面，無(wú)法直接表現(xiàn)出混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。在我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)定中，也只是片面地反映混凝土耐久性的構(gòu)造要求，對(duì)其時(shí)間規(guī)律下的抗力要求考慮甚少。在規(guī)范規(guī)定中，有關(guān)于混凝土耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求只是給出了特定的期限與時(shí)間之間的基本變量，與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性期限以及使用壽命的實(shí)際要求不符。因此，這種規(guī)定要求并不能反映出混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及使用壽命在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的可靠性。
當(dāng)前，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法分為兩種類(lèi)型，首先這種設(shè)計(jì)方法來(lái)源于歐美國(guó)家，其規(guī)范規(guī)定為《CEB耐久混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》，還有我國(guó)頒布的相關(guān)規(guī)定制度。如《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》、《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》等。這種方法是按照開(kāi)發(fā)商的意見(jiàn)和建議以及綜合實(shí)力來(lái)考慮混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性和使用期限的。在混凝土耐久性設(shè)計(jì)中，以其適用性為主要依據(jù)，綜合考慮混凝土抗腐蝕性和保護(hù)層斷裂作為耐久性的承載能力標(biāo)準(zhǔn)。這種設(shè)計(jì)方法注重混凝土材料、基本指標(biāo)、部件成分以及保護(hù)層等，重點(diǎn)考察混凝土強(qiáng)度、水膠比、材料選擇、外加劑等。另外，還有一種方法是根據(jù)混凝土相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)來(lái)確定混凝土耐久性極限狀態(tài)，這種方法有效解決了混凝土施工上的難題和耐久性構(gòu)造要求，主要根據(jù)環(huán)境條件及外部作用等因素來(lái)確定和滿(mǎn)足不同的耐久性及使用期限。
三、混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)
在現(xiàn)代建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命與環(huán)境條件及施工原材料的組成性能有一定的關(guān)系，要對(duì)這種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確的計(jì)算存在一定的難度。但是，近年來(lái)，在相關(guān)試驗(yàn)研究與分析結(jié)果中，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的預(yù)測(cè)方法提出了新的計(jì)算方法，如下。
正常壽命預(yù)測(cè)，這種預(yù)測(cè)方法是根據(jù)混凝土的碳化及置入鋼筋籠的位置狀態(tài)來(lái)判斷的，其公式為t=t1+t2，在該公式中，t是混凝土碳化后置入結(jié)構(gòu)保護(hù)層的時(shí)間，t1是指鋼筋鈍化膜消失，鋼筋銹蝕后，直至呈開(kāi)裂狀態(tài)所使用的時(shí)間。在現(xiàn)有的研究成果中，混凝土碳化時(shí)間t與碳化比深度X平方成正比，可以得出以下公式：
t=AX2 t1=Ac2
在這兩個(gè)公式中，c為保護(hù)層厚度，A為碳化系數(shù)。由此可推測(cè)出，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限已經(jīng)有Y年后，其碳化深度為P，那么可以得出以下公式：
A=Y/P2
t=（Y/P2）.c2
經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算可以表明，混凝土碳化至鋼筋位置中，當(dāng)鋼筋銹蝕程度達(dá)到一個(gè)特定的時(shí)間，其銹蝕表層的體積就會(huì)膨脹，致使鋼筋混凝土保護(hù)層出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，鋼筋銹蝕至開(kāi)裂所需時(shí)間與混凝土強(qiáng)度、原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)層厚度以及環(huán)境條件等有著密切的聯(lián)系。
當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中摻和不同量的氯鹽，而且在較為潮濕的環(huán)境條件下時(shí)，其鋼筋銹蝕至開(kāi)裂所需時(shí)間要小于混凝土置入鋼筋所需時(shí)間，這種時(shí)間間隔可以忽略不計(jì)，這時(shí)就可以根據(jù)保護(hù)層碳化的完整性作為混凝土正常使用壽命：
W=t-Y=（Y/X2）.c2-Y=Y.（c2-X2）/X2
四、結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前，混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中占據(jù)著重要的地位，并在實(shí)際建筑施工中發(fā)揮著直觀重要的作用?？梢哉f(shuō)，混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量好壞直接影響整體工程質(zhì)量，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，規(guī)范耐久性設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，能夠促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)在未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展和提高奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大具有極其重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)混凝土 耐久性 問(wèn)題 加固 技術(shù)措施
1.概述
大量的工程實(shí)例調(diào)查顯示水泥混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是可以預(yù)防和治理的，但這種可防可治應(yīng)該從源頭抓起。目前在工程施工中推廣的商品混凝土泵送免振施工工藝中的問(wèn)題也很多，所以工程一開(kāi)始就要對(duì)所用的商品混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)、跟蹤檢查，從商品混凝土的原材料選用，混凝土的配合比、水灰比等進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，并通過(guò)試驗(yàn)研究來(lái)確定適合工程應(yīng)用的商品混凝土。一定要對(duì)混凝土制作和施工的各個(gè)環(huán)節(jié)抓細(xì)抓深，另外從施工、養(yǎng)護(hù)、設(shè)計(jì)、構(gòu)造等方面加以控制。本文結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和混凝土裂縫的可防、可治方面談?wù)勔恍┐譁\看法。
2.結(jié)構(gòu)混凝土耐久性影響結(jié)構(gòu)的可靠度
隨著建筑服役時(shí)間的增長(zhǎng)，老舊建筑物日益增多，結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題必將更加引人關(guān)注。與此相適應(yīng)，結(jié)構(gòu)損傷與破壞的檢測(cè)、鑒定評(píng)估和修復(fù)加固等將逐步成為一種重要的工程實(shí)踐活動(dòng)。值得注意的是，雖然結(jié)構(gòu)的耐久性與材料，特別是混凝土材料的耐久性密切相關(guān)，但是結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題所涉及或涵蓋的范圍顯然要大于材料的耐久性。結(jié)構(gòu)意味著不同材料的搭配、組織、結(jié)合或者復(fù)合。不同材料的結(jié)合部位往往正是影響結(jié)構(gòu)耐久性的薄弱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)構(gòu)的維修投資在發(fā)達(dá)國(guó)家逐年增加，有的已達(dá)到甚至超過(guò)新建工程的投資。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的可靠度。結(jié)構(gòu)的基本功能是由其用途決定的，包括結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性，因此，結(jié)構(gòu)的耐久性也是影響結(jié)構(gòu)可靠度的重要因素。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，導(dǎo)致了混凝土結(jié)構(gòu)的大量使用。隨著混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，其使用環(huán)境日益多樣化。由于工業(yè)污染日益加劇，混凝土結(jié)構(gòu)受到環(huán)境侵蝕的危害性也日益增加，因此混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命問(wèn)題，正在成為土木工程領(lǐng)域普遍關(guān)注的問(wèn)題。有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性問(wèn)題將更加突出，結(jié)構(gòu)的鑒定評(píng)估、維修、改造、加固等工程項(xiàng)目會(huì)成為建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分。另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)建筑的要求越來(lái)越高，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求也越來(lái)越高，因此研究結(jié)構(gòu)的耐久性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.提高水泥混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的途徑
