時間：2023-09-06 16:53:46
序論：在您撰寫混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土、耐久性設(shè)計、結(jié)構(gòu)、耐久性
中圖分類號： TU528.571 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、前言
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力?，F(xiàn)行規(guī)范主要考慮荷載作用下結(jié)構(gòu)承載的安全性與使用性的要求,按照承載能力極限狀態(tài)來進行設(shè)計，以保證結(jié)構(gòu)的安全。但較少考慮在結(jié)構(gòu)的長期使用過程中，由于環(huán)境作用引起材料性能劣化對結(jié)構(gòu)安全性與耐久性的影響。結(jié)構(gòu)可靠性是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下、完成預(yù)定功能的能力。但由于環(huán)境、材料、設(shè)計、施工、使用及養(yǎng)護方面未滿足規(guī)范的要求，不能保證設(shè)計所要求的可靠性,因此，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限內(nèi)，基于可靠度基本理論，考慮抗力和荷載的隨機變化特性，將靜態(tài)的性能參數(shù)與動態(tài)的耐久性參數(shù)在設(shè)計中有機結(jié)合在一起，減少人為因素的影響，保證結(jié)構(gòu)應(yīng)有的安全性與耐久性，具有重要的社會價值和經(jīng)濟效益。
二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要原因
混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指在設(shè)計確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。耐久性是建筑結(jié)構(gòu)必須滿足的功能之一，我國規(guī)定普通房屋和構(gòu)筑物的設(shè)計使用年限為50年?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性按正常使用極限狀態(tài)控制，特點是隨時間發(fā)展因材料劣化而引起性能衰減。耐久性的極限狀態(tài)表現(xiàn)為: 鋼筋混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)繡脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開始銹蝕；結(jié)構(gòu)表面混凝土出現(xiàn)可見的耐久性損傷( 酥裂、粉化等)。材料劣化進一步發(fā)展還可能引起構(gòu)件承載力問題，甚至發(fā)生破壞。由于影響混凝土結(jié)構(gòu)材料性能劣化的因素比較復(fù)雜，其不確定性很大，一般建筑結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計只能采用經(jīng)驗性的定性方法解決。
三、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素
影響混凝土耐久性的因素很多，主要包括:環(huán)境因素、材料因素、設(shè)計因素、施工因素等四個方面。
1、環(huán)境因素
（1）混凝土碳化
混凝土中堿性物質(zhì)（Ca(OH)2）使混凝土內(nèi)的鋼筋表明形成氧化膜，它能有效地保護鋼筋，防止鋼筋銹蝕。但由于大氣中的二氧化碳（CO2）與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土的pH值降低，這就是混凝土的碳化?？紤]混凝土碳化的隨機性，在工程實踐中，國內(nèi)外常用的碳化速率模型如下公式:
上式中:
X 碳化深度；
t:碳化時間(結(jié)構(gòu)服役時間)；
K:碳化系數(shù)，表示碳化的速度。
（2）硫酸鹽腐蝕
硫酸鹽對混凝土的化學(xué)腐蝕有兩種:
①與混凝土中的水化鋁酸鈣反應(yīng)形成硫鋁酸鈣；
②與混凝土中氫氧化鈣結(jié)合形成硫酸鈣；
兩種反應(yīng)均會造成體積膨脹，使混凝土開裂。硫酸鹽對混凝土的化學(xué)腐蝕過程一般較為緩慢，通常要持續(xù)很多年，地下水、土中的硫酸鹽可以滲入混凝土內(nèi)部，并在一定條件下使得混凝土毛細孔隙水溶液中的硫酸鹽濃度不斷積累，當(dāng)超過飽和濃度時就會析出鹽結(jié)晶而產(chǎn)生很大的壓力，導(dǎo)致混凝土開裂破壞，這一過程是純粹的物理作用。
2、混凝土凍融破壞
混凝土的抗凍耐久性是指飽水混凝土抵抗凍融循環(huán)作用的性能。當(dāng)發(fā)生混凝土凍融破壞的必要條件是當(dāng)混凝土處在凍融循環(huán)交替作用和飽水狀態(tài)下，所以，在寒冷地區(qū)和與水接觸的混凝土結(jié)構(gòu)物經(jīng)常發(fā)生混凝土凍融破壞，如發(fā)電站冷卻塔、水池、陽臺、水工混凝土結(jié)構(gòu)物等。混凝土的抗凍性是混凝土耐久性中最重要的問題之一。
3、材料因素
混凝土原材料中的堿與骨料中的活性成份在混凝土澆筑成型后若干年逐漸反應(yīng)，生成物吸水膨脹使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，膨脹開裂。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體在混凝土內(nèi)部呈均勻分布，一旦發(fā)生堿骨料反應(yīng),混凝土內(nèi)各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，使混凝土開裂。而混凝土的開裂往往又會加劇鋼筋的銹蝕、凍融破壞、碳化和侵蝕等腐蝕作用，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的迅速下降，針對混凝土的堿骨料反應(yīng)，目前尚無有效的阻止和修復(fù)方法，因此被稱為“混凝土的癌癥”。
4、設(shè)計因素
依據(jù)Fick第二擴散定理，氯離子擴散至鋼筋表面的時間與保護層厚度的平方成正比；在碳化現(xiàn)象中，保護層的厚度與二氧化碳的擴散速度密切相關(guān)。保護層的厚度決定了介質(zhì)侵入到鋼筋表面時間的長短。過多超量的水在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部留下了孔縫，從而大大降低了混凝土的密實度而增加了空隙率和滲透性，使混凝土容易受有害氣體和液體的侵蝕滲透，表面吸水率和滲透也增大，使抗?jié)B能力下降幅度過大。
5、施工因素
施工因素（混凝土振搗和后期養(yǎng)護）對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響，如在施工過程中振搗不密實，就會在混凝土中留下很多孔徑，從而減小混凝土的密實性，使混凝土結(jié)構(gòu)更容易遭受凍融、酸堿侵蝕、碳化等。在后期養(yǎng)護中，如養(yǎng)護不及時，特別是大體積混凝土,由于混凝土的收縮開裂的因素，在混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫,從而使酸堿介質(zhì)、CO2等更容易進入混凝土內(nèi)部，使鋼筋銹蝕，體積膨脹，造成混凝土結(jié)構(gòu)破壞。
四、基于可靠性的耐久性設(shè)計
1、耐久性極限狀態(tài)
混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件耐久性極限狀態(tài)應(yīng)按正常使用下的適用性極限狀態(tài)考慮，且不應(yīng)損害到結(jié)構(gòu)承載能力和可修復(fù)要求。其耐久性極限狀態(tài)可分以下三種:
①鋼筋開始發(fā)生銹蝕的極限狀態(tài)。
②鋼筋發(fā)生適量銹蝕的極限狀態(tài)。
③混凝土表面發(fā)生輕微損傷的極限狀態(tài)。
2、基于可靠性的耐久性設(shè)計的計算模型
在基于可靠度的設(shè)計理論框架下，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的目的:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)定時期內(nèi)，其材料性能的劣化不致導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率?？煽慷饶Ｐ涂紤]時間變化因素，是結(jié)構(gòu)可靠度分析的動態(tài)模型。這種方法是直接計算不同時刻t的抗力效應(yīng)R(t)與荷載效應(yīng)S(t)的兩個隨機變量，用蒙特卡羅法求對應(yīng)時刻功能函數(shù)Z(t)的可靠度,從而求出混凝土結(jié)構(gòu)的動態(tài)可靠度變化。從理論上講,這種方法很適合混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究。從強度降低的計算、某一時刻抗力效應(yīng)隨機變量計算、功能函數(shù)可靠度計算到最終回歸出動態(tài)可靠度函數(shù)，每個步驟都可使用計算機來實現(xiàn)。
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的功能函數(shù)隨機過程為:
Z(t)=R(t)-S(t)
式中:
R(t)為結(jié)構(gòu)抗力隨機過程；
