【正文】 地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。二ｂ干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。三a嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)的環(huán)境；受除冰鹽影響的環(huán)境；海風(fēng)環(huán)境。三b鹽漬土環(huán)境；受除冰鹽作用的環(huán)境；海岸環(huán)境。四海水環(huán)境。五受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。注：室內(nèi)潮濕環(huán)境是指構(gòu)件表面經(jīng)常處于結(jié)露或濕潤狀態(tài)的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷環(huán)境的劃分應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176的有關(guān)規(guī)定；海岸環(huán)境與海風(fēng)環(huán)境宜根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，考慮主導(dǎo)風(fēng)向及結(jié)構(gòu)所處迎風(fēng)、背風(fēng)部位等因素的影響，由調(diào)查研究和工程經(jīng)驗(yàn)確定；受除冰鹽影響環(huán)境是指受到除冰鹽鹽霧影響的環(huán)境；受除冰鹽作用的環(huán)境是指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)境及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房、停車樓等建筑。 耐久性極限狀態(tài)耐久性極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)和構(gòu)件可修復(fù)使用的極限狀態(tài)。修復(fù)是指為維持結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)所需性能而采取的各種技術(shù)和管理活動(dòng)，而可修復(fù)是指受到損傷的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件具有能夠經(jīng)濟(jì)合理地被修復(fù)的能力。 以下一些狀態(tài)可認(rèn)為是達(dá)到耐久性極限狀態(tài)： 對于不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境，混凝土保護(hù)層完全碳化，即鋼筋脫鈍的時(shí)間。不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境有：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，低溫環(huán)境，反復(fù)荷載作用，塑性鉸區(qū)，采用鋼絲作主要受力鋼筋的構(gòu)件，重要的、有紀(jì)念性的工程結(jié)構(gòu)或建筑物。 鋼筋銹蝕后截面損失率達(dá)到某一值，如1％～5％，可依耐久性等級(jí)而定。該極限狀態(tài)可為一般混凝土結(jié)構(gòu)采用，因?yàn)殇摻顝拿撯g到喪失承載力還有相當(dāng)長的時(shí)間，鋼筋截面損失1％～5％對結(jié)構(gòu)承載力的影響還不是很嚴(yán)重。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠指標(biāo)降低到某一允許值，即承載力下降。隨著時(shí)間的推移，因荷載的作用、環(huán)境變化引起的材料老化、損傷，結(jié)構(gòu)材料的性能逐漸下降，結(jié)構(gòu)可靠度隨時(shí)間逐漸降低，失效概率逐漸增大。當(dāng)可靠指標(biāo)降低到不可接受的程度時(shí)，則認(rèn)為達(dá)到了耐久性極限狀態(tài)。以上是針對正常大氣環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)，對于在惡劣環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按特殊情況考慮。 保證耐久性的措施為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計(jì)的使用年限，針對影響耐久性的主要因素，應(yīng)從設(shè)計(jì)、材料和施工方面提出技術(shù)措施，并采取有效的構(gòu)造措施。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)措施1) 未經(jīng)技術(shù)鑒定及設(shè)計(jì)許可，不能改變結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境，不得改變結(jié)構(gòu)的用途。2) 對于結(jié)構(gòu)中使用環(huán)境較差的構(gòu)件，宜設(shè)計(jì)成可更換或易更換的構(gòu)件。3) 宜根據(jù)環(huán)境類別，規(guī)定維護(hù)措施及檢查年限；對重要的結(jié)構(gòu)，宜在與使用環(huán)境類別相同的適當(dāng)位置設(shè)置供耐久性檢查的專用構(gòu)件。4) 對于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其受力鋼筋可采用環(huán)氧涂層帶肋鋼筋，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)有防護(hù)措施。在此情況下宜采用高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。最小保護(hù)層厚度保護(hù)層厚度是防止鋼筋銹蝕的第一道防線。為保證耐久性和鋼筋的粘結(jié)力，對一、二、三類環(huán)境的一般建筑結(jié)構(gòu)(設(shè)計(jì)工作壽命50年)，《規(guī)范》規(guī)定了最小混凝土保護(hù)層厚度，它不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑。對四、五類環(huán)境的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按專門規(guī)定考慮。當(dāng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作壽命有更高要求時(shí)(100年)，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)將表的數(shù)值乘以1．