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導語：在混凝土結構的設計方法的撰寫旅程中，學習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，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：超長混凝土結構;無縫設計;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
中圖分類號： TU375文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，我國各種大型公共建筑的建設得到了快速發(fā)展，建設方對不設縫的混凝土結構的長度要求越來越高，地面塔樓也越建越多，尤其是對于地下室結構，由于存在防水問題，要求地下室不設縫的呼聲越來越高。超長地下結構無縫設計技術目前已在實際工程得到了廣泛應用，但也存在許多問題。
一、超長建筑無縫設計的控制方法
在不設置永久沉降縫的情況下，不均勻沉降的控制是工程設計關鍵技術之一，為了有效控制差異沉降，并達到安全、經濟的目標，采取以下各項措施：
1、 控制絕對沉降量
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，對不均勻沉降十分敏感。因此設計應采用變剛度調平理念，用不同樁參數和樁密度來強化主樓基礎，弱化裙房和純地下室基礎，達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，采用樁長相對較短、持力層較弱的樁基，在主樓沉降的同時，帶動相鄰跨較弱的裙房或純地下室基礎產生部分沉降，從而在高低層過渡區(qū)形成緩和沉降曲線，減少沉降量突變造成的不良影響。這一原理已在以往的工程沉降實測中得到了驗證。
2、 設置調節(jié)沉降差的沉降后澆帶
主樓與裙房和純地下室的結構及基礎設計成整體，但在施工時用沉降后澆帶把兩部分暫時斷開，一般待主樓結構施工完畢，但若有沉降觀測，根據觀測結果證明主樓結構的沉降在主樓結構完工之前已趨于穩(wěn)定，也可適當提前或當主樓與裙房之間的沉降差小于設計或規(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。沉降后澆帶的設置旨在通過沉降后澆帶封閉前，主樓沉降可以大部分獨立完成，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。設置“沉降后澆帶”的基礎，設計時應考慮兩個階段不同的受力狀態(tài)，分別進行內力分析。設置沉降后澆帶的大底盤高層建筑的沉降分析，應分兩階段進行：沉降后澆帶封閉前，應根據沉降后澆帶設置位置，按幾個分塊獨立建筑，考慮其相互影響，按《建筑地基基礎設計規(guī)范》的方法計算其變形；沉降后澆帶封閉后，根據《建筑地基基礎設計規(guī)范》規(guī)定，在同一整體大面積基礎上建有多棟高層和低層建筑時，按照上部結構、基礎與地基的共同作用進行變形計算?？紤]上下共同作用來協(xié)調多塔樓結構的不均勻沉降，使得筏板內力更趨均勻，差異沉降有效減少，設計更合理、更符合實際情況、更經濟。
3、 預先設定標高差
經沉降計算，把主樓標高定得稍高，裙房或純地下室標高定得稍低，預留兩者沉降差，使最后兩者實際標高基本一致。
二、混凝土收縮應力和溫度應力控制方法
對于超長結構的無縫設計，一般的設計思路是：抗放兼?zhèn)?、以抗為主的原則。新澆混凝土在硬結過程中會收縮，已建成的結構溫度變化時會熱脹冷縮，在正常養(yǎng)護條件下施工后的頭1~2個月混凝土硬結收縮量占年收縮量的45%~75%；而溫度變化對結構的作用則是經常的，當這兩種變形受到約束后，在結構內部就會產生收縮應力和溫度應力，當這兩種應力分別超過混凝土抗拉強度時就會導致混凝土開裂而形成收縮裂縫或溫度裂縫，引起滲漏水。在不設永久伸縮縫的情況下，有效控制混凝土收縮應力和溫度應力影響，是確保地下室結構安全、正常使用的設計重點，必須慎重對待。通常采取的措施可以概括為以下幾種：
1、 設置施工后澆帶
施工后澆帶是傳統(tǒng)的做法，通常每隔30m~40m左右設置一道1m寬后澆帶，以消化收縮變形，減少混凝土收縮應力，上述后澆帶一般在其兩側結構施工完成45d~兩個月后，采用比后澆帶兩側混凝土強度等級高一級的微膨脹混凝土進行澆筑。
2、 設置施加預應力
對于超長大型地下室底板、側墻及頂板采用預應力混凝土可降低結構鋼筋及混凝土的用量，提高了結構的剛度及抗裂性能。對混凝土結構適當施加預壓應力，用以抵消由于溫度、收縮等原因產生的拉應力，從而達到控制甚至避免結構開裂的目的。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；擴大地下室柱網，提高了工程的實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
構件配筋考慮溫度影響，且適當提高構件最小配筋率：
(1) 基礎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0.20%；且腰筋細而密，間距控制在150mm以內。
4、 添加抗裂纖維
混凝土作為抗壓強度高、成本低廉、應用最為廣泛的建筑材料，存在著固有的弱點-抗拉強度低、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)是近年來研究和應用最為廣泛的途徑之一?？紤]到經濟的因素，在以往的工程中摻加價格較低的聚丙烯纖維，取得了預期的效果。所以，在不采用預應力的情況下，在受氣溫和約束影響較大的地下室側墻及地下室頂板添加聚丙烯纖維。
5、 材料和施工質量控制
混凝土原材料應采用低收縮、低水化熱水泥，控制水泥用量，摻入適當的粉煤灰和外加劑、控制水灰比?？刂粕笆橇虾嗔亢图壟?、合理選擇混凝土配合比。施工應注意控制混凝土外加劑的品種、質量和劑量。
三 結語
如何控制超長混凝土結構的裂縫，尤其是超長地下室，一直是設計面臨的一個難題。本文對超長地下結構無縫設計關鍵措施進行了一些探討，希望本文為結構工程師進行超長地下結構設計提供一些有益的參考。
參考文獻:
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[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.