S(t)為結(jié)構(gòu)荷載隨機過程。
其可靠度指標(biāo):
上式中:
UR(t)、US(t)分別是R(t)、S(t)的平均值；
σ2R(t)、σ2S(t)分別是R(t)、S(t)的標(biāo)準(zhǔn)差。
五、結(jié)語
1、由于影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，難以達到定量設(shè)計的程度。GB/T 50476-2008采用了宏觀控制的方法，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限和環(huán)境類別對結(jié)構(gòu)混凝土提出相應(yīng)的限制和要求，以保證其耐久性，為此，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合已有的設(shè)計經(jīng)驗和當(dāng)?shù)毓こ虒嵺`認(rèn)真的進行結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計。
2、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法正在由強度設(shè)計向耐久性設(shè)計轉(zhuǎn)變的階段。目前，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素的研究僅局限于個別因素，應(yīng)該結(jié)合工程實際，綜合考慮各種因素對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響。耐久性設(shè)計應(yīng)該以對不同的環(huán)境類別和條件進行分類，對不同設(shè)計使用年限的結(jié)構(gòu)提出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
3、基于可靠性的耐久性設(shè)計考慮了抗力和荷載的隨機變化特性，將靜態(tài)的性能參數(shù)與動態(tài)的耐久性參數(shù)在設(shè)計中有機結(jié)合在一起，較好的符合結(jié)構(gòu)損傷對服役壽命影響的變化規(guī)律，減少了人為因素的影響，對耐久性設(shè)計提供了一定的參考價值。
參考文獻:
[1] 丁大鈞:《現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》,《中國建筑工業(yè)出版社》，2000
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；耐久性；設(shè)計方法
現(xiàn)階段，在我國的道路工程和建筑工程的施工建設(shè)過程中，采用的最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式就是混凝土結(jié)構(gòu)，由于混凝土結(jié)構(gòu)具有較強的環(huán)境特性和使用特性，因此，越來越多的建筑機構(gòu)也更加地重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題了?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性好壞對于工程施工的整體質(zhì)量是有著重要的影響的，同時由于耐久性的延續(xù)，其還會直接影響工程項目的使用壽命。從我國的工程項目中開始運用混凝土結(jié)構(gòu)以來，因為混凝土結(jié)構(gòu)的自身所產(chǎn)生的質(zhì)量問題，對工程的施工情況也產(chǎn)生的一定影響，而其最主要原因就是混凝土的耐久性沒有達到合格的標(biāo)準(zhǔn)，即使是在歐美等發(fā)達國家中，其在工程方面所產(chǎn)生的費用也已經(jīng)占到了工程總費用的一半以上，在我國也是如此，因此，其結(jié)構(gòu)的耐久性問題也已經(jīng)成為了整個行業(yè)普遍關(guān)注的問題，其造成的損失和事故直接威脅著社會的安定和團結(jié)。
1 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概述
在深入研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的過程中，應(yīng)對其不斷的進行總結(jié)，而所謂的耐久性就是指混凝土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在事前可以預(yù)測到的工作環(huán)境中，并且在很多外界因素的影響下，在規(guī)范的時間內(nèi)對污染物侵蝕、天氣以及使用等各種因素所導(dǎo)致的劣化作用進行抵抗的過程，在這段抵擋外界因素的規(guī)定的時間之內(nèi)，不用采取相應(yīng)的養(yǎng)護和維修的措施就可以繼續(xù)發(fā)揮固有的作用，充分地保證了混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和實用性，使其符合工程項目的實際要求。
在定義混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的過程中，對于其影響的因素主要歸納為三個方面，分別為功能、環(huán)境以及經(jīng)濟，而在特定的條件下，外界的不可抗拒的因素肯定也會侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，另外，混凝土自身結(jié)構(gòu)是很難保證絕對穩(wěn)定的，隨著時間的不斷推移，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性肯定也是逐步的降低的，因此，在道路工程以及建筑工程等項目的使用過程中，混凝土結(jié)構(gòu)在正常和自然的損耗下，其耐久性就也會受到不同程度的影響。在此行業(yè)中，對混凝土結(jié)構(gòu)的作業(yè)區(qū)域進行了詳細地分析，根據(jù)其實際的應(yīng)用情況一共將其分為了六大應(yīng)用環(huán)境，即海洋、大氣、化學(xué)物質(zhì)、環(huán)境水、土壤以及特殊工作環(huán)境，而對于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性來說，其是結(jié)構(gòu)自身的一種綜合性能，對結(jié)構(gòu)的整體承載力和正常使用會產(chǎn)生一定的影響，并且隨著時間的不斷推移，在計算混凝土結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)和承載能力的過程中，也應(yīng)將其耐久性納入進來。
2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法
隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也是越來越廣泛，而在實際施工經(jīng)驗和應(yīng)用經(jīng)驗不斷積累的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路也在不斷地發(fā)生著變化，在工程項目的設(shè)計工作中也開始重點研究混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計工作中，同時對其耐久性也在進行的不斷的試驗和更新。在二十一世紀(jì)初，我國對發(fā)達國家的與混凝土耐久性設(shè)計有關(guān)的先進經(jīng)驗進行充分的研究，同時在進行了完整的歸納后頒布了《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》，在2005年時，我國的土木工程學(xué)會又在此基礎(chǔ)上制定并頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計及施工指南》，在之后的區(qū)區(qū)幾年內(nèi)，在行業(yè)中又相繼地頒布了與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計相關(guān)的多種規(guī)范制度和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，隨著這些文件的問世，我國在世界上的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計領(lǐng)域也逐漸的占有了一席之地，并且也具有了獨立的設(shè)計思想，在建筑工程項目使用壽命的延長方面以及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方面也是具有代表性的話語權(quán)的。
