【正文】 溶性氯離子達(dá)到膠凝材料重量的 %左右時會引起鋼筋銹蝕；在干燥環(huán)境中，超過 %時沒有發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕。而控制最大水灰比和最小水泥用量是保證混凝土密實性的主要措施。規(guī)范根據(jù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境條件類別，規(guī)定了混凝土強度等級的最低值。見附表 31。 三、保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計規(guī)定 a. 裂縫控制措施 ① 對軸拉或小偏拉構(gòu)件及發(fā)生裂縫后會產(chǎn)生嚴(yán)重后果的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行抗裂度驗算；② 對荷載引起的裂縫，規(guī)定了最大裂縫寬度限值并進(jìn)行驗算；③ 對其它原因產(chǎn)生的非受力裂縫，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。 防止混凝土凍融破壞的主要措施有：① 降低水灰比；②澆筑混凝土?xí)r摻入引氣劑；③注意混凝土澆注質(zhì)量；④選定合適的混凝土抗凍等級。 防止堿骨料反應(yīng)的主要措施有：①采用低堿水泥；②利用摻和料來降低混凝土的堿性；③控制骨料中的活性成分。 混凝土骨料中的活性礦物質(zhì)與混凝土中的堿性溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為堿骨料反應(yīng)。 鋼筋銹蝕造成的 損傷過程 ：坑蝕 環(huán)蝕 暴筋 破壞。 鋼筋銹蝕的前提條件：氧氣和適當(dāng)?shù)乃?。影響鋼筋銹蝕的主要因素是環(huán)境條件、混凝土的密實性與保護(hù)層厚度。 減小混凝土碳化的一般措施有： ①合理設(shè)計混凝土的配合比，保證足夠水泥用量且應(yīng)降低水灰比； ②加強養(yǎng)護(hù)，減少水分蒸發(fā)，提高密實性，增強抗?jié)B性；③摻入粉煤灰、礦渣等改善混凝土的性能； ④鋼筋應(yīng)留有足夠的保護(hù)層厚度；⑤采用措施隔離混凝土表面與大氣環(huán)境接觸。 混凝土的碳化從構(gòu)件表面開始向內(nèi)發(fā)展，到保護(hù)層完全碳化，所需要的時間與 碳化速度 、 混凝土保護(hù)層厚度 、混凝土密實性 以及 覆蓋層情況 等因素有關(guān)。 二、主要的影響因素及其對策 a. 混凝土的碳化 大氣中的二氧化碳或其它酸性氣體，滲入到混凝土內(nèi)與其內(nèi)堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土的堿度 (即 pH值 )降低，稱為混凝土的碳化。 影響因素： 1. 內(nèi)部因素：砼強度、滲透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、 水泥標(biāo)號和用量、外加劑等； 2. 外部因素：環(huán)境溫度與濕度、 CO2含量、侵蝕性介質(zhì)。 第二節(jié) 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題 一、耐久性的概念及其影響因素 耐久性是結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修和加固即可滿足正常使用和安全功能要求的能力。 結(jié)構(gòu)設(shè)計時可根據(jù)結(jié)構(gòu)表層實際保護(hù)措施的效果及預(yù)期的施工質(zhì)量控制水平，適當(dāng)提高或降低結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及裂縫控制水平與其環(huán)境條件有關(guān)，因此，根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件，規(guī)范提出了相應(yīng)的耐久性設(shè)計要求。 三、耐久性要求 結(jié)構(gòu)的耐久性就是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不需維修或只需少量維修就能滿足預(yù)定的功能要求的能力?？沽讯闰炈銜r，構(gòu)件受拉邊緣的拉應(yīng)力不應(yīng)超過以混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù) act控 制的應(yīng)力值。結(jié)構(gòu)最大裂縫寬度允許值是針對荷載作用下產(chǎn)生的豎向裂縫寬度的。 2. 最大裂縫寬度限值 結(jié)構(gòu)最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)范的允許值。 二、變形和裂縫寬度的限值及混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)的取值 1. 