基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析.pdf

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1、呈Q!鱼生篁!翅i簋墓!!§塑)迤查建挝．塑三壑查基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析●刘建立1．张茗涵2■1．驻马店诚达置业有限公司，河南驻马店463000；2．驻马店职业技术学院。河南驻马店463000摘要：随着我们国家国民经济水平的不断提高，在这个发展契机下，建筑事业也得到了长足的发展，在建筑领域里，因为现在对耐久性建筑的需求数量明显增多。所以对混凝土结构设计的要求也越来越高，为了给人们设计建设处更安全，更耐用的建筑商品．下面就对基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计进行分析。希望为以后的技术发展有一定的帮助。关键词：耐久性建筑工程混凝土结构设计前言其实严格意义上来讲

2、，耐久性只是混凝土的结构功能的一方面，并不是混凝土的全部作用，但是在今天的论述中，只分析混凝土的耐久性，因为混凝土的耐久性对一个项目工程的寿命和质量的意义是非常大的，可以说直接影响这个工程是否能圆满的竣工，下面我们就对混凝土耐久性的设计方法进行阐述，进而再对对高性能混凝土的耐久性设计进行进一步的分析。1混凝土耐久性结构的设计方法1．1混凝土耐久性的设计及原则在混凝土结构应用中，其周围的环境能明显的致使混凝土的结构材料的性能发生变化，并且随着使用时间的延长而劣化，所以混凝土的结构耐久性设计是其结构设计中必不可少的重要内容。在进行混凝土耐久性设计方面，设计人员首先要明确这个结

3、构耐久性的目标是什么，也就是预期设计中的使用寿命是多少，然后要清楚耐久性的失效标准是什么。关于结构的预期设计使用寿命情况，我国新修订的《建筑结构设计统一标准》已经明确把结构设计的使用年限划分为4类(见表3．4)。而对于耐久性的失效标准的定义，目前还没有一致的看法和相关的规定，就一般的钢筋混凝土结构而言，大多数的看法都是有两种耐久性失效标志。一种是结构因为混凝土耐久性能的退化，进而直接导致结构发生变形，不能满足正常的使用的要求，原因基本上都是钢筋锈蚀，进而出现混凝土沿顺筋开裂使正常使用耐久性失效标准。另一种是因为结构性能的退化，而导致结构承载能力降低，在承载能力到达极限状态

4、下，称之为承载能力耐久性失效标准。前者比较容易识别，也有不少计算方法提出；而对后者的失效标准较难界定，耐久性损伤混凝土结构承载能力的计算，目前还没有公认合理的计算方法。表3．4设计使用年限分类类别设计使用年限(年)示例l5临时性建筑225易可替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑结构1．2耐久·】生极限状态下的设计原则混凝土的耐久性在极限状态下的设计原则是，混凝土在使用寿命的范围内，其抵抗环境的作用能力，一定要大于环境对结构的作用效应，也就是说一定要满足这个公式：F≤R，式中的F代表环境的作用效应；R则代表结构构件的抵抗环境的作用能力。在实

5、际操作中，可以按环境的类别来确定环境的作用效应，在通常的设计中，可以把工作的环境划分六个方面，一个是大气环境，土壤环境，还有海洋环境和受环境，水影响的环境以及特殊工作下的环境等。同时我们还要根据混凝土的结构在工作环境下的状况，进而才能确定混凝土的耐久性的极限状态值是多少。同时我们在对大气环境下的混凝土的结构耐久性的极限状态又分为几个方面，比如说是对于不允许钢筋锈蚀的结构构件(比如预应力的钢筋，直径非常小的钢筋，还有结构塑性铰区的主刚筋，以及地问下的受拉主筋等)。还有就是通过混凝土的炭化，进而达到主要的钢筋表面，也是混凝土耐久性极限状态下的标志。对于允许有限的锈蚀的构件，如

6、果钢筋截面质量的损失率达到1％，也是混凝土耐久性极限状态的标志的表现。1．3混凝土结构耐久性设计的方法混凝土结构耐久性设计方法还没有形成统一的，公认的，最合理的，最科学的方法，所以针对对耐久性定义理解的不同，现有很多不同的设计方法。而极限状态设计方法就是其中之一。其基本的设计思路是：(1)对结构设计的使用年限进行确定，这是进行耐久性设计的前提条件。(2)对结构的工作环境以及耐久性的等级进行确定，这是下面建立耐久性极限状态方程的依据。(3)在设计的使用年限内，对其结构抵抗环境作用的能力要大于环境对结构作用效应的耐久性极限方程的建立。针对于上面的思路，耐久性极限状态下的方程有

7、选用指数法的耐久性极限状态设计法，这是日本东京大学的同村甫教授提出的，在耐的久性的设计方面必须全面考虑材料的质量，还有施工程序以及结构构造。在一定的环境中正常工作情况下，在要求使用的期限内，不要求维修的条件是sp≤Tp。式中的sp一环境指数，sp=so+△sp。环境指数的取值，是要在中等的环境条件下，工作的混凝土结构如果有95％把握不需要维修，就取一个sp初值s0=100，因为混凝土的使用环境不同，多以需要对环境指数增值，比如在含有氯化物环境下，还要看它的腐蚀作用的大小。可以取△s，p=40到70，如果有冻融的作用时，可以取△