通常情況下，在現(xiàn)階段對混凝土結(jié)構(gòu)進行耐久性設(shè)計的過程中，在行業(yè)中主要存在著兩大設(shè)計方法，第一種是起源于歐洲國家的設(shè)計方法，設(shè)計單位首先會根據(jù)項目業(yè)主單位的想法以及工程項目的實際投資情況，先對項目的使用壽命進行初步的預(yù)測，之后應(yīng)大致的判定工程項目施工建設(shè)的現(xiàn)場環(huán)境，應(yīng)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測到混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中可能會遭受到的必要腐蝕，找到產(chǎn)生腐蝕性效果的各類因素，接著應(yīng)在對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的過程中，將能夠有效抵抗環(huán)境作用的極限方程融入進來，最后應(yīng)利用極限狀態(tài)的計算方法對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性進行準(zhǔn)確的驗算。這一方法能夠大致的判定出混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性情況，然而卻也是只能通過材料的層面對其進行表面行的判定，在結(jié)構(gòu)的使用計算模型等方面所起到的作用是較小的，所以，這一設(shè)計方法在實際計算過程中是較少應(yīng)用的，并且權(quán)威性較差。
第二種設(shè)計的方法則是將實際應(yīng)用與理論數(shù)據(jù)有效結(jié)合的方法，在計算和驗算混凝土結(jié)構(gòu)實際耐久性的過程中，還會準(zhǔn)確的判定出工程項目的內(nèi)部構(gòu)造，與第一種混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計方法相比，這種設(shè)計方法在形式上更加靈活，同時應(yīng)用起來也更加快捷和方便，同時也能夠較好的適應(yīng)我國現(xiàn)階段建筑行業(yè)的現(xiàn)狀，符合廣大設(shè)計人員的設(shè)計習(xí)慣，更加易于被他們所接受。而采用這種方法也是有一定的難點的，即在分析混凝土結(jié)構(gòu)耐久性系數(shù)公式當(dāng)中的可靠性指標(biāo)變化規(guī)律的過程中，設(shè)計人員必須要結(jié)合大量的實際數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，并且在充分地研究了這些實際數(shù)據(jù)后才能確定混凝土結(jié)構(gòu)抗力的最終的分析模型。我國是一個幅員遼闊的國家，在不同的地區(qū)，其地質(zhì)地形條件都是有著較大的區(qū)別的，因此，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用在不同的地區(qū)時，是不能夠套用在其他地區(qū)的抗力系數(shù)的，并且在其他地區(qū)的抗力系數(shù)也不能夠成為本地區(qū)的準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)，可見，采用這種設(shè)計方法時，其在計算各種設(shè)計參數(shù)時是存在著一定的誤差的。
3 結(jié)束語
通過以上的論述，對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概述以及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法兩個方面的內(nèi)容進行了詳細地分析和探討?，F(xiàn)階段，隨著我國土建工程項目的數(shù)量越來越多，也出現(xiàn)了大量的新建項目和返修項目，在這些項目中的主體結(jié)構(gòu)也通常都是采用混凝土結(jié)構(gòu)的，在發(fā)達國家中也越來越重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題了，并且很多國家也是在付出了一定的代價后才吸取到了成功的應(yīng)用經(jīng)驗，我國自從實施了改革開放的政策后，各個地區(qū)也開始建設(shè)了大量的建筑工程項目，所以，我國在對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進行研究的過程中，應(yīng)充分地吸收發(fā)達國家的成功的應(yīng)用經(jīng)驗，通過參照這些可靠的數(shù)據(jù)進行科學(xué)化和系統(tǒng)化的研究以及強化分析，全面地判定出建設(shè)工程項目的使用壽命以及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久度設(shè)計，從而進一步強化和改進混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計工作，在保證了各類型施工項目整體質(zhì)量的同時，盡可能地延長其使用壽命，從而促進我國建筑工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]李榮.混凝土基本構(gòu)件鋼筋銹蝕前后性能試驗研究[J].工業(yè)建筑，2010.
[2]金偉良.鋼筋與混凝土粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系的試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2012.
【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)安全性可靠度設(shè)計方法
中圖分類號：TU37 文獻標(biāo)識碼：A
一、前言
對于混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠度的設(shè)計要從結(jié)構(gòu)承受能力的安全度和結(jié)構(gòu)牢固度、耐久性等幾個方面進行綜合考慮，還要結(jié)合考慮人為差錯的不利影響。我們在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中要使各項安全系數(shù)和可靠性能滿足各種規(guī)范的需要，滿足混凝土結(jié)構(gòu)的需要，為建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范可靠性設(shè)計方法的概述
在工程項目建設(shè)的過程中首先要對工程結(jié)構(gòu)的可靠性進行研究，只有工程的可靠性在滿足各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下才能保證建筑工程的安全。在工程項目設(shè)計的過程中，各種工程對其可靠性要求不同，這就造成在工程結(jié)構(gòu)施工的過程中各項指標(biāo)達到的程度要求不同。在工程項目建設(shè)的過程中工程結(jié)構(gòu)首先要滿足用戶的需要，在滿足用戶需要的情況下最大限度的提高工程的可靠性。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中必須要對結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范進行考慮。在以往的設(shè)計過程中判斷結(jié)構(gòu)的可靠性以構(gòu)建的最大承受力為依據(jù)。在當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計過程中對安全性和可靠性都要經(jīng)過嚴(yán)格的計算，通過材料和載荷等各項系數(shù)，利用公式對混凝土結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)和安全系數(shù)進行計算。在實際的施工的過程中，我們要根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H環(huán)境的不同和施工工藝不同，在對各項系數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以滿足混凝土結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)和可靠性指標(biāo)的要求。
三、我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，主要要對工程的安全性、耐久性和可靠性進行充分的考慮，混凝土結(jié)構(gòu)承載著整個建筑，對建筑有一定的支撐性。因此混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性直接影響著整個建筑的安全性和可靠性。下面就從混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和可靠性進行分析。
1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中結(jié)構(gòu)的承載力是首先需要考慮的問題，承載力的大小直接影響建筑物的安全性，過小的承載力必然會影響到建筑的安全性。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中對承載的載荷是有明確規(guī)定的，不同的混凝土結(jié)構(gòu)對承載的載荷要求也各不相同，不同國家對承載的載荷要求也有所不同。一般情況下發(fā)達國家混凝土結(jié)構(gòu)承載的載荷比我們國家要高一些。材料強度分項系數(shù)的大小對混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性也有一定的影響，因為材料強度分項系數(shù)直接影響著混凝土結(jié)構(gòu)承載載荷的計算結(jié)果。荷載分項系數(shù)在規(guī)范中有明確的規(guī)定，其大小對混凝土結(jié)構(gòu)的安全度有一定的影響，荷載分項系數(shù)大能在對安全性能進行儲備，提高混凝土的承載力，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大,表明安全度越
2、結(jié)構(gòu)的整體牢固性