3.1嚴(yán)格遵守規(guī)范與設(shè)計(jì)
謂高耐久性混凝土在嚴(yán)格的術(shù)語(yǔ)意義上并不能完全等同于特種、高強(qiáng)、高性能混凝土，但是目前人們?cè)诟拍钌弦话氵€是將其混同于特種混凝土或高強(qiáng)、高性能混凝土。特種混凝土系相對(duì)于普通混凝土而言，其對(duì)原材料的質(zhì)量、配合比和施工技術(shù)有更高的要求。特種混凝土一般具有快硬、高強(qiáng)、改性復(fù)合、抵抗侵蝕能力高等特點(diǎn)。常見(jiàn)的特種混凝土有防水混凝土、防火混凝土、耐酸混凝土、耐磨混凝土、聚合物混凝土、浸漬混凝土和膨脹混凝土等?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定，如混凝土結(jié)構(gòu)的最小保護(hù)層厚度、混凝土的水灰比限制、混凝土的施工質(zhì)量控制等，實(shí)際是耐久性設(shè)計(jì)與施工的內(nèi)容。重要的或處于較惡劣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求，并不比對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的要求低。由于對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題考慮不充分，給結(jié)構(gòu)造成重大損失的工程事例并非少見(jiàn)。在設(shè)計(jì)與施工中采取可靠的方法和有效的措施，提高結(jié)構(gòu)的耐久性，對(duì)提高結(jié)構(gòu)的可靠度和使用壽命有重要的意義，也會(huì)顯著地提高結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用效益。
3.2結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)措施
高強(qiáng)、高性能混凝土的耐久性一般優(yōu)于普通混凝土，因?yàn)楦邚?qiáng)、高性能混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通混凝土?；炷恋臐B透性是水分、氣體、化學(xué)離子等通過(guò)混凝土向其內(nèi)部擴(kuò)散、滲透的能力。顯然，混凝土的抗?jié)B透性越差，則有害物質(zhì)的侵蝕速度就越快，侵蝕程度深，混凝土的耐久性差；反之，則耐久性好?；炷恋臐B透性不僅影響化學(xué)侵蝕作用的程度，而且影響物理作用的程度。如混凝土的可滲透性越高，混凝土抵抗凍融循環(huán)破壞的能力和耐磨能力就越差。一般混凝土結(jié)構(gòu)表面的水泥砂漿面層和各種裝飾性面層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)都有一定的保護(hù)作用，可以延緩混凝土的碳化速度，推遲混凝土中鋼筋的腐蝕時(shí)間。除此之外，對(duì)一些特殊環(huán)境下使用的混凝土結(jié)構(gòu)，還需要應(yīng)用耐酸、耐堿等特種混凝土或混凝土面層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加以保護(hù)。有些結(jié)構(gòu)需要使用一些特殊的化學(xué)涂層或保護(hù)方法來(lái)避免或延緩混凝土中鋼筋的腐蝕，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，降低結(jié)構(gòu)的正常維護(hù)、維修費(fèi)用。同其它事物一樣，要保證結(jié)構(gòu)具有良好的使用性能，而且經(jīng)久耐用，但經(jīng)常性的維護(hù)、維修也是十分重要的。良好的維護(hù)、定期的維修，不僅有助于提高結(jié)構(gòu)的耐久性，而且可以避免發(fā)生大的工程隱患和釀成大的工程事故，減小經(jīng)濟(jì)損失?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性不僅與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、材料選擇、防護(hù)措施、使用維護(hù)等有關(guān)，也與建筑或結(jié)構(gòu)的某些處理與做法有關(guān)，如建筑的防水和保溫處理方法等也會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。防水處理的好壞不僅影響建筑的使用功能，而且影響混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕情況和混凝土的凍融損傷情況。
4.結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性
任何結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足安全性與耐久性的要求。結(jié)構(gòu)的安全性對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的耐久性對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)，因此結(jié)構(gòu)在荷載作用下的性能不是結(jié)構(gòu)耐久性討論的問(wèn)題。但有些荷載作用對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，既要進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，又要考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性方面的影響，如波浪對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，車(chē)輛對(duì)道橋的作用，甚至高密度大交通流量對(duì)于路面以及過(guò)街橋涵的影響作用等。分析和設(shè)計(jì)水工結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要分析波浪對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用，而且還要考慮波浪對(duì)結(jié)構(gòu)的沖蝕問(wèn)題。前者屬結(jié)構(gòu)受力分析問(wèn)題，后者屬結(jié)構(gòu)耐久問(wèn)題。車(chē)輛對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用也是如此。
4.1結(jié)構(gòu)耐久性分析
一般不需考慮結(jié)構(gòu)是否處于受力狀態(tài)，以及結(jié)構(gòu)承受荷載的大小?？梢哉f(shuō)結(jié)構(gòu)的安全性與結(jié)構(gòu)的耐久性是描述結(jié)構(gòu)可靠性能的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的指標(biāo)。但混凝土結(jié)構(gòu)上的裂縫將影響結(jié)構(gòu)的耐久性，而有些裂縫是由荷載產(chǎn)生的。如果從耐久性的角度觀察，裂縫總是有害的。結(jié)構(gòu)的安全性可由結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力分析和承載能力驗(yàn)算得到，結(jié)構(gòu)耐久性的評(píng)價(jià)則要綜合分析結(jié)構(gòu)的材料組成和結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境因素才能取得，因?yàn)橛绊懡Y(jié)構(gòu)耐久性的因素比較復(fù)雜，而且到目前為止，有關(guān)的研究工作還十分薄弱，所以關(guān)于結(jié)構(gòu)的耐久性需要進(jìn)行更多的概念性的分析，從定性的角度來(lái)界定范圍。除了細(xì)致觀察、認(rèn)真研究各個(gè)單一因素對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的作用外，更要通盤(pán)考慮各種因素綜合作用的影響。但是有些因素既能對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能產(chǎn)生影響，又能對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生影響，如結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量等。結(jié)構(gòu)耐久性的降低引起結(jié)構(gòu)損傷，也必然引起結(jié)構(gòu)受力性能的退化，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞而喪失使用功能。
4.2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期
結(jié)構(gòu)的正常使用壽命。在同樣的環(huán)境下，結(jié)構(gòu)的耐久性決定了結(jié)構(gòu)的使用壽命。為提高建筑的耐久性，可適當(dāng)提高初始可靠度，增加提高結(jié)構(gòu)耐久性的措施，降低結(jié)構(gòu)可靠度隨時(shí)間的衰減速度，從而提高結(jié)構(gòu)的耐久性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。
5.結(jié)語(yǔ)
目前我國(guó)在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工中，對(duì)耐久性的重視程度遠(yuǎn)沒(méi)有對(duì)安全性的重視程度高，一方面影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素較多，而且涉及的知識(shí)較多；另一方面，研究混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題，需要較長(zhǎng)的周期，試驗(yàn)條件的模擬也較困難，有些試驗(yàn)研究項(xiàng)目迄今還沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)實(shí)情況是，有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題缺少比較完善的、系統(tǒng)的研究資料和工程調(diào)查資料。因此，加強(qiáng)對(duì)混凝土耐久性的研究有著十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]何偉兵.九江長(zhǎng)江公路大橋索塔清水混凝土的耐久性設(shè)計(jì)[J].上海公路，2011（4）：43-46.