關鍵詞：高層混凝土；連體結構；設計方法
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
連體高層建筑，這一結構，在近年才開始出現并且廣受歡迎，但是在我國，并未大量的涌現，原因在于：對于連體結構來講，需要很好地協(xié)調各建筑物承受的作用力，扭轉效應非常的明顯，受力復雜度比較高，故而設計的時候，難度很大，另外，連體結構的地震扭轉效應特別的明顯，設計的過程中就需要借助不同軟件的分析計算獲得高適合度的設計方案。
1、 實例概況
某建筑東西長為160m，南北長 220m，主樓縱向展開長度約240m，總建筑面積約4萬m2。由于本建筑地下1層僅在西側與西南側有填土側限，其余方向均與周圍建筑通過防震縫分開，因此結構嵌固層標高設置在地下1層地面處。主體的結構為高層框架-剪力墻。對于剪力墻而言，其筒體定位在樓層的四個不同的角上。樓層和電梯間布設的剪力墻一共有四個，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，而且結構關系對應較大的剛度，所以在連接的具體方式上選擇的為強連接，借助于這種連接形式，塔樓以及連接體能夠實現很好的連接。
2、設計方法
2.1連體的設計和實施
對于連體部分的設計來講，復雜度最高的地方在于分析連體地方的受力結構。從結構豎向分析，建筑物因為跨度比較大，而且連體層比較多，故而荷載所產生的內力也是非常大的。在水平的方向上，連體這一段結構需要對兩側建筑進行很好地協(xié)調，避免地震荷載和風荷載下發(fā)生變形，可以說承擔的水平內里也特別的大。
建筑物在風向的作用下，或者在水平方向上的地震的情況下，建筑物的大樓不但會伴隨著震動或者搖擺出現同向的運動，而且還會出現相向運動，結構自身會出現平動變形以及扭轉變形。工程里面，塔樓對應不同的剛度，具有很大的差距，故而在平東以及扭轉振動發(fā)生耦連的條件下，結構整體就會出現高度明顯的扭轉，形態(tài)本身也更加的復雜化。
在嚴密計算的基礎上，經過多個方面的嚴格比較，再加上認真地篩選，獲得最終的設計方案。連接體和塔樓間具有可以相互協(xié)調的剛度，經過調控，建筑整體對應較好的扭轉效應，并且按照相關的標準，連體對應的荷載、發(fā)生的變形、出現的應力都在標準的范圍內。
工程條件下，連體地方對應的結構屬于鋼結構，這也是主要的受力主體，此外樓板使用的是鋼筋混凝土。對于主受力結構選用的材質為Q345-B，位于底部的鋼桁架（兩層都有）對應的鋼材為焊接H型。進行攝制的過程中，首先要對鋼柱進行九十度的旋轉，對于上三層也要對鋼柱進行九十度的旋轉，在節(jié)點的位置進行支撐。通過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H型鋼到柱端，這個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，通過強焊接，連接十層到十六層的鋼構件和剖口。在十一、十三和十五這三層鋼梁的區(qū)格中進行圓鋼管的布置，用來進行鋼支撐，這樣連體結構位置的樓板對應的平面剛度就可以得到很好的保證。
2.2結構選材
連置選擇的結構通常為鋼或者混凝土，如果是混凝土，那么連體結構就要用三道巨型的桁架。如果鋼結構，那么就需要于連體的位置進行三道桁架的布設，無論是選擇哪種方案，因為不一樣的選材，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行比較權衡后作出最終的決定。
假設選定的方案為混凝土，這樣無論是結構梁，還是斜撐或者柱，斷面都會比較大，對于建筑師來講，相關結構構件的會對美觀必然會產生一定的影響。本建筑具有跨度大、連接層數多的特點，這就使得選用混凝土方案后結構自重預計將比選用鋼結構方案多出近3646t，自重增加的同時，連接體兩側柱以及剪力墻的基礎造價也一起增加。此建筑的連體部位相對較高，需要巨型桁架結構，所以需要有能夠承受住所有連體處荷載的模板，且只有當所有桁架構件都達到強度要求之后才能將模板拆除，而且在模板拆除的時候還需要充分計算各方向的桁架受力作用，這樣就不會在拆除模板的時候，桁架會發(fā)生瞬時加載，受到很大的消極影響。
如果結構選擇的為鋼，這樣結構在重量上就可以得到適當的縮減，桁架截面對應的尺寸也可以得到降低，建筑物在整體上就會顯得比較輕盈，比較空透，使用面積就可以得到有效地增加，而且造價相對來說也會比較低廉，施工速度也比較快，故而本工程最終選擇了鋼結構。
2.3整體計算
對結構進行設計的過程中，一定要對地震力予以充分的考慮，尤其是要分解扭轉耦連振動產生的具體影響。運用三種不同的力學模型的三維空間分析軟件分別進行位移以及整體內力的分析。將6度設防烈度、0.05的阻尼比以及Ⅱ類的場地類別等因素均考慮進去。工程的模型及荷載的輸入運用的是PKPM結構分析軟件系列中的PMCAD進行的。而SATWE主要負責工程結構的重點分析計算。最終結構對比校核的工作由TAT和PMSAP擔當，并進行一定的補充計算分析。經過三種程序的主要計算分析，經過匯總可得到表1。其中的層剛比選擇的數值為下部和上相鄰樓層在側向剛度上經過計算獲得的平均值對應的百分之八十的數字，以及和相鄰上層對應的側向剛度之百分之七十，這兩個數據經過比較，比較小的就是選擇的層剛比。
表1據三種計算機軟件得出的計算結果
3、結語
（1）對復雜度比較高的高層建筑進行分析的時候，如果僅僅借助于一個單一的程序，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，獲得最終的計算結果，本文分析的方法主要是SATWE，在此的基礎上和TAT以及PMSAP進行結合比較，而后獲得滿意度比較高的結果。（2）對于復雜度比較高的高層建筑而言，扭轉效應非常的明顯，故而需要對扭轉周期予以調整，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，這個增加可以借助于桁架剛度得到很好地實現和解決。（3）設計連體結構，一個核心的，也是關鍵性的問題在于連接連接體和建筑物，強連接被運用到了本工程里面，效果非常的顯著，能夠對受力協(xié)調予以完美的掌控。（4）如果高層建筑無論是在豎向，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剪力墻和豎向這兩個構件的具體設置，保證結構質量中心盡可能的接近剛度中心，據此，扭轉效應可以得到有效的削減。
參考文獻:
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關鍵詞：型鋼混凝土結構；特點；應用
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
中圖分類號：TV331 文獻標識碼：A文章編號：
型鋼混凝土結構（Steel Reinforced Concrete）是指通過在型鋼周圍布置鋼筋并且進行澆筑得到的混凝土結構。通?？梢苑譃閷嵏故叫弯摶炷两Y構和空腹式型鋼混凝土結構兩種。實腹式型鋼混凝土結構相比空腹式型鋼混凝土結構要更為出色。同時制作成本也更高。要發(fā)展型鋼混凝土結構在建筑工程中的應用和技術，首先要對其特點進行了解。
一、型鋼混凝土結構的特點和發(fā)展
1、型鋼混凝土結構的發(fā)展
型鋼混凝土結構最早出現在20世紀歐美國家。由于鋼筋混凝土在建筑工程中的應用逐步替代了木材和石料，歐美國家開始對如何進一步增強鋼筋混凝土結構的強度和剛性做了研究。直到20世紀初，經過眾多國家的實驗，發(fā)現型鋼混凝土結構的強度和剛性十分出色。同時針對型鋼混凝土結構的生產工藝，進行了詳細的規(guī)范和設計。在此之后，直到20世紀中期，我國開始接觸到型鋼混凝土結構的相關技術，然而受到我國當時經濟建設的限制，片面的為了節(jié)約鋼材，型鋼混凝土結構在我國一度停止使用。直到20世紀末期，隨著我國經濟建設的迅速發(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，型鋼混凝土結構被重新應用于建筑中并且在實際工程項目的建設中取得了良好的成效。為了實現型鋼混凝土結構在大型承重建筑當中的經濟價值，我國針對型鋼混凝土結構進行了一系列的系統(tǒng)研究，并取得了相當的成績。
2、型鋼混凝土結構的特點
型鋼混凝土結構是鋼材混凝土組合結構中的一種，我國最早引用蘇聯(lián)的稱法，將型鋼混凝土結構稱為勁性鋼筋混凝土。型鋼混凝土結構同傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比具有強度高、剛性大、延展性好的特點，彌補了地震區(qū)建筑采用的鋼筋混凝土對于抗震能力不足的問題。所以，型鋼混凝土結構在實際建筑工程中，特別適用于高層建筑和抗震系數較高的建筑。