混凝土結(jié)構(gòu)不僅需要有足夠的承載力還需要有一定的牢固性，混凝土結(jié)構(gòu)的整體牢固性是建筑的另一項指標(biāo)，足夠大的牢固性使建筑在受到外力破壞時不會出現(xiàn)大面積的倒塌，使建筑物在受到地震、撞擊等外力的作用時仍能保證其整體的連續(xù)性，這樣建筑物在倒塌的過程中就會減少對人員的傷害。例如，在發(fā)生地震的過程中，如果混凝土結(jié)構(gòu)有一定的牢固性，就不會出現(xiàn)整個房屋的倒塌，會留出一定逃生出路和空間，給人們一生存的機會。
3、結(jié)構(gòu)的安全耐久性
在規(guī)范中對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有著嚴(yán)格的要求，隨著混凝土結(jié)構(gòu)使用時間的延長，結(jié)構(gòu)承載能力會有所下降，這就要求在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要根據(jù)建筑使用的年限進行設(shè)計?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性和使用的環(huán)境也有一定的要求，使用環(huán)境惡劣相對耐久性就會下降，相反，混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限就會相對的延長，耐久性就會增加。
四、關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計方法
在混凝土結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的過程中，我們要以各種規(guī)范和要求作為設(shè)計的主要依據(jù)，在設(shè)計的過程中要對各種因素進行充分的考慮。影響混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性的因素要進行預(yù)留，避免由于設(shè)計完成后，在使用的過程中由于各種影響因素影響混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和可靠性。在當(dāng)前通過相關(guān)的公式進行計算來確定混凝土結(jié)構(gòu)承載的載荷，這在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中是一種比較準(zhǔn)確的方法，是當(dāng)前工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的進步。
五、混凝土結(jié)構(gòu)可靠度分析
1、基于模糊失效準(zhǔn)則的混凝土裂縫寬度可靠度分析
結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的設(shè)計使用期內(nèi),在正常的維護條件下,應(yīng)該可以維持其使用功能,而不需要進行大型的修理和加固。根據(jù)我國國標(biāo)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)的功能可以概括為以下三點
(l)安全性，在混凝土結(jié)構(gòu)使用的過程中，除了要承載正常使用情況下的載荷外，面對一些突發(fā)事件引起的變形也需要有一定的承載。例如在進行房屋設(shè)計的過程中，房屋的抗震等級設(shè)計就是對混凝土結(jié)構(gòu)安全性的一項重要考慮。使房屋在滿足使用要求的情況下，還能抵抗地震的能力。
(2)適用性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)該具有良好的工作性能。不至于產(chǎn)生影響正常使用的過大的變形或者振動,不發(fā)生讓使用者感到不安的過寬的裂縫。
(3)耐久性，在進行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程要根據(jù)其使用年限確定各項材料的系數(shù)，建筑的耐久性直接決定混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝和施工材料的選擇，不發(fā)生嚴(yán)重的混凝土碳化和鋼筋銹蝕的損壞現(xiàn)象。整個建筑結(jié)構(gòu)或者某一構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足規(guī)定的某一特定功能要求,這個狀態(tài)就被稱為該功能的極限狀態(tài),例如某構(gòu)件即將傾覆、失穩(wěn)、壓屈、滑移、開裂等等。若結(jié)構(gòu)能夠完成預(yù)定的各項功能,則結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài),反之則處于失效狀態(tài),那么失效狀態(tài)和有效狀態(tài)的分界則被稱為極限狀態(tài)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定極限狀態(tài)可以分為正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)兩類。承載力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件達到最大承載力或者達到不應(yīng)該繼續(xù)承受載荷的變形狀態(tài)。
2、CFRP加固鋼筋混凝土梁模糊可靠度研究
隨著可續(xù)技術(shù)的不斷發(fā)展，CFRP加固鋼筋混凝土梁已經(jīng)得到了快速的發(fā)展，在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計的過程中通過添加一定比例的鋼筋，通過提高混凝土的安全系數(shù)來提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。在混凝土的施工過程中，鋼筋一般情況下包圍在混凝土的內(nèi)部，這樣就對鋼筋形成一層保護層，這樣就在一定程度上減緩了鋼筋的腐蝕。這種保護一旦破壞鋼筋就會發(fā)生腐蝕，鋼筋的腐蝕速度和混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境也有一定的關(guān)系，例如在海洋工程施工過程中，由于溫度和濕度等環(huán)境比較適宜，在一定程度上會增加混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕速度，在混凝土結(jié)構(gòu)使用的過程中其承載的載荷會逐漸的減少，這樣就造成在使用過程中混凝土的安全性、耐久性、可靠性都會出現(xiàn)下降，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。
五、結(jié)束語
通過分析，我們對混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可靠度的設(shè)計有了一個較深入的了解，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中我們要對其安全性、可靠性和耐久性進行充分的考慮，要不斷的提高混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計手段和方法，提高混凝土結(jié)構(gòu)安全性和可靠度的設(shè)計是需要從業(yè)人員共同努力，對涉及到的內(nèi)容進行仔細認(rèn)真的核算，通過科學(xué)方法達到最終目的，保證建筑的質(zhì)量和安全。
參考文獻
[1] 貢金鑫,趙國藩.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)考慮耐久性的可靠度研究進展[J]工業(yè)建筑,2000
[2]李敏，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[J]北京:交通出版社,2010
混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性設(shè)計 問題 方法；
前言
混凝土結(jié)構(gòu)是我國目前建筑業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)，同時混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是所有建筑企業(yè)都無法忽略的問題。而目前我們對混凝土結(jié)構(gòu)的認(rèn)識還主要是在安全性上面，對耐久性缺乏足夠的認(rèn)識，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在耐久性方面存在著一定的缺陷，影響建筑物的質(zhì)量?；炷恋哪途眯匀菀资芏喾N因素的影響。對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性以及設(shè)計方法進行研究能夠讓我們對其有一個充分的了解，弄清楚耐久性的設(shè)計方法，找出提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的方法，延長建筑物的使用壽命。
一、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念