【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問(wèn)題控制 應(yīng)用
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“以人為本，安全第一”是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，本文通過(guò)通過(guò)提高結(jié)構(gòu)的安全水平與抗御災(zāi)害的能力；強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的耐久性和安全性的原則下，通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題的控制以及應(yīng)用情況。
一、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則概述
以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)，包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等?；炷两Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式如排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)等。為滿(mǎn)足建筑方案并從根本上保證結(jié)構(gòu)安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容從以構(gòu)件（或截面）設(shè)計(jì)為主擴(kuò)展到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系，為此，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的內(nèi)力分析、截面設(shè)計(jì)、連接構(gòu)造要求、特殊工程的施工可行性及性能設(shè)計(jì)等。才能滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的設(shè)計(jì)要求。以混凝土結(jié)構(gòu)為例，通?；诎踩耘c耐久性原則，均采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行具體計(jì)算各分項(xiàng)系數(shù)的形式。其中包括：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)、材料性能分項(xiàng)系數(shù)、構(gòu)件分析系數(shù)等?；炷两Y(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)包括：承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形，或結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌；正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的安全問(wèn)題
混凝土結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)，在承載能力極限狀態(tài)中應(yīng)增加結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的內(nèi)容；為提高使用質(zhì)量。非荷載間接作用包括溫度變化、混凝土收縮、徐變、強(qiáng)迫位移、環(huán)境引起材料性能退化等造成的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工程特點(diǎn)及具體情況分析作用的效應(yīng)，通常采用經(jīng)驗(yàn)性的構(gòu)造措施進(jìn)行定性設(shè)計(jì)?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全等級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?；炷两Y(jié)構(gòu)中各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)，宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。對(duì)其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)，可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整。對(duì)于結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位，宜適當(dāng)提高其安全等級(jí)。
1、建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的影響
結(jié)構(gòu)方案對(duì)安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調(diào)的條件下，結(jié)構(gòu)體型（高度比、長(zhǎng)度比）應(yīng)適當(dāng)，傳力途徑和構(gòu)件布置應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。因此應(yīng)從各個(gè)角度提出在方案階段應(yīng)考慮的結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)件布置的基本原則。
2、結(jié)構(gòu)縫的設(shè)計(jì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的不利影響
應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及建筑尺度、形狀、使用功能，合理確定結(jié)構(gòu)縫的位置和構(gòu)造形式； 宜控制結(jié)構(gòu)縫的數(shù)量，并應(yīng)采取有效措施減少設(shè)縫的不利影響；可根據(jù)需要設(shè)置施工階段的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)縫。為改善混凝土結(jié)構(gòu)受力，設(shè)計(jì)中往往要設(shè)縫將結(jié)構(gòu)分割為若干相對(duì)獨(dú)立的單元。結(jié)構(gòu)縫往往會(huì)對(duì)建筑功能，如：止水防滲、保溫隔聲等、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件傳力、構(gòu)造做法和施工可行性等造成影響。應(yīng)遵循“一縫多能”的設(shè)計(jì)原則，并采取有效措施，合并并減少結(jié)構(gòu)縫的數(shù)量。
3、結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響
連接部位的承載力不應(yīng)小于被連接構(gòu)件的承載力，并應(yīng)保證被連接構(gòu)件之間的傳力性能；當(dāng)混凝土構(gòu)件與其他材料構(gòu)件連接時(shí)，應(yīng)采取可靠的連接措施；應(yīng)考慮構(gòu)件變形對(duì)連接節(jié)點(diǎn)及相鄰結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成的影響。構(gòu)件間連接構(gòu)造設(shè)計(jì)的原則是保證連接節(jié)點(diǎn)的性能不低于被連接構(gòu)件；與其他材料（鋼、砌體等）構(gòu)件的連接應(yīng)選擇合理的連接方式以保證可靠傳力；連接節(jié)點(diǎn)尚應(yīng)考慮被連接構(gòu)件的變形相容條件。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中安全問(wèn)題的控制
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)方案控制和布置
結(jié)構(gòu)方案階段尚應(yīng)綜合考慮的其它問(wèn)題：抗震、防災(zāi)、耐久、節(jié)材、降耗、環(huán)保等各方面的要求。對(duì)關(guān)鍵傳力部位和重要的構(gòu)件適當(dāng)提高安全等級(jí)，以提高構(gòu)件重要性系數(shù)等方法確保結(jié)構(gòu)的安全；對(duì)可更換構(gòu)件以及重要結(jié)構(gòu)中的次要構(gòu)件，可以降低其重要性系數(shù)。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工技術(shù)水平以及實(shí)際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)提出相應(yīng)的施工技術(shù)要求。