同時，型鋼混凝土結構是在型鋼布置鋼筋進行澆筑而成的，在建筑工程混凝土構件當中屬于高強度類。型鋼混凝土結構本身不僅有出色的強度和韌性，并且由于型鋼混凝土結構本身的鋼材原因，型鋼混凝土結構的體積較相同規(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構大大提升了建筑物內的空間。
并且，型鋼混凝土結構的鋼結構穩(wěn)定，整個結構的承受能力和抗老化能力很出色，減少了建筑的維修費用和安全隱患。
二、我國型鋼混凝土結構的設計方法和應用
1、我國型鋼混凝土結構的設計方法
我國型鋼混凝土的相關技術正在不斷發(fā)展和逐步成熟。型鋼混凝土的研究方向也從傳統(tǒng)的單一混凝土結構轉向了新型的型鋼、鋼筋、混凝土相結合的新型結構，為了深度研究型鋼混凝土結構，預應力的相關技術也得到了長足的發(fā)展，針對型鋼混凝土結構的設計方法有很多種，不同類型型鋼混凝土結構的設計方法主要區(qū)別在結構制作的規(guī)范規(guī)程上。目前，型鋼混凝土結構設計時主要參考的規(guī)范規(guī)程有兩個，分別是1998年我國冶金部出臺的《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規(guī)程》以及2002年我國建設部出臺的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程》。其中《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規(guī)程》在制定的初期是參照日本型鋼的相關規(guī)范中的疊加方法，在傳統(tǒng)型鋼計算的疊加方法的基礎上提出了型鋼混凝土結構在軸力分配上較為準確的方法，我們將之稱作“改進簡單疊加法”。
如果參照《YB9082297鋼骨混凝土結構設計規(guī)程》的規(guī)范標準，在對型鋼混凝土結構的承載力和剛度等方面進行計算都十分簡單方便。而2002年我國建設部推出的《JGJ13822001型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程》在型鋼結構的承載力計算方面采用了新的技術，即是對型鋼結構進行平截面假定，對橫截面的移動量進行計算，在最后可以得到結果準確可靠的型鋼構件的承載力。
2、我國型鋼混凝土結構的研究方向和應用
在我國，型鋼混凝土結構的研究工作在建國時期存在著較長的空白階段，由于當時片面性的強調節(jié)約鋼材，型鋼混凝土結構的研究和應用一直被擱置，這導致我國型鋼混凝土的相關技術較國外相比有著一定的差距，針對我國型鋼混凝土技術相對落后的現狀，型鋼混凝土結構的研究研究工作面臨著幾點發(fā)展的障礙。
首先，我國現有建筑大部分仍然采用的是鋼筋混凝土結構，建筑工程單位對于型鋼混凝土的施工技術了解較少。國家缺乏對于型鋼混凝土結構的支持力度和相關文件。由于型鋼混凝土結構在實際的建筑應用中還未普及，導致型鋼混凝土結構的相關研究工作發(fā)展緩慢。為此，要加強型鋼混凝土在建筑中的應用和技術普及。
其次，我國對于型鋼混凝土結構的設計計算方面的相關技術理論還不完善。上文已經提到了，我國的型鋼承載力計算的方法是參照日本的疊加方法進行計算的。而在全世界關于型鋼結構的計算理論中，日本的疊加方法相對來說過于保守。所以發(fā)展我國型鋼混凝土結構設計計算中相關技術理論是我國型鋼混凝土結構的一個研究方向。
三、我國型鋼混凝土結構的研究發(fā)展前景
由于一些歷史原因，我國型鋼混凝土結構的相關研究起步較晚，但是經過二十多年的發(fā)展，我國的型鋼混凝土結構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建筑行情的，較為規(guī)范的型鋼混凝土施工建設技術理論。
當然，由于型鋼混凝土結構在我國的建筑業(yè)仍然處在推廣當中，在相關領域中尚且缺乏型鋼混凝土結構的相關國家政策和規(guī)范。對此，我型鋼混凝土結構研究領域當前的重要目標就是盡快完善和出臺一套適合我國型鋼混凝土結構發(fā)展現狀的相關規(guī)范，促進型鋼混凝土結構在我國建筑行業(yè)中的發(fā)展和應用。
同時，隨著我國經濟建設的不斷發(fā)展，我國一線和二線城市的高層和超高層建筑鱗次櫛比的建設起來，這其中，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構并不能夠滿足高層和超高層建筑物的設計實際建筑需求，型鋼混凝土結構將會得到很大的發(fā)展和應用空間，即將面臨的巨大需求和我國現有的型鋼混凝土結構技術和規(guī)范不完善的實際情況，需要加強型鋼混凝土結構相關技術的研究工作。
總結：
綜上所述，型鋼混凝土結構是一種在承載力、剛性、延長性、抗震性都要優(yōu)秀于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構的新型建筑構件。型鋼混凝土結構的研究和發(fā)展對于我國高層建筑和防震功能的建設和發(fā)展有著重要的意義。要發(fā)展型鋼混凝土結構，完善我國相關規(guī)范規(guī)定和推進相關應用技術，是當務之急。
參考文獻：
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摘要：當前，我國相關規(guī)范條例在考慮混凝土結構耐久性時，缺乏對混凝土結構的耐久效果在一定時間內的變化情況，與混凝土結構耐久性及使用壽命的實際要求不符。因此，混凝土結構設計并不僅僅局限于構造設計上，而需要擴展到結構設計使用期限的可靠性上。混凝土結構的使用壽命受多方面因素的影響，要對其結構耐久性設計及壽命做出準確的預測，就需要采取有效的方法進行研究和分析。本文結合個人在土建施工過程中遇到的實際問題，以自有的實際施工經驗為基礎，展開下列論述，以期進一步規(guī)范建設標準，更好地控制施工質量，達到經濟效益與工程質量共贏的目的。
關鍵詞：混凝土結構 耐久性設計 壽命預測
隨著社會經濟發(fā)展速度加快，我國交通運輸能力面臨巨大的挑戰(zhàn)和考驗，促使我國近年來不斷興建交通運輸工程，而且交通運輸項目逐年增加，為了適應交通運輸事業(yè)大發(fā)展的新形勢，必須進一步強化混凝土結構的強度和耐久性，提高混凝土結構在工程項目建設中的使用壽命。本文對混凝土結構耐久性設計及壽命預測展開討論，分析并提出增強混凝土結構耐久性和使用壽命的預測策略，不斷優(yōu)化建筑工程混凝土結構的質量性能，使其能夠在現代建筑工程中發(fā)揮更大的作用。
一、混凝土結構質量的預防措施
第一，混凝土的性能很大程度上取決于水泥的質量和數量，在保證混凝土性能的前提下，應盡量節(jié)約水泥、降低工程造價。根據工程特點，氣候和環(huán)境條件，正確選擇水泥品種及強度等級，嚴格按照規(guī)范及設計要求，檢測水泥物理性質，綜合評價水泥質量的優(yōu)劣，實行優(yōu)勝劣汰，選擇水泥供應商，確保選用水泥強度等級應與要求配制的混凝土強度等級相適應。
第二，骨料應采用級配良好，要嚴格按照規(guī)范及設計要求、質地堅硬、顆粒潔凈的材料。加強原材料的檢測頻率，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物產生不良化學反應的有害物質。
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，同時可以提高混凝土的強度和耐久性。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，在進行質量控制時，除對外加劑的常規(guī)指標進行檢驗外，同時對外加劑與水泥的適應性、摻加的組分進行復試，掌握其質量特性。
二、混凝土結構耐久性設計
從當前研究來看，混凝土結構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，在結構材料和結構構造方面反映的耐久性設計和使用壽命過于片面，無法直接表現出混凝土結構耐久性設計的標準要求。在我國混凝土結構耐久性規(guī)定中，也只是片面地反映混凝土耐久性的構造要求，對其時間規(guī)律下的抗力要求考慮甚少。在規(guī)范規(guī)定中，有關于混凝土耐久性設計標準的要求只是給出了特定的期限與時間之間的基本變量，與混凝土結構耐久性期限以及使用壽命的實際要求不符。因此，這種規(guī)定要求并不能反映出混凝土結構耐久性及使用壽命在預定時間內的可靠性。