混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指混凝土結(jié)構(gòu)在所處的空間中，正常的受到外界各種因素如風(fēng)、雨等的影響，不需要投入大量的物力進行維修，同樣可以保持結(jié)構(gòu)的安全性以及實用性。環(huán)境、功能以及經(jīng)濟是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性概念中必不可少的三個部分，環(huán)境是指混凝土結(jié)構(gòu)所處的外部環(huán)境；功能是指經(jīng)過一段時間混凝土結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)保持其實用性和安全性；經(jīng)濟是指混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中不需要投入大的資金進行維修?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性不僅要考慮對外部影響的承受能力，而且還包括結(jié)構(gòu)的使用性能以及維修情況等。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生耐久失效將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的外形以及功能同樣發(fā)生變化，影響建筑物的安全。
二、目前混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要方法以及問題
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法主要有兩種，第一種是由歐洲國家制定的設(shè)計規(guī)范，成功解決了在結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面的要求，但是該方法還存在一定的缺陷，不能與我國建筑行業(yè)的發(fā)展要求相適應(yīng)，生搬硬套不利于我國建筑行業(yè)的發(fā)展，因此我們在制定設(shè)計規(guī)范時，要充分考慮到我國的實際情況，設(shè)計出能夠符合我國發(fā)展需要的結(jié)構(gòu)；另一種方法將混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計分為兩個階段，一階段是計算與核算階段，另一階段是構(gòu)造設(shè)計階段，其中前一階段是設(shè)計中最重要的部分；但是該方法同樣的也存在一定的缺陷，試驗中影響因素是唯一的，如現(xiàn)實的情況不相符，要耗費大量的人力、物力來進行組織收集所需要的數(shù)據(jù)、材料等，除此之外，該方法對設(shè)計人員提出了很好的要求，對于一般規(guī)模較小的工程來說，可操作性非常小。
三、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的方法
通過調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的危害是巨大的，不僅造成大的經(jīng)濟損失，甚至?xí){人們的生命安全，因此我們必須要提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，而設(shè)計是最好的方式。在設(shè)計時，必須要注意對材料以及結(jié)構(gòu)方面的要求。
3.1材料方面的要求
要根據(jù)建筑物的所在地的環(huán)境以及其它影響條件選擇最佳的材料。不同的環(huán)境對于混凝土的材料要求是不相同的，如在比較容易上凍的地方要注意根據(jù)上凍的次數(shù)在混凝土中加入適量的引氣劑；如在氯比較容易遭到破壞的環(huán)境中時，要嚴(yán)格控制混凝土中氯成分的含量。
3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求
根據(jù)外部環(huán)境和使用要求的影響，選擇最佳的混凝土厚度、鋼筋以及放水、防腐層；當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件容易遭到外界環(huán)境破壞時，應(yīng)選擇大規(guī)格的鋼筋，同時在構(gòu)構(gòu)件表面涂抹一定的防護材料；在墻面與混凝土之間設(shè)置一定的防水層，防止積水對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響。嚴(yán)格控制裂縫的寬度，根據(jù)要求對寬度進行驗算。
3.3對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性極限進行驗證
首先要確定混凝土結(jié)構(gòu)各部分構(gòu)件的使用極限，重要的構(gòu)件要進行重點監(jiān)測；其次要建筑物的要求制作一個規(guī)格相同的模型，將所制造的模型在與建筑物建筑地點相同的條件下進行實驗，找出耐久性使用的極限狀態(tài)，根據(jù)結(jié)構(gòu)驗證所使用的材料以及結(jié)構(gòu)是否符合所要求的標(biāo)準(zhǔn)，能否滿足安全性能以及使用性能的要求。
四、結(jié)語
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已經(jīng)成為我們必須要關(guān)注的問題。研究混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，找出提高其耐久性的方法，通過設(shè)計來提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。我國對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究起步較晚，發(fā)展比較緩慢。因此，我們要充分吸收國外有關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的先進經(jīng)驗，制定出符合我國國情的規(guī)范要求；選擇最佳的材料以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的極限進行驗證，促進建筑行業(yè)的整體發(fā)展。
參考文獻
[1]劉凱，路新瀛.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與耐久性壽命預(yù)測[J].四川建筑科學(xué)研究，2006，04：77-79.
[2]金偉良，呂清芳，趙羽習(xí)，干偉忠.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法與壽命預(yù)測研究進展[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2007，01：7-13.
[3]周錫武.關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的問題研究[D].華中科技大學(xué)，2008.
【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土柱；型鋼混凝土柱；結(jié)構(gòu)設(shè)計
隨著社會的發(fā)展，人們對建筑物的要求也越來越高。各種新技術(shù)被應(yīng)用到建筑業(yè)中，對于建筑物來說基本的設(shè)計就是建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)前在建筑中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)是：剛一混凝土組合結(jié)構(gòu)。經(jīng)過不斷的改進和優(yōu)化，這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也更加的成熟，并逐漸的向結(jié)構(gòu)體系方面發(fā)展。承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件是組合結(jié)構(gòu)體系中最主要的構(gòu)成部分，一般采用的是型鋼混凝土和鋼管混凝土。將兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合應(yīng)用，可以提高建筑結(jié)構(gòu)的受力性能。在結(jié)合這兩種結(jié)構(gòu)的是要注意二者之間的差異，設(shè)計師在設(shè)計時要注意到這一點。
1.鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)與型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)工作原理比較
鋼管混凝土是指將混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)形成的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于混凝土不是一種均勻的材料，混凝土中砂石和骨料之間會有一些縫隙，當(dāng)超過混凝土的承受力時，混凝土的縫隙會繼續(xù)擴大，使得混凝土分成若干與軸向壓力方向大致平行的微柱，進而破壞混凝土。將混凝土填入到圓形鋼管內(nèi)，鋼管可以提供給內(nèi)部混凝土側(cè)向壓力，進而限制混凝土之間的縫隙繼續(xù)擴大，提高從而提高混凝土的抗壓性能和變形能力。在一些比較薄的鋼管內(nèi)部填入混凝土，內(nèi)部的混凝土對鋼管也起到了一定的支撐作用，可以防止鋼管承受壓力過大后發(fā)生變形和失穩(wěn)。通過以上分析總結(jié)出了鋼管混凝土柱的工作原理：鋼管混凝土柱利用的鋼管對內(nèi)部混凝土的側(cè)向壓力來達到約束混凝土的目的，鋼管內(nèi)部的混凝土受到的是三個方向上的應(yīng)力，限制了混凝土的縱向裂變，同時提高了混凝土的抗壓性能和壓縮能力。而在鋼管內(nèi)部填筑混凝土以后，可以提高鋼管本身的穩(wěn)定性，增強了鋼管混凝土的抗壓性能。