建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與施工的關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能脫離實(shí)際，而應(yīng)考慮現(xiàn)有的技術(shù)條件（材料、機(jī)具、工藝等）的可行性。對(duì)特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)應(yīng)提出關(guān)鍵技術(shù)控制及質(zhì)量驗(yàn)收的要求，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)。未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
2、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制
考慮到建筑的耐久性影響，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制更為重要。三級(jí)裂縫控制等級(jí)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算裂縫寬度，不利環(huán)境時(shí)按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合計(jì)算，控制拉應(yīng)力不大于混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。允許對(duì)厚保護(hù)層構(gòu)件適當(dāng)放寬裂縫寬度限值，以適應(yīng)耐久性要求增大保護(hù)層厚度帶來(lái)的變化。因?yàn)闃?gòu)件表面的裂縫寬度與鋼筋表面的裂縫寬度相差很大，厚保護(hù)層時(shí)較大的表面裂縫寬度尚不至于明顯影響構(gòu)件的耐久性。
任何對(duì)結(jié)構(gòu)的改變（無(wú)論是在建結(jié)構(gòu)或既有結(jié)構(gòu)）都必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)許可或技術(shù)鑒定。房屋交付使用時(shí)，除質(zhì)量保證文件外，還應(yīng)提出合理使用、維護(hù)的要求。結(jié)構(gòu)改變用途和使用環(huán)境（如加層改造、超載使用、鑿墻打洞、功能改變、環(huán)境腐蝕等）都會(huì)影響其安全及使用年限。
3、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)耐久性設(shè)計(jì)的措施
耐久性設(shè)計(jì)按正常使用極限狀態(tài)控制，表現(xiàn)為：鋼筋混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)銹漬或銹脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開(kāi)始銹蝕；結(jié)構(gòu)表面混凝土出現(xiàn)可見(jiàn)的耐久性損傷（酥裂、粉化等）。耐久性引起的材料劣化進(jìn)一步發(fā)展，還可能引起構(gòu)件承載力破壞，甚至結(jié)構(gòu)倒塌。由于影響混凝土結(jié)構(gòu)材料性能劣化的因素復(fù)雜，規(guī)律不確定性很大，目前一般建筑結(jié)構(gòu)的耐久性只能采用經(jīng)驗(yàn)性的方法解決。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要內(nèi)因是混凝土材料抵抗性能退化的能力，因此，從建筑材料的角度控制混凝土的質(zhì)量，控制混凝土水膠比、強(qiáng)度等級(jí)、氯離子含量和含堿量的要求。以保證結(jié)構(gòu)的耐久性。
4、不同構(gòu)件在各種惡劣環(huán)境下的針對(duì)性保護(hù)性措施
預(yù)應(yīng)力筋有應(yīng)力腐蝕及氫脆等不利于耐久性的弱點(diǎn)，且直徑一般較細(xì)對(duì)腐蝕更為敏感，破壞后果更嚴(yán)重。故除應(yīng)滿(mǎn)足一般要求外，尚應(yīng)考慮采取有效地構(gòu)造措施以保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋、錨頭等容易遭腐蝕的部位。提高混凝土抗?jié)B、抗凍性能，有利于結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下的耐久性?；炷两Y(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)尚應(yīng)遵守下列規(guī)定：結(jié)構(gòu)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的環(huán)境類(lèi)別使用，并定期進(jìn)行檢查維護(hù)；設(shè)計(jì)中的可更換混凝土構(gòu)件應(yīng)按規(guī)定定期更換；構(gòu)件表面的防護(hù)層，應(yīng)按規(guī)定維護(hù)或更換；結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可見(jiàn)的耐久性缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)處理。
【參考文獻(xiàn)】：
[1]馬利平.淺談民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載取值與組合[J].科技風(fēng)，2011，(11)：165-166.
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；力學(xué)性能；抗火耐熱設(shè)計(jì)
Abstract: The heating process of development and interior fire from a building fire, reinforced concrete structures in fire under high temperature and high temperature mechanical properties of reinforced concrete structures fire resistance design methods such as research and other aspects of fire resistant heat-resistant design of reinforced concrete structuresdiscourse; and summarizes the main progress and achievements of the fire resistance of reinforced concrete structures at home and abroad on the basis of, pointed out that the structural fire resistance, there are still some problems; Finally, heat-resistant design and development direction of the structural fire resistancethe idea.
Key words: reinforced concrete structure; mechanical properties; fire resistant heat-resistant design
中圖分類(lèi)號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言：目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)主要建筑結(jié)構(gòu)形式之一。盡管鋼筋和混凝土材料屬于熱惰性材料，但由于火災(zāi)的高溫作用，材料性能將嚴(yán)重劣化，在結(jié)構(gòu)中將發(fā)生嚴(yán)重的內(nèi)應(yīng)力重分布，使結(jié)構(gòu)性能大大削弱，危及結(jié)構(gòu)的安全。建筑結(jié)構(gòu)特別是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中坍塌的事故時(shí)有發(fā)生，往往造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗火性能十分必要和迫切。
正文：
建筑物火災(zāi)從發(fā)生到熄滅的全過(guò)程一般可以分為三個(gè)階段：火災(zāi)初始階段、火災(zāi)旺盛階段和火災(zāi)衰退熄滅階段。在火災(zāi)初始階段由于溫度低對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的影響不很顯著因此一般不對(duì)該時(shí)段進(jìn)行分析?；馂?zāi)旺盛階段是對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷的主要階段是抗火研究的重點(diǎn)。確定火災(zāi)環(huán)境,需要掌握火災(zāi)全過(guò)程特別是火災(zāi)旺盛階段的變化規(guī)律對(duì)研究至關(guān)重要。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究進(jìn)展及尚存在的問(wèn)題縱觀國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗火性能的研究，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能的研究成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①建筑火災(zāi)發(fā)展過(guò)程研究；②鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)高溫下和高溫后的力學(xué)性能研究；③鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法的研究。