當前，混凝土結構耐久性設計方法分為兩種類型，首先這種設計方法來源于歐美國家，其規(guī)范規(guī)定為《CEB耐久混凝土結構設計指南》，還有我國頒布的相關規(guī)定制度。如《混凝土結構耐久性設計與施工指南》、《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范》等。這種方法是按照開發(fā)商的意見和建議以及綜合實力來考慮混凝土結構設計耐久性和使用期限的。在混凝土耐久性設計中，以其適用性為主要依據，綜合考慮混凝土抗腐蝕性和保護層斷裂作為耐久性的承載能力標準。這種設計方法注重混凝土材料、基本指標、部件成分以及保護層等，重點考察混凝土強度、水膠比、材料選擇、外加劑等。另外，還有一種方法是根據混凝土相關試驗標準為依據來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造要求，主要根據環(huán)境條件及外部作用等因素來確定和滿足不同的耐久性及使用期限。
三、混凝土結構壽命預測
在現代建筑中，混凝土結構的使用壽命與環(huán)境條件及施工原材料的組成性能有一定的關系，要對這種標準進行精確的計算存在一定的難度。但是，近年來，在相關試驗研究與分析結果中，對混凝土結構使用壽命的預測方法提出了新的計算方法，如下。
正常壽命預測，這種預測方法是根據混凝土的碳化及置入鋼筋籠的位置狀態(tài)來判斷的，其公式為t=t1+t2，在該公式中，t是混凝土碳化后置入結構保護層的時間，t1是指鋼筋鈍化膜消失，鋼筋銹蝕后，直至呈開裂狀態(tài)所使用的時間。在現有的研究成果中，混凝土碳化時間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
在這兩個公式中，c為保護層厚度，A為碳化系數。由此可推測出，當混凝土結構的使用年限已經有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
經過相關計算可以表明，混凝土碳化至鋼筋位置中，當鋼筋銹蝕程度達到一個特定的時間，其銹蝕表層的體積就會膨脹，致使鋼筋混凝土保護層出現開裂現象。由此可見，鋼筋銹蝕至開裂所需時間與混凝土強度、原材料質量標準、保護層厚度以及環(huán)境條件等有著密切的聯(lián)系。
當混凝土結構中摻和不同量的氯鹽，而且在較為潮濕的環(huán)境條件下時，其鋼筋銹蝕至開裂所需時間要小于混凝土置入鋼筋所需時間，這種時間間隔可以忽略不計，這時就可以根據保護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、結語
當前，混凝土結構在現代建筑中占據著重要的地位，并在實際建筑施工中發(fā)揮著直觀重要的作用?？梢哉f，混凝土結構的質量好壞直接影響整體工程質量，提高混凝土結構耐久性，規(guī)范耐久性設計，延長混凝土結構的使用壽命，能夠促進混凝土結構在未來建筑行業(yè)的發(fā)展和提高奠定了良好的基礎，對現代建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大具有極其重要的意義。
參考文獻：
[1]高明贊，干偉忠，徐天寧.沈海高速公路溫州段海灣大橋混凝土結構耐久性設計[J].公路，2010（2）.
關鍵詞：結構混凝土 耐久性 問題 加固 技術措施
1.概述
大量的工程實例調查顯示水泥混凝土結構產生裂縫是可以預防和治理的，但這種可防可治應該從源頭抓起。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題也很多，所以工程一開始就要對所用的商品混凝土進行質量檢測、跟蹤檢查，從商品混凝土的原材料選用，混凝土的配合比、水灰比等進行逐項檢查，并通過試驗研究來確定適合工程應用的商品混凝土。一定要對混凝土制作和施工的各個環(huán)節(jié)抓細抓深，另外從施工、養(yǎng)護、設計、構造等方面加以控制。本文結合工程實踐經驗就混凝土結構的耐久性和混凝土裂縫的可防、可治方面談談一些粗淺看法。
2.結構混凝土耐久性影響結構的可靠度
隨著建筑服役時間的增長，老舊建筑物日益增多，結構的耐久性問題必將更加引人關注。與此相適應，結構損傷與破壞的檢測、鑒定評估和修復加固等將逐步成為一種重要的工程實踐活動。值得注意的是，雖然結構的耐久性與材料，特別是混凝土材料的耐久性密切相關，但是結構的耐久性問題所涉及或涵蓋的范圍顯然要大于材料的耐久性。結構意味著不同材料的搭配、組織、結合或者復合。不同材料的結合部位往往正是影響結構耐久性的薄弱點。據統(tǒng)計，結構的維修投資在發(fā)達國家逐年增加，有的已達到甚至超過新建工程的投資。結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下完成預定功能的能力稱為結構的可靠度。結構的基本功能是由其用途決定的，包括結構的安全性、適用性和耐久性，因此，結構的耐久性也是影響結構可靠度的重要因素。
社會經濟發(fā)展的需求，導致了混凝土結構的大量使用。隨著混凝土結構的廣泛應用，其使用環(huán)境日益多樣化。由于工業(yè)污染日益加劇，混凝土結構受到環(huán)境侵蝕的危害性也日益增加，因此混凝土結構的耐久性與使用壽命問題，正在成為土木工程領域普遍關注的問題。有關混凝土結構的適用性、耐久性問題將更加突出，結構的鑒定評估、維修、改造、加固等工程項目會成為建設項目的重要組成部分。另一方面，隨著經濟和社會的發(fā)展，人們對建筑的要求越來越高，對結構耐久性的要求也越來越高，因此研究結構的耐久性具有重要的現實意義。
3.提高水泥混凝土結構耐久性的途徑
3.1嚴格遵守規(guī)范與設計
謂高耐久性混凝土在嚴格的術語意義上并不能完全等同于特種、高強、高性能混凝土，但是目前人們在概念上一般還是將其混同于特種混凝土或高強、高性能混凝土。特種混凝土系相對于普通混凝土而言，其對原材料的質量、配合比和施工技術有更高的要求。特種混凝土一般具有快硬、高強、改性復合、抵抗侵蝕能力高等特點。常見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。混凝土結構設計和施工規(guī)范中的有關規(guī)定，如混凝土結構的最小保護層厚度、混凝土的水灰比限制、混凝土的施工質量控制等，實際是耐久性設計與施工的內容。重要的或處于較惡劣環(huán)境下的混凝土結構對結構耐久性的要求，并不比對結構安全性的要求低。由于對結構耐久性問題考慮不充分，給結構造成重大損失的工程事例并非少見。在設計與施工中采取可靠的方法和有效的措施，提高結構的耐久性，對提高結構的可靠度和使用壽命有重要的意義，也會顯著地提高結構的長期使用效益。
3.2結構混凝土保護措施
高強、高性能混凝土的耐久性一般優(yōu)于普通混凝土，因為高強、高性能混凝土的密實性和抗?jié)B性遠遠高于普通混凝土?；炷恋臐B透性是水分、氣體、化學離子等通過混凝土向其內部擴散、滲透的能力。顯然，混凝土的抗?jié)B透性越差，則有害物質的侵蝕速度就越快，侵蝕程度深，混凝土的耐久性差；反之，則耐久性好。混凝土的滲透性不僅影響化學侵蝕作用的程度，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。一般混凝土結構表面的水泥砂漿面層和各種裝飾性面層對混凝土結構都有一定的保護作用，可以延緩混凝土的碳化速度，推遲混凝土中鋼筋的腐蝕時間。除此之外，對一些特殊環(huán)境下使用的混凝土結構，還需要應用耐酸、耐堿等特種混凝土或混凝土面層對混凝土結構加以保護。有些結構需要使用一些特殊的化學涂層或保護方法來避免或延緩混凝土中鋼筋的腐蝕，提高混凝土結構的耐久性，降低結構的正常維護、維修費用。同其它事物一樣，要保證結構具有良好的使用性能，而且經久耐用，但經常性的維護、維修也是十分重要的。良好的維護、定期的維修，不僅有助于提高結構的耐久性，而且可以避免發(fā)生大的工程隱患和釀成大的工程事故，減小經濟損失。混凝土結構的耐久性不僅與結構的設計、施工、材料選擇、防護措施、使用維護等有關，也與建筑或結構的某些處理與做法有關，如建筑的防水和保溫處理方法等也會影響混凝土結構的耐久性。防水處理的好壞不僅影響建筑的使用功能，而且影響混凝土結構中鋼筋的腐蝕情況和混凝土的凍融損傷情況。
4.結構的安全性與耐久性
任何結構必須滿足安全性與耐久性的要求。結構的安全性對應于結構的承載力極限狀態(tài)，結構的耐久性對應于結構的正常使用極限狀態(tài)，因此結構在荷載作用下的性能不是結構耐久性討論的問題。但有些荷載作用對結構的影響，既要進行結構受力分析，又要考慮其對結構耐久性方面的影響，如波浪對結構的作用，車輛對道橋的作用，甚至高密度大交通流量對于路面以及過街橋涵的影響作用等。分析和設計水工結構時，不僅要分析波浪對結構的動力作用，而且還要考慮波浪對結構的沖蝕問題。前者屬結構受力分析問題，后者屬結構耐久問題。車輛對橋梁結構的作用也是如此。
4.1結構耐久性分析