型鋼混凝土柱是指在配置混凝土?xí)r采用型鋼作為主要的受力骨架，其他的構(gòu)件采用鋼筋來受力。在配置混凝土?xí)r加入型鋼，使得混凝土和型鋼能夠相互制約。型鋼可以制約混凝土，提高混凝土的強度；而型鋼被混凝土包圍在內(nèi)側(cè)，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的承載力超過構(gòu)件以后，型鋼的局部不會發(fā)生變形。型鋼混凝土柱的承載力要遠遠高于鋼筋混凝土柱，由于型鋼混凝土柱的型鋼是集中配置的，鋼筋混凝土中的鋼筋是分散配置的，因此型鋼混凝土柱的剛度要比鋼筋混凝土剛度高。
2.鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)與型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)計算方法比較
在計算鋼管混凝土承載力時參考的是套箍指標(biāo)，反應(yīng)鋼管混凝土的組合作用和受力性能的一個重要參數(shù)就是套箍指標(biāo)，數(shù)θ=As ×fs/ fc ×Ac ， θ范圍在0.3～3 之間， 下限0.3 是為了防止鋼管對混凝土的約束作用不足而引起脆性破壞， 上限3 是為了防止因混凝土強度等級過低而使結(jié)構(gòu)在使用荷載下產(chǎn)生塑性變形[1]。通過實驗驗證：當(dāng)0 .3 ≤θ≤3 時，在正常的使用環(huán)境下，鋼管混凝土構(gòu)件的工作性能具有一定的彈性，當(dāng)達到一定的承載力以后鋼管混凝土依然有很好的延展性。在這種情況下，鋼管混凝土柱的抗壓性和承載力都得到了最大化的發(fā)揮，可以有效的避免因鋼管混凝土柱不穩(wěn)定而降低混凝土柱的承載力和軸心力的偏移，此外還要注意鋼管混凝土的長度和粗細的比例，其比值不能大于20（L＼D≤20），而軸壓力的偏心率不能大于1（e0＼rc≤1）。當(dāng)θ≥0.9時，在鋼管混凝土柱的應(yīng)力――應(yīng)變曲線中沒有下降的情況，當(dāng)軸壓比為1時，鋼管混凝土的抗彎能力仍滿足構(gòu)件的需求，在這種情況下可以不用限制軸壓比[2]。為了增強型鋼混凝土的延性和耗能性能，需要控制型鋼混凝土的軸壓比，在計算型鋼混凝土的軸壓比時可以用：N/（fc ×Ac + fa ×Aa）這個公式來計算。
3.型鋼混凝土柱與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點比較
通過分析鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱的工作原理和計算方法，可以看出這兩種結(jié)構(gòu)的混凝土都有各自的優(yōu)點和缺點。在設(shè)計和實際的應(yīng)用中，就要注意二者的不同，選擇合適的結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：第一，因為鋼管能夠制約內(nèi)部的混凝土，使得混凝土受到三個方向上的應(yīng)力，提高了混凝土柱的抗壓強度。第二，填在鋼管內(nèi)部的混凝土又可以控制鋼管，防止鋼管發(fā)生局部的彎曲和變形，從而很好的提高了鋼管的抗壓強度。第三，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱的抗扭承載力和抗剪強度也都得到了很大的提升。此外，也提高了內(nèi)部的混凝土的抗壓強度，使得混凝土能夠發(fā)揮出高強度混凝土的作用。第四，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土需要承載的壓力更高，不用控制限壓比，混凝土柱截面的面積可以縮小到一半以上。第五，與型鋼混凝土柱相比，型鋼混凝土需要承載的壓力是鋼管和混凝土單獨承載力之和的2倍，因此可以減小截面的面積[3]。外部的鋼管對內(nèi)部的混凝土產(chǎn)生的套箍作用，當(dāng)柱發(fā)生破壞時，由直接性的破壞轉(zhuǎn)化為延性破壞。當(dāng)θ≥0.9時，在往復(fù)水平荷載的作用下，柱的延性得到了提升，具有很大的延性系數(shù)值。第六，采用的是管壁比較薄的鋼管，不用為了加厚鋼管而進行額外的焊接加工工序。第七。在鋼管內(nèi)部填入混凝土以后，混凝土可以吸收外部的熱量，進而提高了柱的耐火性能，進而節(jié)省了一部分防火涂料。缺點是：鋼管混凝土容易產(chǎn)生橫向的壓縮和變形，對于樓層比較高的建筑來說，會有一定的風(fēng)險。與型鋼混凝土相比，其連接點的的工序要復(fù)雜的多，在實際的施工過程中，澆筑樓板的混凝土要比澆筑鋼管混凝土快的多。為此在施工階段時，為了限制鋼管的初始壓應(yīng)力，需要依據(jù)施工階段的荷載來計算和驗證鋼管的強度和穩(wěn)定性。
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：第一，與單純的鋼結(jié)構(gòu)相比，型鋼的混凝土柱外包的混凝土可以有效的抑制內(nèi)部型鋼的彎曲和變形，同時還能改善型鋼的平面外扭轉(zhuǎn)屈曲性能，從而充分的發(fā)揮鋼骨的鋼材強度，能夠節(jié)省大約一半以上的鋼材。第二，由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼比比較大，當(dāng)發(fā)生地震或刮大風(fēng)時，可以防止建筑物結(jié)構(gòu)的變形。第三，外包的混凝土可以延長混凝土柱的使用壽命，增強柱的耐火性能。第四，與單純的鋼筋結(jié)構(gòu)的混凝土柱相比，型鋼混凝土的壓彎承載力和受壓剪力都得到了很大的提升；同時框架梁到柱節(jié)點的抗震性能也得到了改善；低周往復(fù)荷載下的構(gòu)件滯回特性、耗能容量以及構(gòu)件的延性均有較大幅度提高[4]。第五，構(gòu)件中的鋼骨可以作為施工階段的荷載，將構(gòu)件模板懸掛在鋼骨上， 就可以同時對多個樓層進行灌澆混凝土等作業(yè)， 提高了施工的效率。型鋼混凝土的缺點是：不僅要制作和安裝鋼結(jié)構(gòu)，還要安裝支護模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土，工序繁瑣、工作量大，加大了施工的難度。在設(shè)計的過程中，工程師應(yīng)該結(jié)合工程的實際情況，盡量的發(fā)揮出這兩種柱的優(yōu)點，有效的避免缺點，從而才能體現(xiàn)出這兩種結(jié)構(gòu)的特點，以達到設(shè)計的目的。
4.結(jié)束語
通過分析鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)的工作原理和計算的方法，對這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和缺點進行了比較。為了充分的發(fā)揮這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在設(shè)計時要充分的注意到二者結(jié)構(gòu)特點，并應(yīng)用到對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系中，能與其他的構(gòu)件協(xié)調(diào)的工作。
參考文獻：
[1] 錢稼茹，江棗，紀(jì)曉東. 高軸壓比鋼管混凝土剪力墻抗震性能試驗研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2010（07）
[2] 肖建莊，楊潔，黃一杰，王正平. 鋼管約束再生混凝土軸壓試驗研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2011（06）
關(guān)鍵詞：建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼筋混凝土構(gòu)造；配筋
Abstract: In the structural design, construction process, insufficient researches on the mechanical properties of the structure construction management is not perfect; it is the cause of cast-in-place reinforced concrete reinforcement improper internal cause. It is sometimes used in computerized design has the unreasonable place, need for mechanical analysis, manual review, if there is no force, according to the measures for construction steel bars. Construction process of inherent uncertainty and complexity of structure and performance of the myriads of changes is the structure of the construction phase average risk rate is an important external cause.