建筑火災(zāi)發(fā)展過(guò)程研究建筑火災(zāi)發(fā)展過(guò)程研究，主要包括實(shí)際火災(zāi)的發(fā)展與升溫曲線研究、火災(zāi)及其煙氣的蔓延和發(fā)展規(guī)律研究、建筑火災(zāi)發(fā)展的計(jì)算機(jī)模擬項(xiàng)主要內(nèi)容。其目的是掌握建筑火災(zāi)發(fā)展規(guī)律，主要了解氣體溫度變化及煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律和建筑物的耐火極限等，從而再現(xiàn)已發(fā)生火災(zāi)和預(yù)測(cè)未來(lái)可能火災(zāi)的情況，為建筑防火設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)?；馂?zāi)的發(fā)展過(guò)程一般要經(jīng)歷幾個(gè)階段，即：初起階段、發(fā)展階段和衰減熄滅階段，其中發(fā)展階段持續(xù)的時(shí)間和達(dá)到的最高溫度對(duì)結(jié)構(gòu)的抗火性能起決定性作用。火場(chǎng)中的溫度一時(shí)間變化關(guān)系直接影響著結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場(chǎng)的變化，而影響火場(chǎng)溫度變化的因素主要有：室內(nèi)火荷載的性質(zhì)、數(shù)量和分布；房間的面積、形狀及通風(fēng)情況；建筑材料的熱工性能等。對(duì)火災(zāi)發(fā)展過(guò)程的研究手段主要有試驗(yàn)研究和火災(zāi)計(jì)算機(jī)模擬兩種。對(duì)建筑火災(zāi)發(fā)展過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究是一種較為直接、可靠的途徑。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)高溫下和高溫后的力學(xué)性能研究該研究主要包括構(gòu)件內(nèi)部溫度場(chǎng)的研究、結(jié)構(gòu)材料的高溫性能研究、基本構(gòu)件的高溫性能研究和結(jié)構(gòu)的高溫性能研究?，F(xiàn)階段準(zhǔn)確了解和確定結(jié)構(gòu)火災(zāi)行為的途徑有兩種，即進(jìn)行足尺模型的高溫實(shí)驗(yàn)和利用高速計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力全過(guò)程分析。
構(gòu)件內(nèi)部溫度場(chǎng)的研究結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形和承載力等產(chǎn)生很大的影響和變化，但結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)、變形和細(xì)微裂縫等對(duì)溫度場(chǎng)的影響卻很小，因此結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分析必須先于結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形分析，同時(shí)可獨(dú)立于結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形分析。影響構(gòu)件內(nèi)部溫度場(chǎng)的因素主要有：火場(chǎng)的溫度一時(shí)間過(guò)程，構(gòu)件的形狀和尺寸，受火方式，以及混凝土材料的熱工性能等。目前用于結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分析的火場(chǎng)升溫曲線大多使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織給出的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。需要指出的是，標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線并不是實(shí)際的火場(chǎng)升溫曲線，只是鑒于實(shí)際火災(zāi)的復(fù)雜性，為了對(duì)結(jié)構(gòu)提出統(tǒng)一的抗火要求，并作為構(gòu)件和結(jié)構(gòu)抗火試驗(yàn)的依據(jù)而對(duì)實(shí)際火場(chǎng)的一種簡(jiǎn)化近似。隨著性能化結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的提出，標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線已不能滿(mǎn)足要求，而趨向于利用前述火災(zāi)計(jì)算機(jī)模擬研究中得到的接近實(shí)際的火場(chǎng)升溫曲線作為結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分析的依據(jù)。在火災(zāi)作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件的邊界溫度條件和混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、質(zhì)量密度等熱工性能參數(shù)都隨時(shí)間而變化，截面上的熱傳導(dǎo)問(wèn)題是一個(gè)非線性的瞬態(tài)問(wèn)題，其控制方程為非線性拋物線型偏微分方程。對(duì)實(shí)際問(wèn)題，很難得到解析解，一般采用數(shù)值解法。目前的數(shù)值求解方法中，差分法是一種常用的數(shù)值計(jì)算方法，其不足是要求求解區(qū)域比較規(guī)則，適用范圍有限。有限單元法是計(jì)算結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的一種理想方法，但是計(jì)算量較大。目前通常是在空間域上采用有限單元法、在時(shí)間域上采用有限差分法，充分利用兩者優(yōu)點(diǎn)來(lái)計(jì)算溫度場(chǎng)的變化。目前文獻(xiàn)中給出的方法中，有的只考慮一維墻板的熱傳導(dǎo)問(wèn)題，利用一維無(wú)限大平板熱導(dǎo)熱問(wèn)題的解析解或只進(jìn)行一維差分或有限元計(jì)算；有的簡(jiǎn)化過(guò)多，將二維問(wèn)題簡(jiǎn)化為一維問(wèn)題來(lái)處理；有的是進(jìn)行二維分析，但模型較為簡(jiǎn)單；還鮮有文獻(xiàn)給出考慮三維結(jié)構(gòu)的方法。另外國(guó)內(nèi)還很少有文獻(xiàn)考慮砼中的水分對(duì)于熱傳導(dǎo)的影響。
鋼筋和混凝土材料的高溫?zé)峁ば阅?、力學(xué)性能的研究材料的高溫性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)分析及火災(zāi)后結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估與修復(fù)加固的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼筋和混凝土材料的高溫?zé)峁ば阅堋⒘W(xué)性能進(jìn)行了大量的研究。雖然關(guān)于材料的高溫力學(xué)性能的研究取得了不少成績(jī)，但是實(shí)際結(jié)構(gòu)火災(zāi)中材料常常處于多向應(yīng)力狀態(tài)，為了準(zhǔn)確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)分析，研究高溫下多向應(yīng)力作用下混凝土及鋼材的力學(xué)性能是必要的，這將為結(jié)構(gòu)的三維非線性有限元分析奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但到目前為止，國(guó)內(nèi)外有關(guān)高溫下與高溫后混凝土力學(xué)性能的研究結(jié)果幾乎都是針對(duì)單向受力情況，高溫下多軸力學(xué)性能的研究成果只見(jiàn)到極少的文獻(xiàn)報(bào)道，與實(shí)際需要相差甚遠(yuǎn)，還有待進(jìn)一步深入研究。