一般不需考慮結構是否處于受力狀態(tài)，以及結構承受荷載的大小?？梢哉f結構的安全性與結構的耐久性是描述結構可靠性能的兩個相對獨立的指標。但混凝土結構上的裂縫將影響結構的耐久性，而有些裂縫是由荷載產生的。如果從耐久性的角度觀察，裂縫總是有害的。結構的安全性可由結構的靜動力分析和承載能力驗算得到，結構耐久性的評價則要綜合分析結構的材料組成和結構所處的環(huán)境因素才能取得，因為影響結構耐久性的因素比較復雜，而且到目前為止，有關的研究工作還十分薄弱，所以關于結構的耐久性需要進行更多的概念性的分析，從定性的角度來界定范圍。除了細致觀察、認真研究各個單一因素對混凝土結構耐久性的作用外，更要通盤考慮各種因素綜合作用的影響。但是有些因素既能對結構的受力性能產生影響，又能對結構的耐久性產生影響，如結構的設計、施工質量等。結構耐久性的降低引起結構損傷，也必然引起結構受力性能的退化，最終導致結構破壞而喪失使用功能。
4.2結構的設計基準期
結構的正常使用壽命。在同樣的環(huán)境下，結構的耐久性決定了結構的使用壽命。為提高建筑的耐久性，可適當提高初始可靠度，增加提高結構耐久性的措施，降低結構可靠度隨時間的衰減速度，從而提高結構的耐久性，延長結構的使用壽命。
5.結語
目前我國在混凝土結構的設計與施工中，對耐久性的重視程度遠沒有對安全性的重視程度高，一方面影響混凝土結構耐久性的因素較多，而且涉及的知識較多；另一方面，研究混凝土結構的耐久性問題，需要較長的周期，試驗條件的模擬也較困難，有些試驗研究項目迄今還沒有統(tǒng)一的試驗方法和標準。現實情況是，有關混凝土結構耐久性問題缺少比較完善的、系統(tǒng)的研究資料和工程調查資料。因此，加強對混凝土耐久性的研究有著十分重要的意義。
參考文獻：
[1]何偉兵.九江長江公路大橋索塔清水混凝土的耐久性設計[J].上海公路，2011（4）：43-46.
【關鍵詞】：建筑結構設計安全問題控制 應用
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：
“以人為本，安全第一”是建筑結構的設計原則，本文通過通過提高結構的安全水平與抗御災害的能力；強調了結構設計要考慮的耐久性和安全性的原則下，通過實踐經驗分析當前建筑結構設計中的安全問題的控制以及應用情況。
一、建筑結構的設計原則概述
以混凝土為主要材料制成的結構，包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等?；炷两Y構的結構型式如排架結構、框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、簡體結構、板柱結構等。為滿足建筑方案并從根本上保證結構安全，結構設計內容從以構件（或截面）設計為主擴展到整個結構體系，為此，強調結構設計應考慮的內力分析、截面設計、連接構造要求、特殊工程的施工可行性及性能設計等。才能滿足建筑結構安全性、耐久性的設計要求。以混凝土結構為例，通?；诎踩耘c耐久性原則，均采用概率極限狀態(tài)設計方法進行具體計算各分項系數的形式。其中包括：結構重要性系數、荷載分項系數、材料性能分項系數、構件分析系數等?；炷两Y構的極限狀態(tài)設計應包括：承載能力極限狀態(tài)：結構或結構構件達到最大承載力、出現疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形，或結構的連續(xù)倒塌；正常使用極限狀態(tài)：結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。
二、建筑結構設計過程中的安全問題
混凝土結構安全設計，在承載能力極限狀態(tài)中應增加結構防連續(xù)倒塌設計的內容；為提高使用質量。非荷載間接作用包括溫度變化、混凝土收縮、徐變、強迫位移、環(huán)境引起材料性能退化等造成的影響。設計時應根據有關標準、工程特點及具體情況分析作用的效應，通常采用經驗性的構造措施進行定性設計。混凝土結構的安全等級和設計使用年限應符合現行國家標準的規(guī)定。混凝土結構中各類結構構件的安全等級，宜與整個結構的安全等級相同。對其中部分結構構件的安全等級，可根據其重要程度適當調整。對于結構中重要構件和關鍵傳力部位，宜適當提高其安全等級。
1、建筑結構方案設計對結構安全性的影響
結構方案對安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調的條件下，結構體型（高度比、長度比）應適當，傳力途徑和構件布置應保證結構的整體穩(wěn)固性。因此應從各個角度提出在方案階段應考慮的結構選型與構件布置的基本原則。
2、結構縫的設計對混凝土結構的不利影響
應根據結構受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能，合理確定結構縫的位置和構造形式； 宜控制結構縫的數量，并應采取有效措施減少設縫的不利影響；可根據需要設置施工階段的臨時性結構縫。為改善混凝土結構受力，設計中往往要設縫將結構分割為若干相對獨立的單元。結構縫往往會對建筑功能，如：止水防滲、保溫隔聲等、結構布置、構件傳力、構造做法和施工可行性等造成影響。應遵循“一縫多能”的設計原則，并采取有效措施，合并并減少結構縫的數量。
3、結構構件連接對結構設計產生的影響
連接部位的承載力不應小于被連接構件的承載力，并應保證被連接構件之間的傳力性能；當混凝土構件與其他材料構件連接時，應采取可靠的連接措施；應考慮構件變形對連接節(jié)點及相鄰結構或構件造成的影響。構件間連接構造設計的原則是保證連接節(jié)點的性能不低于被連接構件；與其他材料（鋼、砌體等）構件的連接應選擇合理的連接方式以保證可靠傳力；連接節(jié)點尚應考慮被連接構件的變形相容條件。
三、建筑結構設計過程中安全問題的控制
1、結構設計過程中的結構方案控制和布置
結構方案階段尚應綜合考慮的其它問題：抗震、防災、耐久、節(jié)材、降耗、環(huán)保等各方面的要求。對關鍵傳力部位和重要的構件適當提高安全等級，以提高構件重要性系數等方法確保結構的安全；對可更換構件以及重要結構中的次要構件，可以降低其重要性系數。混凝土結構設計應考慮施工技術水平以及實際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結構，應提出相應的施工技術要求。
建筑結構強調設計與施工的關系。結構設計不能脫離實際，而應考慮現有的技術條件（材料、機具、工藝等）的可行性。對特殊結構，設計應提出關鍵技術控制及質量驗收的要求，以達到設計要求的目標。未經技術鑒定或設計許可，不得改變結構的用途和使用環(huán)境。
2、預應力混凝土構件的裂縫控制
考慮到建筑的耐久性影響，預應力混凝土構件的裂縫控制更為重要。三級裂縫控制等級的預應力構件按荷載效應的標準組合計算裂縫寬度，不利環(huán)境時按荷載效應的準永久組合計算，控制拉應力不大于混凝土的抗拉強度標準值。允許對厚保護層構件適當放寬裂縫寬度限值，以適應耐久性要求增大保護層厚度帶來的變化。因為構件表面的裂縫寬度與鋼筋表面的裂縫寬度相差很大，厚保護層時較大的表面裂縫寬度尚不至于明顯影響構件的耐久性。
任何對結構的改變（無論是在建結構或既有結構）都必須經過設計許可或技術鑒定。房屋交付使用時，除質量保證文件外，還應提出合理使用、維護的要求。結構改變用途和使用環(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）都會影響其安全及使用年限。
3、混凝土結構設計實現耐久性設計的措施
耐久性設計按正常使用極限狀態(tài)控制，表現為：鋼筋混凝土構件表面出現銹漬或銹脹裂縫；預應力筋開始銹蝕；結構表面混凝土出現可見的耐久性損傷（酥裂、粉化等）。耐久性引起的材料劣化進一步發(fā)展，還可能引起構件承載力破壞，甚至結構倒塌。由于影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜，規(guī)律不確定性很大，目前一般建筑結構的耐久性只能采用經驗性的方法解決。影響混凝土結構耐久性的主要內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量，控制混凝土水膠比、強度等級、氯離子含量和含堿量的要求。以保證結構的耐久性。
4、不同構件在各種惡劣環(huán)境下的針對性保護性措施
預應力筋有應力腐蝕及氫脆等不利于耐久性的弱點，且直徑一般較細對腐蝕更為敏感，破壞后果更嚴重。故除應滿足一般要求外，尚應考慮采取有效地構造措施以保護預應力筋、錨頭等容易遭腐蝕的部位。提高混凝土抗?jié)B、抗凍性能，有利于結構在惡劣環(huán)境下的耐久性。混凝土結構在設計使用年限內尚應遵守下列規(guī)定：結構應按設計規(guī)定的環(huán)境類別使用，并定期進行檢查維護；設計中的可更換混凝土構件應按規(guī)定定期更換；構件表面的防護層，應按規(guī)定維護或更換；結構出現可見的耐久性缺陷時，應及時進行檢測處理。
【參考文獻】：
[1]馬利平.淺談民用建筑結構設計中荷載取值與組合[J].科技風，2011，(11)：165-166.