Key words: construction engineering; structure design; reinforced concrete structure; reinforcement
中圖分類號：TU3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1、配筋構(gòu)造要求
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的包括薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物?；炷林饕獦?gòu)件包括梁、板、柱、剪力墻、殼體，還有局部構(gòu)件如樓梯、雨篷。
1.1建筑方案設(shè)計與配筋構(gòu)造
就從經(jīng)濟角度出發(fā)，任何一個投資人都希望減少配筋同時獲得較好的安全與功能具備的建筑物。一位好的方案設(shè)計人員在滿足建筑功能布局要求的前提下盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的限制。否則，當(dāng)設(shè)計者再考慮建筑設(shè)計時，由于建筑專業(yè)設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)規(guī)范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案難以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求，待進入施工圖設(shè)計階段后，結(jié)構(gòu)專業(yè)才對建筑方案提出較大的修改意見。此時，由于建筑方案已經(jīng)經(jīng)過提交，甲方往往對建筑方案已認(rèn)可，要么重新對建筑方案提出修改，要么因為建筑超限而增加構(gòu)造措施，增加配筋。
1.2概念設(shè)計與構(gòu)造問題方法
設(shè)計人員應(yīng)特別重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，優(yōu)先選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。建筑設(shè)計的目的是創(chuàng)造一個有效的環(huán)境整體，即一個由許多相互關(guān)聯(lián)的環(huán)境分體系形成的整體。所以，設(shè)計人員在開始處理結(jié)構(gòu)方面的問題時，必然希望在形成和處理總體方案時，分析各單元體之間的關(guān)系，而不是構(gòu)件和細部構(gòu)造。設(shè)計人員應(yīng)具有總體考慮的能力，能夠從一開始就將結(jié)構(gòu)知識運用到全部建筑設(shè)計中，并且使水平不高的細部設(shè)計減至最小。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑的房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系。實踐證明，一個良好的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計既能達到良好的抗震性能又能節(jié)約工程造價。
2、鋼筋混凝土的注意事項
2.1周期折減系數(shù)
由于在混凝土框架結(jié)構(gòu)中一般都會設(shè)置填充墻，從而會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的實際剛度往往會比計算剛度要大一些，致使計算周期通常要比實際周期大。所以，由此計算得出的地震作用效應(yīng)會偏小一些，以至于混凝土結(jié)構(gòu)的整體安全系數(shù)較低。因此，為了克服這一因素的影響必須對結(jié)構(gòu)的計算周期進行折減。在進行折減時需注意折減系數(shù)的取值不宜過大。對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)其使用砌體填充墻時，折減系數(shù)可按填充墻的材料及實際數(shù)量進行確定，一般可將系數(shù)確定為0.6~0.7；如果結(jié)構(gòu)中的填充墻較少，或是輕質(zhì)砌體時，可將系數(shù)確定為0.9；對于沒有填充墻的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，可以不進行計算周期的折減。
2.2確定梁剛度放大系數(shù)
由于目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件所輸入的模型以矩形截面居多，軟件并未對因結(jié)構(gòu)中樓板的存在而形成T型截面考慮在內(nèi)，這樣勢必會導(dǎo)致因T型截面的存在引起剛度增大，從而使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實際剛度較之計算所得的剛度大很多，這樣計算出的地震剪力值會偏小，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以在進行計算時應(yīng)適當(dāng)將梁剛度放大，放大的系數(shù)一般為邊梁1.5、中梁2.0。
3、鋼筋混凝土構(gòu)造的主要方法
3.1概念設(shè)計
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中進行鋼筋混凝土的構(gòu)造時，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，如平立面布置的規(guī)則性、結(jié)構(gòu)選型、選擇抗震性能以及抗風(fēng)壓性能好的結(jié)構(gòu)體系等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終目的是為了構(gòu)建一個最佳的環(huán)境整體，換言之就是指一個由各種相互聯(lián)系在內(nèi)的環(huán)境分體系組成的整體。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按照建筑工程的實際高度和寬度比、場地類別、抗震等級、施工技術(shù)以及結(jié)構(gòu)材料等選擇最適宜的結(jié)構(gòu)體系。這樣不僅能使建筑結(jié)構(gòu)達到最佳的使用效果，而且還可以降低工程造價。
3.2建筑方案設(shè)計與配筋構(gòu)造
從經(jīng)濟的角度出發(fā)，任何一個投資人都希望減少配筋同時獲得較好的安全與功能具備的建筑物。一位好的方案設(shè)計人員在滿足建筑功能布局要求的前提下盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的限制。否則當(dāng)設(shè)計者再考慮建筑設(shè)計時。由于建筑專業(yè)設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)規(guī)范要求不熟悉，做出的建筑方案很可能使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案難以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求，待進入施工圖設(shè)計階段后，結(jié)構(gòu)專業(yè)才對建筑方案提出較大的修改意見。此時，由于建筑方案已經(jīng)經(jīng)過提交，甲方往往對建筑方案已認(rèn)可，要么重新對建筑方案提出修改要么因為建筑超限而增加構(gòu)造措施，增加配筋。
3.3鋼筋混凝土配筋的構(gòu)造方法
在實際的建筑工程中，由于受各種因素的制約，如場地面積、建筑使用功能以及結(jié)構(gòu)原因等，很多工程均在框架的梁端設(shè)計挑梁。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，框架梁所承受的荷載一般與外挑梁承受的實際荷載值時不同的，所以兩者的斷面尺寸也是不同的，但在一些工程設(shè)計中，設(shè)計人員往往在繪圖時將框架梁上的一些主筋向外挑梁延伸，然而這些延伸的主筋卻根本無法進入到挑梁當(dāng)中，這種錯誤的設(shè)計基本會在工程施工階段顯現(xiàn)出來，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時大量的鋼筋已經(jīng)截斷成型，從而不僅影響了工程施工進度，同時也導(dǎo)致了不必要的損失。因此，在進行鋼筋混凝土構(gòu)造時，必須對這一問題加以重視，盡可能避免出現(xiàn)類似的設(shè)計。
3.4剪力墻截面設(shè)計與構(gòu)造