4或采用表面防護(hù)、定期維修等措施。不能一味增大厚度，因?yàn)樵龃蠛穸纫环矫娌唤?jīng)濟(jì)，另一方面使裂縫寬度較大，效果不好。最外層鋼筋邊緣至混凝土外邊緣的距離稱作混凝土保護(hù)層厚度c。其作用是保證鋼筋與混凝土間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度且使鋼筋不發(fā)生銹蝕。 混凝土保護(hù)層的最小厚度c/mm耐久性環(huán)境等級(jí)板 墻 殼梁 柱一1520二a2025二b2535三a3040三b4050注： 1. 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C25時(shí)，表中保護(hù)層厚度數(shù)值應(yīng)增加5mm；2. 鋼筋混凝土基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置混凝土墊層，其縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)從墊層頂面算起，且不小于40mm。當(dāng)梁、柱、墻中縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度大于50mm時(shí)，宜對保護(hù)層采取有效的構(gòu)造措施。當(dāng)在保護(hù)層內(nèi)配置防裂、防剝落的鋼筋網(wǎng)片時(shí)，網(wǎng)片鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于25mm。 混凝土的要求影響耐久性的另一個(gè)重要方面是混凝土的密實(shí)性，因?yàn)槊軐?shí)性好對延緩混凝土的碳化和鋼筋銹蝕有很大作用。提高混凝土密實(shí)性的主要措施是減小水灰比和保證水泥用量。此外，若混凝土中氯離子含量過大，則會(huì)對鋼筋銹蝕有惡劣影響?；炷林械膲A含量過大會(huì)產(chǎn)生堿集料反應(yīng)，引起混凝土開裂，對耐久性也產(chǎn)生不利影響?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。此外，對處于嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)濕潤環(huán)境中的混凝土，應(yīng)滿足抗凍的有關(guān)要求。有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定的要求。 環(huán)境等級(jí)最大水膠比最低強(qiáng)度等級(jí)最大氯離子含量/%最大堿含量 /(kg/m3 )一0. 60C20不限制二a0. 55C253. 0二b(0. 55)C30( C25)0. 15三a(0. 50)C35( C30)0. 15三b0. 40C400. 10注：①氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比。②%。其最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜按表中的規(guī)定提高兩個(gè)等級(jí)。③素混凝土構(gòu)件的水膠比及最低強(qiáng)度等級(jí)的要求可適當(dāng)放松。④有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)可降低一個(gè)等級(jí)。⑤處于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝土應(yīng)使用引氣劑，并可采用括號(hào)中的有關(guān)系數(shù)。⑥當(dāng)使用非堿活性骨料時(shí)，對混凝土中的堿含量可不作限制。施工要求由于混凝土的耐久性主要取決于它的密實(shí)性，所以除應(yīng)滿足上述對混凝土材料的要求外，還應(yīng)高度重視對混凝土的施工質(zhì)量，控制商品混凝土的各個(gè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)，防止過早受荷等。混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)尚應(yīng)遵守下列規(guī)定：1）建立定期檢測、維修制度；2）設(shè)計(jì)中可更換的混凝土構(gòu)件應(yīng)按規(guī)定更換；3）構(gòu)件表面的防護(hù)層，應(yīng)按規(guī)定維護(hù)或更換；4）結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可見的耐久性缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。【任務(wù)實(shí)施】工作任務(wù)1：為什么說普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中無法利用高強(qiáng)度材料，較難建造起大跨度結(jié)構(gòu)？預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)又怎樣？工作任務(wù)2：請談?wù)劄楹我?guī)定張拉控制應(yīng)力的上、下限值？它與哪些因素有關(guān)？工作任務(wù)3：上海某公司辦公樓裂縫成因及處理。（1）工程簡介：該項(xiàng)目為中外合資項(xiàng)目，辦公樓建筑面積857m2，結(jié)構(gòu)類型為磚混，局部框架，二層。消防水罐直徑為24m，容積為6000m3。辦公樓與消防水灌兩者相距11m。（2）裂縫部位：辦公樓墻體灰縫處出現(xiàn)水平裂縫，門窗洞口出現(xiàn)約10mm八字型斜裂縫和豎向裂縫、鄰罐一面基礎(chǔ)脫空，室內(nèi)地面開裂。（3）裂縫原因分析：消防水罐地基下沉過快，引起辦公樓基礎(chǔ)土層隨之下移，基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降使墻體、地面出現(xiàn)裂縫，基礎(chǔ)脫空。（4）處理方法1）地基采用壓密注漿法有效地控制了辦公樓的沉降，使裂縫不再發(fā)展。2）墻體和地面裂縫采用水泥砂漿和環(huán)氧膠泥進(jìn)行修補(bǔ)，使膠漿凝結(jié)、硬化后起到補(bǔ)強(qiáng)和恢復(fù)墻體、地面整體性的作用。兩年多過去了，該辦公樓沉降得到了控制，裂縫不再發(fā)展，達(dá)到了預(yù)期加固的目的?！卷?xiàng)目總結(jié)】裂縫和變形驗(yàn)算的目的是保證構(gòu)件進(jìn)入正常使用極限狀態(tài)的概率足夠小，以滿足適用性和耐久性的要求。與承載力極限狀態(tài)的要求相比，這一驗(yàn)算的重要性位居第二。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件除荷載裂縫外，還存在不少變形裂縫，如溫度收縮裂縫、碳化銹蝕膨脹裂縫等，對此應(yīng)引起重視。