關鍵詞：鋼筋混凝土結構；力學性能；抗火耐熱設計
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
中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：目前，鋼筋混凝土結構是我國主要建筑結構形式之一。盡管鋼筋和混凝土材料屬于熱惰性材料，但由于火災的高溫作用，材料性能將嚴重劣化，在結構中將發(fā)生嚴重的內應力重分布，使結構性能大大削弱，危及結構的安全。建筑結構特別是鋼筋混凝土框架結構在火災中坍塌的事故時有發(fā)生，往往造成重大的人員傷亡和財產損失。因此，研究鋼筋混凝土結構的抗火性能十分必要和迫切。
正文：
建筑物火災從發(fā)生到熄滅的全過程一般可以分為三個階段：火災初始階段、火災旺盛階段和火災衰退熄滅階段。在火災初始階段由于溫度低對結構和構件的影響不很顯著因此一般不對該時段進行分析?；馂耐㈦A段是對結構造成損傷的主要階段是抗火研究的重點。確定火災環(huán)境,需要掌握火災全過程特別是火災旺盛階段的變化規(guī)律對研究至關重要。
鋼筋混凝土結構抗火研究進展及尚存在的問題縱觀國內外對建筑結構抗火性能的研究，鋼筋混凝土結構抗火性能的研究成果體現在以下幾個方面：①建筑火災發(fā)展過程研究；②鋼筋混凝土結構在火災高溫下和高溫后的力學性能研究；③鋼筋混凝土結構抗火設計方法的研究。
建筑火災發(fā)展過程研究建筑火災發(fā)展過程研究，主要包括實際火災的發(fā)展與升溫曲線研究、火災及其煙氣的蔓延和發(fā)展規(guī)律研究、建筑火災發(fā)展的計算機模擬項主要內容。其目的是掌握建筑火災發(fā)展規(guī)律，主要了解氣體溫度變化及煙氣運動規(guī)律和建筑物的耐火極限等，從而再現已發(fā)生火災和預測未來可能火災的情況，為建筑防火設計和結構抗火設計提供科學依據。火災的發(fā)展過程一般要經歷幾個階段，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)的時間和達到的最高溫度對結構的抗火性能起決定性作用。火場中的溫度一時間變化關系直接影響著結構內部溫度場的變化，而影響火場溫度變化的因素主要有：室內火荷載的性質、數量和分布；房間的面積、形狀及通風情況；建筑材料的熱工性能等。對火災發(fā)展過程的研究手段主要有試驗研究和火災計算機模擬兩種。對建筑火災發(fā)展過程進行實驗研究是一種較為直接、可靠的途徑。
鋼筋混凝土結構在火災高溫下和高溫后的力學性能研究該研究主要包括構件內部溫度場的研究、結構材料的高溫性能研究、基本構件的高溫性能研究和結構的高溫性能研究?，F階段準確了解和確定結構火災行為的途徑有兩種，即進行足尺模型的高溫實驗和利用高速計算機進行結構受力全過程分析。
構件內部溫度場的研究結構內部的溫度場對結構的內力、變形和承載力等產生很大的影響和變化，但結構的內力狀態(tài)、變形和細微裂縫等對溫度場的影響卻很小，因此結構溫度場分析必須先于結構內力和變形分析，同時可獨立于結構內力和變形分析。影響構件內部溫度場的因素主要有：火場的溫度一時間過程，構件的形狀和尺寸，受火方式，以及混凝土材料的熱工性能等。目前用于結構溫度場分析的火場升溫曲線大多使用國際標準化組織給出的標準升溫曲線。需要指出的是，標準升溫曲線并不是實際的火場升溫曲線，只是鑒于實際火災的復雜性，為了對結構提出統(tǒng)一的抗火要求，并作為構件和結構抗火試驗的依據而對實際火場的一種簡化近似。隨著性能化結構抗火設計的提出，標準升溫曲線已不能滿足要求，而趨向于利用前述火災計算機模擬研究中得到的接近實際的火場升溫曲線作為結構溫度場分析的依據。在火災作用下，鋼筋混凝土構件的邊界溫度條件和混凝土的導熱系數、熱容、質量密度等熱工性能參數都隨時間而變化，截面上的熱傳導問題是一個非線性的瞬態(tài)問題，其控制方程為非線性拋物線型偏微分方程。對實際問題，很難得到解析解，一般采用數值解法。目前的數值求解方法中，差分法是一種常用的數值計算方法，其不足是要求求解區(qū)域比較規(guī)則，適用范圍有限。有限單元法是計算結構溫度場的一種理想方法，但是計算量較大。目前通常是在空間域上采用有限單元法、在時間域上采用有限差分法，充分利用兩者優(yōu)點來計算溫度場的變化。目前文獻中給出的方法中，有的只考慮一維墻板的熱傳導問題，利用一維無限大平板熱導熱問題的解析解或只進行一維差分或有限元計算；有的簡化過多，將二維問題簡化為一維問題來處理；有的是進行二維分析，但模型較為簡單；還鮮有文獻給出考慮三維結構的方法。另外國內還很少有文獻考慮砼中的水分對于熱傳導的影響。
鋼筋和混凝土材料的高溫熱工性能、力學性能的研究材料的高溫性能是鋼筋混凝土結構火災反應分析及火災后結構損傷評估與修復加固的基礎，國內外對鋼筋和混凝土材料的高溫熱工性能、力學性能進行了大量的研究。雖然關于材料的高溫力學性能的研究取得了不少成績，但是實際結構火災中材料常常處于多向應力狀態(tài)，為了準確地進行結構火災反應分析，研究高溫下多向應力作用下混凝土及鋼材的力學性能是必要的，這將為結構的三維非線性有限元分析奠定堅實的基礎。但到目前為止，國內外有關高溫下與高溫后混凝土力學性能的研究結果幾乎都是針對單向受力情況，高溫下多軸力學性能的研究成果只見到極少的文獻報道，與實際需要相差甚遠，還有待進一步深入研究。
梁板柱單個構件在火災作用下的受力和變形研究對于構件的受火性能研究國內外已有較多的試驗研究報道，且多為原型構件在大型試驗爐內的耐火極限試驗。國內很多高校對鋼筋混凝土構件進行了抗火試驗，清華大學對17根鋼筋混凝土簡支梁進行了抗火試驗(最高溫度達850℃)，考察了不同荷載水平、混凝土保護層厚度、縱向鋼筋配筋率對梁受力性能的影響。此外，還研究了不同恒定溫度下的極限抗彎強度和極限抗剪強度。同濟大學進行過不同升溫曲線、荷載水平和保護層厚度下簡支梁的抗火性能試驗。中南大學研究了在三面受火條件下配筋率、初始荷載對簡支梁火災后和火災下力學性能的變化規(guī)律。清華大學對三面高溫的對稱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，目前國內外對于構件的耐火極限研究較多，而對于構件的高溫力學性能的研究不夠全面系統(tǒng)。基于這一現狀，有必要系統(tǒng)地研究不同構件形狀或尺寸、不同受火方式、不同約束條件對構件高溫受力性能的影響規(guī)律。
整體結構抗火性能實驗研究由于試驗比較復雜，混凝土超靜定結構的抗火試驗國內外都進行得比較少。由于高溫測量技術的困難，已有的試驗一般只是給出了構件最終的耐火極限，缺少對結構變形和內力變化過程的測量和分析。已驗證結構在高溫作用下的破壞特征，以及變形、極限高溫承載力和內力重分布過程的變化規(guī)律。但是由于試驗條件的限制，目前對于整體結構的試驗研究尚處于起步階段，對火災下整體結構的結構反應、承載能力和破壞特性缺乏深入、系統(tǒng)的研究。因此有必要進行實體火災試驗，模擬不同區(qū)域發(fā)生真實火災時結構的反應，為計算機模擬提供基礎數據。