剪力墻在彎矩和軸向拉力作用下，當(dāng)拉力較大，使偏心矩時，全截面受拉，屬于小偏心受拉情況。當(dāng)偏心矩，即為大偏心受拉。在小偏心受拉情況下，整個截面處在拉應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土由于抗拉性能很差將開裂貫通整個截面，所有拉力分別由墻肢腹部豎向分布鋼筋和端部鋼筋承擔(dān)。因此，剪力墻一般不可能也不允許發(fā)生小偏心受拉破壞。在大偏心受拉情況下，截面上大部分受拉，仍有小部分受壓。與大偏壓一樣，假定1.5x 范圍以外的受拉分布鋼筋都參加工作并達到屈服，同時忽略受壓豎向分布鋼筋的作用。剪力墻斜截面受剪破壞主要有三種破壞形態(tài)：剪拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞。其中剪拉破壞和斜壓破壞比剪壓破壞顯得更脆性，設(shè)計中應(yīng)盡量避免。在剪力墻設(shè)計中，通過構(gòu)造措施防止發(fā)生剪拉和斜壓破壞，通過計算確定墻中水平鋼筋，防止其發(fā)生剪切破壞。具體地，是通過限制墻肢內(nèi)分布鋼筋的最小配筋率防止發(fā)生剪拉破壞；通過限制截面剪壓比避免斜壓破壞；斜截面承載力計算則是為了防止剪壓破壞。設(shè)計中通常認(rèn)為：豎向分布筋抵抗彎矩，而水平分布筋抵抗剪力。這樣，剪力墻就由混凝土和水平鋼筋共同抗剪。所以斜截面承載力計算的主要目的就是在已定截面尺寸和混凝土等級的情況下，計算水平分布筋的面積。試驗表明，當(dāng)剪力墻截面尺寸太?。ㄍǔＶ负穸忍。孛婕魬?yīng)力過高時，會在早期出現(xiàn)斜裂縫，而且很可能是在抗剪鋼筋還沒有來得及發(fā)揮作用時，混凝土就在高剪力及壓力下被擠碎了，此時配置更多的抗剪鋼筋已毫無意義。為避免這種破壞，應(yīng)當(dāng)對截面的剪壓比進行限制。
關(guān)鍵詞 混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；方法
中圖分類號 TU 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)021-0123-01
1 基礎(chǔ)設(shè)計
1.1 在設(shè)計時缺少工程實地勘察報告或者臨近建筑的勘察報告
對于基礎(chǔ)設(shè)計來說，基礎(chǔ)設(shè)計必須按照勘察―設(shè)計―施工的流程來進行，要堅決杜絕出現(xiàn)缺少地質(zhì)勘察報告而進行設(shè)計的情況出現(xiàn)。而如果出現(xiàn)地質(zhì)勘查不夠全面，或者內(nèi)容模糊的情況時，設(shè)計單位必須告知建設(shè)單位并要求勘察單位重新勘察或者進行補勘。
而目前在我國，仍存在很多基礎(chǔ)設(shè)計缺少實地勘察報告或者缺少臨近建筑勘察報告的現(xiàn)象出現(xiàn)，而這樣的設(shè)計對于整體工程來說，無法做到經(jīng)濟、科學(xué)，甚至?xí)嬖谝欢ǖ陌踩珕栴}。
1.2 未進行地基變形的驗算或者驗算的結(jié)構(gòu)不符合要求
目前很多設(shè)計都未對處理后的地基進行變形驗算，或者出現(xiàn)驗算不符合要求的情況。而根據(jù)我國的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)設(shè)計等級為甲、乙級時，按照地基變形設(shè)計；而為丙級時，如果采取了地基處理，處理之前按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（簡稱《規(guī)范》）的規(guī)定；而對地基處理后的情況，應(yīng)進行變形驗算。
1.3 下臥層驗算中的問題
計算下臥層頂?shù)鼗休d力的時候，只能進行深度修正，而修正的系數(shù)應(yīng)該根據(jù)土層來決定。也就是說當(dāng)擴散角所取數(shù)值滿足《規(guī)范》中的規(guī)定時就可以直接采用，不滿足時根據(jù)附錄中的平均應(yīng)力系數(shù)來進行計算。針對復(fù)合地基來說，因選取承載力較高的土層來當(dāng)做持力層，而當(dāng)出現(xiàn)軟弱下臥層時，應(yīng)對其承載力進行驗算；如果是軟弱下臥層控制其承載力，那么就代表持力層的選擇需要進行調(diào)整。
1.4 獨立基礎(chǔ)的最小配筋問題
一般來說，獨立基礎(chǔ)的厚度應(yīng)由受剪切或者受沖切承載力來決定，并不是由受彎承載能力來決定，從而忽略基礎(chǔ)鋼筋的最小配筋率。根據(jù)《規(guī)范》中的規(guī)定，擴展基礎(chǔ)底板的受力鋼筋的直徑最小為10 mm為佳，間距盡量控制在100 mm~200 mm之間，且同時要滿足最小配筋率。
2 上部結(jié)構(gòu)
目前應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)是剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)以及框支剪力墻結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)在實際的施工中經(jīng)常會出現(xiàn)配筋不夠、超配筋等情況。
2.1 框架柱
針對角柱來說，在計算時必須要對角柱自行定義，切勿忽視這一流程。如果出現(xiàn)未進行定義而實際的配筋率又滿足計算結(jié)果的現(xiàn)象，那么就意味在實際施工中就會出現(xiàn)配筋率無法滿足其最小配筋率的現(xiàn)象。
對于短柱來說，箍筋的間距應(yīng)小于等于100 mm，箍筋體積的配筋率大于1.2%。而一級抗震的時，沿著短柱的全高箍筋間距應(yīng)小于縱筋直徑的6倍。并且剪跨比小于2的框架柱程序可以進行自行的判定。這樣的框架柱不可以進行直接代換，不同強度的箍筋都應(yīng)滿足不同的結(jié)果。
對于超短住來說，在整個設(shè)計中應(yīng)盡量不要出現(xiàn)超短柱，如避免不了，就采取控制軸壓比、采用性能較好的箍筋、在整個框架柱中添加芯柱等方法。
2.2 框架梁
1）框架梁容易出現(xiàn)實際配筋大于計算結(jié)果的情況，其原因為：①繪圖時只將支座一側(cè)配筋給予標(biāo)注；②箍筋并沒有隨著支座處的配筋的增加而增大；③跨中配筋與支座配筋的比例不在正常范圍。所以在設(shè)計時應(yīng)避免上述原因。
2）當(dāng)進行SB=100時的計算時，經(jīng)常會出現(xiàn)寬扁梁與箍筋不能滿足要求，而這個時候的計算結(jié)果經(jīng)常會出現(xiàn)加密區(qū)和非加密區(qū)箍筋的數(shù)值相等的情況，其主要原因是：①兩個區(qū)的剪力值差距較?。虎趦蓚€區(qū)的箍筋面積都由最小配箍率來控制；③SATWE軟件在計算兩區(qū)面積時所采用的箍筋間距相同。
3）當(dāng)抗震等級為1~4級時，框架梁加密區(qū)的箍筋最大間距應(yīng)小于梁高的1/4。
2.3 連梁
目前對于連梁的折減系數(shù)應(yīng)控制在0.50以下，一般的工程應(yīng)取值0.7，由此才可以保證連梁在正常使用下不出現(xiàn)開裂的情況。而對于跨高小于2.5的連梁來說，要注意由于墻體水平分布筋當(dāng)做連梁的腰筋而出現(xiàn)配筋率不滿足標(biāo)準(zhǔn)的情況。
2.4 框支剪力墻
1）因轉(zhuǎn)換層在整個框支剪力墻中屬于薄弱樓層，所以必須根據(jù)有關(guān)規(guī)定將其地震剪力乘以增大系數(shù)。
2）框支梁、框支柱縱筋的各項系數(shù)都應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定的要求，并且在設(shè)計時要對其自行定義。
3 結(jié)構(gòu)分析
1）結(jié)構(gòu)的位移比是體現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的指標(biāo)之一，而由于局部的振動會影響到結(jié)構(gòu)位移比的計算。所以有關(guān)規(guī)定對其進行了硬性規(guī)定，即在剛性樓板假定下進行計算。
2）根據(jù)我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定，出現(xiàn)斜交抗測力構(gòu)件結(jié)構(gòu)時，在計算時應(yīng)針對各抗測力構(gòu)件的方向進行分別計算。
3）保證在進行抗震驗算的時候，剪重比必須符合有關(guān)的規(guī)定的要求。如果出現(xiàn)剪重比小于要求的情況時，如果差值較小，可以采取修改周期折減系數(shù)的方法；如果差值較大，就要針對結(jié)構(gòu)的整體進行調(diào)整，增加剛性。
4）混凝土板的計算必須符合相關(guān)規(guī)定。在實際設(shè)計時，混凝土的樓板配筋必須滿足最小配筋率的規(guī)定。而對于異形板來說，必須采用符合實際情況計算軟件。
5）多塔結(jié)構(gòu)建模的相關(guān)問題：①多塔定義必須按照從高到低依次階梯型定義；②在定義多塔的時候切勿讓帶變形縫的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在兩塔之中；③避免出現(xiàn)不在塔內(nèi)的構(gòu)件。
4 結(jié)束語
時間短、任務(wù)大是目前混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)諸多問題的主要原因，但盡管面對諸多的難題，我們也應(yīng)從根本抓起，面對問題解決問題，將混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計做好，由此來保證整個工程的質(zhì)量。
參考文獻
[1]劉雅麗,周小可.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的若干問題[J].工程質(zhì)量,2011,06.
[2]李秀華,段紅英.芻議混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,07.