應(yīng)從結(jié)構(gòu)構(gòu)造(如設(shè)置伸縮縫、足夠的混凝土保護(hù)層厚度)和施工質(zhì)量(如保證混凝土的密實(shí)性和良好的養(yǎng)護(hù))等方面采取措施，避免出現(xiàn)各種有害的非荷載裂縫。提高構(gòu)件截面剛度的有效措施是增加截面高度；減小裂縫寬度的有效措施是增加用鋼量和采用直徑較細(xì)的鋼筋。因此，在設(shè)計(jì)中常用控制跨高比來滿足變形要求；用控制鋼筋的應(yīng)力和直徑來滿足裂縫寬度的要求。對于鋼筋和混凝土均采用較高強(qiáng)度等級(jí)且負(fù)荷較大的大跨度簡支和懸臂構(gòu)件，往往需要按計(jì)算控制構(gòu)件的撓度。此時(shí)，可根據(jù)最小剛度原則(即假定同號(hào)彎矩區(qū)段各截面抗彎剛度均近似等于該區(qū)段內(nèi)彎矩最大處的截面抗彎剛度)按結(jié)構(gòu)力學(xué)的公式進(jìn)行計(jì)算。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是在承受外荷載作用之前，先對混凝土預(yù)加壓力，使其在構(gòu)件截面上產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力來抵消外荷載引起的部分或全部拉應(yīng)力。這樣，在外荷載作用下，構(gòu)件裂縫就能延緩或不出現(xiàn)，以充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼筋的作用，改善混凝土的受拉性能，滿足使用要求。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，是能延緩構(gòu)件開裂，減小裂縫寬度，剛度大，變形小，節(jié)約鋼筋，減輕自重，可建造大跨高層結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是施工工序多，技術(shù)要求高；需要專門的錨具和張拉設(shè)備，以及預(yù)應(yīng)力鋼筋，費(fèi)用高；開裂荷載與破壞荷載過于接近，破壞前的延性差；產(chǎn)生過大的反拱，影響正常使用。施加預(yù)應(yīng)力的方法主要有先張法和后張法；張拉控制應(yīng)力值的控制范圍；有效預(yù)應(yīng)力等于張拉控制應(yīng)力減去預(yù)應(yīng)力總損失值。預(yù)應(yīng)力總損失值按各種損失分別計(jì)算并經(jīng)疊加而得，但不得小于：先張法構(gòu)件為100N/mm2，后張法構(gòu)件為80N/mm2。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施主要有預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中鋼筋的布置方法、端部加強(qiáng)措施及對外露金屬錨具采取的防腐及防火等措施。影響耐久性的因素主要有：混凝土凍融破壞、混凝土的堿集料反應(yīng)、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕、機(jī)械磨損、混凝土的碳化、鋼筋銹蝕及高溫作用、生物腐蝕、混凝土徐變等其他因素。耐久性設(shè)計(jì)的內(nèi)容依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類別而確定。耐久性極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)和構(gòu)件可修復(fù)使用的極限狀態(tài)，可修復(fù)是指受到損傷的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件具有能夠經(jīng)濟(jì)合理地被修復(fù)的能力。1保證耐久性的措施主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)措施、最小保護(hù)層厚度要求、對混凝土材料的要求、施工要求等。【思考與訓(xùn)練】驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件變形和裂縫寬度的目的是什么?驗(yàn)算時(shí)，為什么要用荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力值(按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算)，同時(shí)還要考慮荷載長期效應(yīng)組合的影響?什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載準(zhǔn)永久組合?為什么要考慮荷載準(zhǔn)永久組合?試說明建立受彎構(gòu)件抗彎剛度計(jì)算公式的基本思路，與線彈性梁抗彎剛度的公式建立有何異同之處? 正常使用階段鋼筋混凝土的受力特點(diǎn)反映在哪些方面?說明受彎構(gòu)件抗彎剛度計(jì)算公式中參數(shù)η,ζ和Ψ的物理意義。在計(jì)算Ψ時(shí)，為什么要用ρte，而不用ρ?影響受彎構(gòu)件長期撓度的因素有哪些? 如何計(jì)算長期撓度?何謂“最小剛度原則”? 簡述裂縫的出現(xiàn)、分布和開展的過程。影響裂縫間距的因素有哪些? 如何合理配筋能更有效地控制裂縫寬度? 除荷載外，還有哪些引起裂縫的原因?防止和控制裂縫的措施有哪些?什么是預(yù)應(yīng)力混凝土？ 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？1什么是先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土？它們的主要區(qū)別是什么？ 6． 預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材和混凝土的性能分別有哪些要求？為什么？ 1 什么是張拉控制應(yīng)力？1預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失包括哪些項(xiàng)目？1影響收縮和俆變損失的主要因素有哪些？1什么是鋼材的應(yīng)力松弛？松弛損失與哪些因素有關(guān)？1影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素有哪些?《規(guī)范》采用了哪些措施來保證結(jié)構(gòu)的耐久性?1在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何考慮保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性?1設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，為什么要控制裂縫寬度和變形?43 / 4