鋼筋混凝土結構抗火設計方法的研究對鋼筋混凝土結構進行抗火設計，是避免結構在火災中發(fā)生破壞或整體倒塌的前提和保證?；炷两Y構的抗火設計，可從兩個途徑進行研究：
一是把火災的高溫作用等效為一種荷載，與結構上的其他荷載(恒載、活載、風載、地震作用等)一起參與荷載效應組合，按概率極限狀態(tài)設計方法進行設計，即建立考慮火災高溫作用的統(tǒng)一的結構設計方法；二是對已按常規(guī)方法設計的混凝土結構，進行抗火能力的驗算，以滿足相應的抗火要求。目前，多數國家規(guī)范中采用耐火等級的設計概念進行防火設計，即通過標準耐火試驗確定構件的耐火時間，若耐火時間符合受火時間的要求，就認為這個構件滿足設計要求。我國現行的《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》采用的就是這種設計方法。這種基于試驗的構件抗火設計方法簡單直觀、便于運用，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程，不能準確模擬構件在結構中的實際受力情況和端部約束，存在著建筑物防火設備的安裝和結構耐火極限提高之間的矛盾，且試驗費用昂貴，因此越來越多的國家開始采用“結構防火的計算分析方法”，以期達到真正抗火設計目的。
參考文獻：
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《鋼筋混凝土結構設計》舒士霖，邵永治，陳鳴 浙江大學出版社2011-01
關鍵詞：火災；鋼筋混凝土結構；修復加固
火災是威脅公共安全的一種主要災害形式，每年都給人類帶來重大損失。火災根據發(fā)生的地點不同可分為建筑火災、工業(yè)生產設備火災、森林火災、交通工具火災等，其中尤以建筑火災發(fā)生的次數最多，損失也最大，約占全部火災的80%左右。近年來，由于建筑物高層化、大規(guī)模化及用途的復合化，建筑火災的發(fā)生呈逐漸上升的趨勢，而在各種建筑結構中，鋼筋混凝土結構又占有相當大的比重，鋼筋混凝土結構是不燃體，但在持續(xù)的高溫作用下，混凝土及其內部鋼筋的強度、彈性模量會降低，鋼筋混凝土結構開裂、彎曲變形，從而導致承載能力下降，破壞建筑物的主體結構，基于此，本文就對火災后鋼筋混凝土結構的修復加固方法進行探討。
1火災后鋼筋混凝土結構的破壞特點
1.1火災直接損傷
火災時火焰高溫直接烘烤構件使材料性能發(fā)生變化致使構件破壞，其主要特點如下：構件混凝土表面出現不同程度的裂縫、酥松、脫落、鋼筋露出、構件變形等現象，當構件耐火度不足時，則有可能喪失承載力而倒塌。這種破壞一般出現在梁上。
1.2火災間接損傷
由于樓屋蓋受熱膨脹擠壓端部的框架，使框架節(jié)點受剪而損壞，其破壞特點為框架上下節(jié)點出現不同程度的裂縫，節(jié)點混凝土爆裂，柱縱筋鼓出，梁柱錯位等現象，一般柱頂節(jié)點較柱底節(jié)點損傷嚴重。這種破壞一般出現在梁柱節(jié)點或柱上。
1.3由上述兩種因素共同作用結果
該類型破壞出現在火區(qū)與來過火區(qū)交界的框架粱柱，其破壞特點為上述兩者綜合。
2火災后構件修復加固處理特點
火災損傷建筑結構的修復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雜，具體表現在如下幾方面：
2.1火災損傷建筑結構的診斷工作與修復加固設計工作不可分割。火災對建筑物的作用相當復雜，不親臨受災現場參與診斷工作，就無法詳細了解實際結構構件的損傷情況，也就無法對火災損傷結構提出合理的修復加固處理方法，因此，修復加固設計人員應是參與診斷工作的技術人員。
2.2火災對建筑結構的損傷是不均勻的，即便是同一構件的不同部位，受火災損傷的程度也不形同，在進行修復加固設計時很難做到對所有受損構件均提出詳盡的修復加固方法，因此實際修復加固施工時，應有診斷和修復加固設計人員到現場進行施工技術指導。
2.3施工質量是火災損傷結構診斷與處理工作的關鍵。在修復加固施工過程中，每道施工工序均需經設計人員驗收，合格后方可進行下道工序的施工。
3火災后鋼筋混凝土結構的修復加固原則
鋼筋混凝土結構的修復加固應根據各種結構形式的特點及火災受損程度，因地制宜地采用不同的修復與加固方法，一般原則如下：
3.1修復加固方案應簡單易行、安全可靠、經濟合理。修復加固工作是在原有建筑結構上進行，因此應選擇施工方便的修復加固方法。在制定修復加固方案時還應考慮加固時和加固后建筑物的總體效應：1）施工過程中，拆除危險構件和鑿除燒疏層時的敲擊震動常常會使相鄰構件損傷程度增加，因此需注意所選擇的加固方案施工的過程中是否會對其他構件產生不利影響。2）對某些構件加固后是否會改變建筑物的動力特征而影響整棟建筑物的抗震性能。3）對上層結構加固后，荷載增加而下層結構及地基基礎等是否能承受所增加的荷載。修復加固設計時應盡量保留原有結構，減少拆除工程量。加固方案選擇時應作相應的技術經濟比較，以選擇最經濟、合理的方案。
3.2 修復加固設計時要盡量保證加固措施能與原結構共同工作。
3.3 加固材料的選擇和取值應滿足：1）加固用鋼材一般選用I級或Ⅱ級鋼。2）加固用水泥應選用普通硅酸鹽水泥，標號不應低于32.5R。3）加固用混凝土強度等級應比原結構混凝土強度等級提高一級，且不宜低于C20級。4）粘結材料及化學灌漿材料的粘結強度應高于被粘結結構混凝土的抗拉強度和抗剪強度。
4 火災后鋼筋混凝土結構修復加固方法
4.1 常用的直接加固法
4.1.1 加大截面加固法：采用增大過火構件的截面面積，以恢復其承載力而滿足正常使用的方法。但現場施工的濕作業(yè)時間長，對生產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：該法特點和加大截面法相似，這種方法加固后不會影響建筑物的凈空，適用于火災中受損嚴重的混凝土構件的加固或修復。
4.1.3 有粘結外包型鋼加固法：在混凝土構件四周包以型鋼的加固方法(分為干、濕兩種形式)。當采用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼的表面溫度不應高于60℃；當環(huán)境有腐蝕介質時，應有可靠的防護措施。該法受力可靠、施工方便、現場工作量小，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件的加固。
4.1.4 外部粘結鋼板加固法：在混凝土構件外粘結鋼板，以提高受損構件承載力滿足正常使用功能的一種加固方法。該法施工快速、現場無濕作業(yè)，對生產和生活影響小，且加固后對原結構外觀和凈空間無顯著影響。該方法適用面較廣，對于混凝土受損嚴重和鋼筋受損嚴重的構件均適用。