梁板柱單個(gè)構(gòu)件在火災(zāi)作用下的受力和變形研究對(duì)于構(gòu)件的受火性能研究國(guó)內(nèi)外已有較多的試驗(yàn)研究報(bào)道，且多為原型構(gòu)件在大型試驗(yàn)爐內(nèi)的耐火極限試驗(yàn)。國(guó)內(nèi)很多高校對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行了抗火試驗(yàn)，清華大學(xué)對(duì)17根鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁進(jìn)行了抗火試驗(yàn)(最高溫度達(dá)850℃)，考察了不同荷載水平、混凝土保護(hù)層厚度、縱向鋼筋配筋率對(duì)梁受力性能的影響。此外，還研究了不同恒定溫度下的極限抗彎強(qiáng)度和極限抗剪強(qiáng)度。同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行過(guò)不同升溫曲線、荷載水平和保護(hù)層厚度下簡(jiǎn)支梁的抗火性能試驗(yàn)。中南大學(xué)研究了在三面受火條件下配筋率、初始荷載對(duì)簡(jiǎn)支梁火災(zāi)后和火災(zāi)下力學(xué)性能的變化規(guī)律。清華大學(xué)對(duì)三面高溫的對(duì)稱(chēng)配筋鋼筋混凝土受壓柱的系統(tǒng)研究，考察了不同溫度工況下三面和兩面受火軸心及偏心柱的裂縫、變形和承載力等受力性能的變化規(guī)律。由上可見(jiàn)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于構(gòu)件的耐火極限研究較多，而對(duì)于構(gòu)件的高溫力學(xué)性能的研究不夠全面系統(tǒng)?；谶@一現(xiàn)狀，有必要系統(tǒng)地研究不同構(gòu)件形狀或尺寸、不同受火方式、不同約束條件對(duì)構(gòu)件高溫受力性能的影響規(guī)律。
整體結(jié)構(gòu)抗火性能實(shí)驗(yàn)研究由于試驗(yàn)比較復(fù)雜，混凝土超靜定結(jié)構(gòu)的抗火試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行得比較少。由于高溫測(cè)量技術(shù)的困難，已有的試驗(yàn)一般只是給出了構(gòu)件最終的耐火極限，缺少對(duì)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力變化過(guò)程的測(cè)量和分析。已驗(yàn)證結(jié)構(gòu)在高溫作用下的破壞特征，以及變形、極限高溫承載力和內(nèi)力重分布過(guò)程的變化規(guī)律。但是由于試驗(yàn)條件的限制，目前對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究尚處于起步階段，對(duì)火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)反應(yīng)、承載能力和破壞特性缺乏深入、系統(tǒng)的研究。因此有必要進(jìn)行實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，模擬不同區(qū)域發(fā)生真實(shí)火災(zāi)時(shí)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，為計(jì)算機(jī)模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法的研究對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)，是避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中發(fā)生破壞或整體倒塌的前提和保證。混凝土結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)，可從兩個(gè)途徑進(jìn)行研究：
一是把火災(zāi)的高溫作用等效為一種荷載，與結(jié)構(gòu)上的其他荷載(恒載、活載、風(fēng)載、地震作用等)一起參與荷載效應(yīng)組合，按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，即建立考慮火災(zāi)高溫作用的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；二是對(duì)已按常規(guī)方法設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)行抗火能力的驗(yàn)算，以滿(mǎn)足相應(yīng)的抗火要求。目前，多數(shù)國(guó)家規(guī)范中采用耐火等級(jí)的設(shè)計(jì)概念進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，即通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)確定構(gòu)件的耐火時(shí)間，若耐火時(shí)間符合受火時(shí)間的要求，就認(rèn)為這個(gè)構(gòu)件滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。我國(guó)現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》采用的就是這種設(shè)計(jì)方法。這種基于試驗(yàn)的構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單直觀、便于運(yùn)用，但這種方法缺乏合理性及理論陛，它不能從根本上考慮材料性能劣化的過(guò)程，不能準(zhǔn)確模擬構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的實(shí)際受力情況和端部約束，存在著建筑物防火設(shè)備的安裝和結(jié)構(gòu)耐火極限提高之間的矛盾，且試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，因此越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始采用“結(jié)構(gòu)防火的計(jì)算分析方法”，以期達(dá)到真正抗火設(shè)計(jì)目的。
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關(guān)鍵詞：火災(zāi)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；修復(fù)加固
火災(zāi)是威脅公共安全的一種主要災(zāi)害形式，每年都給人類(lèi)帶來(lái)重大損失?；馂?zāi)根據(jù)發(fā)生的地點(diǎn)不同可分為建筑火災(zāi)、工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備火災(zāi)、森林火災(zāi)、交通工具火災(zāi)等，其中尤以建筑火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)最多，損失也最大，約占全部火災(zāi)的80%左右。近年來(lái)，由于建筑物高層化、大規(guī)?；坝猛镜膹?fù)合化，建筑火災(zāi)的發(fā)生呈逐漸上升的趨勢(shì)，而在各種建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又占有相當(dāng)大的比重，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是不燃體，但在持續(xù)的高溫作用下，混凝土及其內(nèi)部鋼筋的強(qiáng)度、彈性模量會(huì)降低，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、彎曲變形，從而導(dǎo)致承載能力下降，破壞建筑物的主體結(jié)構(gòu)，基于此，本文就對(duì)火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固方法進(jìn)行探討。
1火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞特點(diǎn)
1.1火災(zāi)直接損傷
火災(zāi)時(shí)火焰高溫直接烘烤構(gòu)件使材料性能發(fā)生變化致使構(gòu)件破壞，其主要特點(diǎn)如下：構(gòu)件混凝土表面出現(xiàn)不同程度的裂縫、酥松、脫落、鋼筋露出、構(gòu)件變形等現(xiàn)象，當(dāng)構(gòu)件耐火度不足時(shí)，則有可能喪失承載力而倒塌。這種破壞一般出現(xiàn)在梁上。
1.2火災(zāi)間接損傷
由于樓屋蓋受熱膨脹擠壓端部的框架，使框架節(jié)點(diǎn)受剪而損壞，其破壞特點(diǎn)為框架上下節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的裂縫，節(jié)點(diǎn)混凝土爆裂，柱縱筋鼓出，梁柱錯(cuò)位等現(xiàn)象，一般柱頂節(jié)點(diǎn)較柱底節(jié)點(diǎn)損傷嚴(yán)重。這種破壞一般出現(xiàn)在梁柱節(jié)點(diǎn)或柱上。
1.3由上述兩種因素共同作用結(jié)果
該類(lèi)型破壞出現(xiàn)在火區(qū)與來(lái)過(guò)火區(qū)交界的框架粱柱，其破壞特點(diǎn)為上述兩者綜合。
2火災(zāi)后構(gòu)件修復(fù)加固處理特點(diǎn)
火災(zāi)損傷建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固處理比普通工程事故加固處理和舊建筑物加固處理要復(fù)雜，具體表現(xiàn)在如下幾方面：
2.1火災(zāi)損傷建筑結(jié)構(gòu)的診斷工作與修復(fù)加固設(shè)計(jì)工作不可分割?；馂?zāi)對(duì)建筑物的作用相當(dāng)復(fù)雜，不親臨受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)參與診斷工作，就無(wú)法詳細(xì)了解實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷情況，也就無(wú)法對(duì)火災(zāi)損傷結(jié)構(gòu)提出合理的修復(fù)加固處理方法，因此，修復(fù)加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)是參與診斷工作的技術(shù)人員。
2.2火災(zāi)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的損傷是不均勻的，即便是同一構(gòu)件的不同部位，受火災(zāi)損傷的程度也不形同，在進(jìn)行修復(fù)加固設(shè)計(jì)時(shí)很難做到對(duì)所有受損構(gòu)件均提出詳盡的修復(fù)加固方法，因此實(shí)際修復(fù)加固施工時(shí)，應(yīng)有診斷和修復(fù)加固設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工技術(shù)指導(dǎo)。
2.3施工質(zhì)量是火災(zāi)損傷結(jié)構(gòu)診斷與處理工作的關(guān)鍵。在修復(fù)加固施工過(guò)程中，每道施工工序均需經(jīng)設(shè)計(jì)人員驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。
3火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固原則
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)及火災(zāi)受損程度，因地制宜地采用不同的修復(fù)與加固方法，一般原則如下：
3.1修復(fù)加固方案應(yīng)簡(jiǎn)單易行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。修復(fù)加固工作是在原有建筑結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，因此應(yīng)選擇施工方便的修復(fù)加固方法。在制定修復(fù)加固方案時(shí)還應(yīng)考慮加固時(shí)和加固后建筑物的總體效應(yīng)：1）施工過(guò)程中，拆除危險(xiǎn)構(gòu)件和鑿除燒疏層時(shí)的敲擊震動(dòng)常常會(huì)使相鄰構(gòu)件損傷程度增加，因此需注意所選擇的加固方案施工的過(guò)程中是否會(huì)對(duì)其他構(gòu)件產(chǎn)生不利影響。2）對(duì)某些構(gòu)件加固后是否會(huì)改變建筑物的動(dòng)力特征而影響整棟建筑物的抗震性能。3）對(duì)上層結(jié)構(gòu)加固后，荷載增加而下層結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)等是否能承受所增加的荷載。修復(fù)加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保留原有結(jié)構(gòu)，減少拆除工程量。加固方案選擇時(shí)應(yīng)作相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以選擇最經(jīng)濟(jì)、合理的方案。
3.2 修復(fù)加固設(shè)計(jì)時(shí)要盡量保證加固措施能與原結(jié)構(gòu)共同工作。
3.3 加固材料的選擇和取值應(yīng)滿(mǎn)足：1）加固用鋼材一般選用I級(jí)或Ⅱ級(jí)鋼。2）加固用水泥應(yīng)選用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于32.5R。3）加固用混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)，且不宜低于C20級(jí)。4）粘結(jié)材料及化學(xué)灌漿材料的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)高于被粘結(jié)結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。
4 火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方法
4.1 常用的直接加固法
4.1.1 加大截面加固法：采用增大過(guò)火構(gòu)件的截面面積，以恢復(fù)其承載力而滿(mǎn)足正常使用的方法。但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
4.1.2 置換混凝土加固法：該法特點(diǎn)和加大截面法相似，這種方法加固后不會(huì)影響建筑物的凈空，適用于火災(zāi)中受損嚴(yán)重的混凝土構(gòu)件的加固或修復(fù)。
4.1.3 有粘結(jié)外包型鋼加固法：在混凝土構(gòu)件四周包以型鋼的加固方法(分為干、濕兩種形式)。當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包鋼加固時(shí)，型鋼的表面溫度不應(yīng)高于60℃；當(dāng)環(huán)境有腐蝕介質(zhì)時(shí)，應(yīng)有可靠的防護(hù)措施。該法受力可靠、施工方便、現(xiàn)場(chǎng)工作量小，但用鋼量較大，適用于使用上不允許顯著增大截面尺寸，但又要大幅度提高其承載力的混凝土構(gòu)件的加固。
4.1.4 外部粘結(jié)鋼板加固法：在混凝土構(gòu)件外粘結(jié)鋼板，以提高受損構(gòu)件承載力滿(mǎn)足正常使用功能的一種加固方法。該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和凈空間無(wú)顯著影響。該方法適用面較廣，對(duì)于混凝土受損嚴(yán)重和鋼筋受損嚴(yán)重的構(gòu)件均適用。
4.1.5 粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法：除具有粘結(jié)鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等特點(diǎn)。但對(duì)于混凝土部分受損嚴(yán)重的構(gòu)件不適用或需要結(jié)合其他方法進(jìn)行加固。另外，這種方法需要專(zhuān)門(mén)的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
4.2 常用的間接加固方法
4.2.1預(yù)應(yīng)力加固法：采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合拉桿)或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。適用于要求提高承載力強(qiáng)度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)，包括大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變重要狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但不適用于混凝土構(gòu)件收縮徐變大的構(gòu)件。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；可靠度；耐久性
引言
如果因?yàn)椴牧系闹谱鳌⒔Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工和使用過(guò)程中存在不確定性，要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)是否可以完成預(yù)定的目標(biāo)就很難進(jìn)行估計(jì)。這里說(shuō)的結(jié)構(gòu)是否可完成預(yù)定功能的概率就是結(jié)構(gòu)的可靠度[1]。在實(shí)際中，因?yàn)樽匀画h(huán)境和材料內(nèi)部因素等的影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能會(huì)因此而慢慢劣化，導(dǎo)致其抗力也因此下降，進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定功能的能力不斷下降。
當(dāng)前對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的分析中并沒(méi)有考慮到結(jié)構(gòu)抗力會(huì)受到時(shí)間的影響，如果結(jié)構(gòu)的抗力一旦降低就會(huì)使得結(jié)構(gòu)性能受到不利影響。在這樣的情況下，結(jié)構(gòu)可靠度的變化也是進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和性能評(píng)估中十分關(guān)注的問(wèn)題，也是進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性研究中的一個(gè)主要的內(nèi)容。
1. 抗力隨時(shí)間變化結(jié)構(gòu)可靠度耐久性分析
根據(jù)工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的定義，結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間中，和一定的條件下完成預(yù)定功能的概念。若將某一極限狀態(tài)中的功能函數(shù)的隨機(jī)過(guò)程表示成