4.1.5 粘貼纖維增強塑料加固法：除具有粘結鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等特點。但對于混凝土部分受損嚴重的構件不適用或需要結合其他方法進行加固。另外，這種方法需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土構件和一般構筑物。
4.2 常用的間接加固方法
4.2.1預應力加固法：采用外加預應力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合拉桿)或撐桿對結構進行加固的方法。適用于要求提高承載力強度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結構，包括大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變重要狀態(tài)下的混凝土構件的加固，但不適用于混凝土構件收縮徐變大的構件。
關鍵詞：鋼筋混凝土結構；可靠度；耐久性
引言
如果因為材料的制作、結構設計以及施工和使用過程中存在不確定性，要在規(guī)定的時間內結構是否可以完成預定的目標就很難進行估計。這里說的結構是否可完成預定功能的概率就是結構的可靠度[1]。在實際中，因為自然環(huán)境和材料內部因素等的影響，鋼筋混凝土結構的性能會因此而慢慢劣化，導致其抗力也因此下降，進而使得結構在規(guī)定時間內完成預定功能的能力不斷下降。
當前對結構可靠性的分析中并沒有考慮到結構抗力會受到時間的影響，如果結構的抗力一旦降低就會使得結構性能受到不利影響。在這樣的情況下，結構可靠度的變化也是進行工程設計和性能評估中十分關注的問題，也是進行結構可靠性研究中的一個主要的內容。
1. 抗力隨時間變化結構可靠度耐久性分析
根據工程結構可靠度設計標準的定義，結構可靠度是結構在規(guī)定的時間中，和一定的條件下完成預定功能的概念。若將某一極限狀態(tài)中的功能函數的隨機過程表示成
在這個公式當中，表示的是結構在T中需要時刻ti結構抗力低于結構的荷載效應，那么結構就會失效了。在通常的情況下，結構承受的荷載很多而且還很復雜，對結構可靠度進行分析的時候會將結構承受的荷載分為永久性荷載和可變性荷載。我國的一些專業(yè)部門在設定結構可靠度統(tǒng)一標準的時候，通常采用的是校準法，這個時候考慮的僅僅是永久荷載和可變荷載的組合，并且在這個基礎上對結構設計目標可靠指標進行確定，如果有多個可變荷載作用，再考慮可變荷載效應的概率組合[2]。將這一組合下結構狀態(tài)的功能函數表示成Z（t）=R（t）-G-Q（t），其中G表示的是永久荷載效應，Q（t）表示的是可變荷載。如果根據現行的結構設計方法且不將結構抗力隨時間變化考慮在內。
在腐蝕的環(huán)境中，因為結構抗力會因為時間的增加而下降，可靠度分析因此要將這點考慮在內，這就是時間可變可靠度的范疇。當結構性能劣化之后進行可靠性分析，有學者在較早以前就做過研究。但因為其考慮到結構抗力衰減并不是由環(huán)境腐蝕造成的，而是由荷載導致的，因而其分析方法和結構疲勞可靠度不同，且將每次未使結構失效的荷載當做是結構的驗證荷載，使用抗力截尾分布[2]。隨后，很多學者也做過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，前者計算起來很復雜，后者過用于可靠性近似計算，如果用于結構可靠性分析似乎有不適之處?？紤]到結構抗力受時間影響的可靠度分析，要保證計算結構的可靠性，該分析方法應當同現行的結構可靠度標準中使用的可靠度分析方法相互協(xié)調。針對現行的可靠度設計標準的假定，我國提出了等效抗力計算方式，能夠對老化結構的可靠度進行分析和評估。此外，考慮到抗力和時間關系的結構可靠度計算，很多都限于靜態(tài)荷載，對承受反復荷載的結構，但是要考慮環(huán)境腐蝕的影響時就需要計算其腐蝕疲勞可靠度。而相關的分析方法還不多。實際上，對處于腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土結構，腐蝕作用不但使得其截面面積因此減少，而且因為腐蝕不均勻還會導致其出現集中應力。因而，環(huán)境腐蝕對于剛勁結構疲勞性能的影響要大于其對靜態(tài)性能的影響。
2. 大氣環(huán)境下混凝土結構可靠度耐久性分析
混凝土和鋼筋混凝土是當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。一般認為這種材料是屬于耐久性較強的建筑材料，但是在最近幾年當中發(fā)現，因為結構耐久性不足而導致的各種病害時常發(fā)生，這些病害最終會使得工農業(yè)的生產遭受影響，因此，對混凝土結構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，這種介質對結構的腐蝕作用是導致結構耐久性失效的常見形式。經過調查發(fā)現，因沒有重視混凝土結構的那就行而產生的經濟代價是巨大的[3]。鋼筋受到銹蝕的前提是混凝土出現碳化現象，碳化是混凝土中性化中的一種形式，這種現象會使得混凝土中的堿性下降，而且當碳化達到了鋼筋的表面，而且表面的PH值低于10的時候，一旦接觸水和氧，鋼筋就會開始銹蝕。
鋼筋發(fā)生銹蝕一般會經歷三個階段。其銹蝕的速度同化學組成有很大的關系，而且同結構處的環(huán)境以及混凝土保護層的厚度關系很大。在不同的大氣環(huán)境中，鋼筋的銹速度也是不同的。鋼筋銹蝕的過程一般是很復雜的，而且受到的影響也很多，對其進行研究較少。此外，在混凝土順筋開裂前后，其銹蝕的速度也不一樣?；炷量v向順筋開裂通常被認為是因為銹蝕產物產生了膨脹壓力導致的。通過實驗分析發(fā)現，混凝土開裂時鋼筋的銹蝕量為
當鋼筋出現銹蝕后，構件的抗力就會一直下降，使用常規(guī)的方法進行可靠度分析計算也已經不適用。這時需要考慮永久荷載和可變荷載組合問題，將前者設為G，T內可變荷載的效應為QT，，結構功能函數為
3. 結論
經濟的發(fā)展促進了工程建設的發(fā)展，我國工程項目的建設也越來越多，建筑工程的水平也已經趕上了國際水平[4]。在建筑中，各種混凝土的應用越來越廣泛，其結構耐久性問題也得到重視。對于混凝土結構可靠度耐久性分析需要從多個方面進行考慮，通過有效的措施確保結構可靠的那就行得到保障，促進工程建設的發(fā)展。
【參考文獻】
[1]張璐. 在役鋼筋混凝土結構的耐久性評估與剩余壽命分析[D].華僑大學，2006.
[2]張苑竹. 混凝土結構耐久性檢測、評定及優(yōu)化設計方法[D].浙江大學，2003.