在這個(gè)公式當(dāng)中，表示的是結(jié)構(gòu)在T中需要時(shí)刻ti結(jié)構(gòu)抗力低于結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)，那么結(jié)構(gòu)就會(huì)失效了。在通常的情況下，結(jié)構(gòu)承受的荷載很多而且還很復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度進(jìn)行分析的時(shí)候會(huì)將結(jié)構(gòu)承受的荷載分為永久性荷載和可變性荷載。我國(guó)的一些專(zhuān)業(yè)部門(mén)在設(shè)定結(jié)構(gòu)可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，通常采用的是校準(zhǔn)法，這個(gè)時(shí)候考慮的僅僅是永久荷載和可變荷載的組合，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行確定，如果有多個(gè)可變荷載作用，再考慮可變荷載效應(yīng)的概率組合[2]。將這一組合下結(jié)構(gòu)狀態(tài)的功能函數(shù)表示成Z（t）=R（t）-G-Q（t），其中G表示的是永久荷載效應(yīng)，Q（t）表示的是可變荷載。如果根據(jù)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法且不將結(jié)構(gòu)抗力隨時(shí)間變化考慮在內(nèi)。
在腐蝕的環(huán)境中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗力會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的增加而下降，可靠度分析因此要將這點(diǎn)考慮在內(nèi)，這就是時(shí)間可變可靠度的范疇。當(dāng)結(jié)構(gòu)性能劣化之后進(jìn)行可靠性分析，有學(xué)者在較早以前就做過(guò)研究。但因?yàn)槠淇紤]到結(jié)構(gòu)抗力衰減并不是由環(huán)境腐蝕造成的，而是由荷載導(dǎo)致的，因而其分析方法和結(jié)構(gòu)疲勞可靠度不同，且將每次未使結(jié)構(gòu)失效的荷載當(dāng)做是結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證荷載，使用抗力截尾分布[2]。隨后，很多學(xué)者也做過(guò)諸如多維積分法和蒙特卡洛法等研究。但是，這些方法都存在局限性，例如，前者計(jì)算起來(lái)很復(fù)雜，后者過(guò)用于可靠性近似計(jì)算，如果用于結(jié)構(gòu)可靠性分析似乎有不適之處?？紤]到結(jié)構(gòu)抗力受時(shí)間影響的可靠度分析，要保證計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠性，該分析方法應(yīng)當(dāng)同現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)可靠度標(biāo)準(zhǔn)中使用的可靠度分析方法相互協(xié)調(diào)。針對(duì)現(xiàn)行的可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的假定，我國(guó)提出了等效抗力計(jì)算方式，能夠?qū)匣Y(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行分析和評(píng)估。此外，考慮到抗力和時(shí)間關(guān)系的結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算，很多都限于靜態(tài)荷載，對(duì)承受反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)，但是要考慮環(huán)境腐蝕的影響時(shí)就需要計(jì)算其腐蝕疲勞可靠度。而相關(guān)的分析方法還不多。實(shí)際上，對(duì)處于腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，腐蝕作用不但使得其截面面積因此減少，而且因?yàn)楦g不均勻還會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)集中應(yīng)力。因而，環(huán)境腐蝕對(duì)于剛勁結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響要大于其對(duì)靜態(tài)性能的影響。
2. 大氣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)可靠度耐久性分析
混凝土和鋼筋混凝土是當(dāng)前使用最為廣泛的建筑材料，在生活和工業(yè)中很多地方都用到了鋼筋混凝土。一般認(rèn)為這種材料是屬于耐久性較強(qiáng)的建筑材料，但是在最近幾年當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)耐久性不足而導(dǎo)致的各種病害時(shí)常發(fā)生，這些病害最終會(huì)使得工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)遭受影響，因此，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也有了新的思考。在大氣環(huán)境中有一種腐蝕介質(zhì)，這種介質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)的腐蝕作用是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性失效的常見(jiàn)形式。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，因沒(méi)有重視混凝土結(jié)構(gòu)的那就行而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)代價(jià)是巨大的[3]。鋼筋受到銹蝕的前提是混凝土出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，碳化是混凝土中性化中的一種形式，這種現(xiàn)象會(huì)使得混凝土中的堿性下降，而且當(dāng)碳化達(dá)到了鋼筋的表面，而且表面的PH值低于10的時(shí)候，一旦接觸水和氧，鋼筋就會(huì)開(kāi)始銹蝕。
鋼筋發(fā)生銹蝕一般會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段。其銹蝕的速度同化學(xué)組成有很大的關(guān)系，而且同結(jié)構(gòu)處的環(huán)境以及混凝土保護(hù)層的厚度關(guān)系很大。在不同的大氣環(huán)境中，鋼筋的銹速度也是不同的。鋼筋銹蝕的過(guò)程一般是很復(fù)雜的，而且受到的影響也很多，對(duì)其進(jìn)行研究較少。此外，在混凝土順筋開(kāi)裂前后，其銹蝕的速度也不一樣?；炷量v向順筋開(kāi)裂通常被認(rèn)為是因?yàn)殇P蝕產(chǎn)物產(chǎn)生了膨脹壓力導(dǎo)致的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，混凝土開(kāi)裂時(shí)鋼筋的銹蝕量為
當(dāng)鋼筋出現(xiàn)銹蝕后，構(gòu)件的抗力就會(huì)一直下降，使用常規(guī)的方法進(jìn)行可靠度分析計(jì)算也已經(jīng)不適用。這時(shí)需要考慮永久荷載和可變荷載組合問(wèn)題，將前者設(shè)為G，T內(nèi)可變荷載的效應(yīng)為QT，，結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為
3. 結(jié)論
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了工程建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)工程項(xiàng)目的建設(shè)也越來(lái)越多，建筑工程的水平也已經(jīng)趕上了國(guó)際水平[4]。在建筑中，各種混凝土的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題也得到重視。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)可靠度耐久性分析需要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，通過(guò)有效的措施確保結(jié)構(gòu)可靠的那就行得到保障，促進(jìn)工程建設(shè)的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]張?jiān)分? 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)、評(píng)定及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[D].浙江大學(xué)，2003.