變形限值 受彎構(gòu)件的最大撓度不應(yīng)超過規(guī)范的允許值。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)所造成的危害性比不滿足承載能力極限狀態(tài)時的危害性要小，故其相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo) b值可以小一些。 結(jié)構(gòu)變形的影響：變形過大時會影響設(shè)備的正常運行；增大結(jié)構(gòu)的振動幅度。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性 本章內(nèi)容 安全性：具有足夠的承載力和變形能力 適用性：使用荷載下的容許裂縫和變形 耐久性：能保證安全性和適用性的時間 前述內(nèi)容 第一節(jié) 概 述 一、正常使用極限狀態(tài)的驗算要求 為保證結(jié)構(gòu)的安全，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行 承載能力計算 。為保證結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性，構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行 變形和裂縫控制驗算 ，保證其不超過規(guī)范的限值。 裂縫對結(jié)構(gòu)的影響：降低混凝土的抗?jié)B和抗凍性能、可能引起鋼筋銹蝕、影響結(jié)構(gòu)的耐久性、還會影響結(jié)構(gòu)的外觀。 規(guī)范規(guī)定，在變形及裂縫控制驗算時，荷載和材料強度分別采用其標(biāo)準(zhǔn)值 (僅長期組合時可變荷載采用其準(zhǔn)永久值 )，而結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)仍按原規(guī)定取用。而規(guī)范的允許值主要是根據(jù)以往的工程經(jīng)驗確定的。規(guī)范的最大裂縫寬度允許值主要考慮了防止鋼筋銹蝕及保證結(jié)構(gòu)的耐久性，同時考慮了結(jié)構(gòu)外觀的要求。 3. 抗裂度驗算時的混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù) act 規(guī)范規(guī)定，軸拉和小偏拉構(gòu)件及發(fā)生裂縫后會產(chǎn)生嚴(yán)重后果的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行抗裂度驗算。在荷載效應(yīng)短期組合及荷載效應(yīng)長期組合下， act分別取為 。規(guī)范規(guī)定設(shè)計基準(zhǔn)期一般情況下為 50年。 規(guī)范所劃分的水工建筑物環(huán)境類別為： 一類 —— 室內(nèi)正常環(huán)境： 二類 —— 露天環(huán)境，長期處于地下或水下的環(huán)境； 三類 —— 水位變動區(qū)，或者有侵蝕性地下水的地下環(huán)境 四類 —— 海浪及鹽霧作用區(qū)，潮濕及嚴(yán)重侵蝕的環(huán)境。 臨時建筑及大體積結(jié)構(gòu)內(nèi)的混凝土可不考慮耐久性要求。 耐久性設(shè)計的依據(jù)主要是結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、設(shè)計使用年限及考慮對混凝土材料的基本要求。 3. 主要的影響因素： a. 混凝土的碳化； b. 鋼筋的銹蝕（最主要因素）； c. 混凝土的堿骨料反應(yīng)； d. 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕， e. 混凝土凍融破壞等。混凝土碳化的主要危害是使其中的鋼筋保護(hù)膜受到破壞，引起鋼筋銹蝕。 碳化影響因素有：環(huán)境因素和材料本身的性質(zhì)。 b. 鋼筋的銹蝕 鋼筋銹蝕會引起銹脹，導(dǎo)致沿鋼筋縱向出現(xiàn)裂縫并使混凝土保護(hù)層脫落，影響正常使用；鋼筋銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最主要因素。構(gòu)件大范圍內(nèi)出現(xiàn)沿鋼筋縱向的裂縫是構(gòu)件使用壽命終結(jié)的主要標(biāo)志。干燥環(huán)境或水下中的鋼筋基本不銹蝕。 防止和延緩鋼筋發(fā)生銹蝕的主要措施有： ①優(yōu)選混凝土配合比，控制水灰比，選用合適的外加劑；②保證有足夠混凝土保護(hù)層厚度； ③保證混凝土施工質(zhì)量，提高密實性、抗凍性和抗?jié)B性； ④ 選用合適的摻和料，防止堿骨料反應(yīng)；⑤ 必要時對混凝土采用表面涂層保護(hù)；⑥ 采用防腐蝕鋼筋；⑦ 對鋼筋采用陰極保護(hù)法等。堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的堿 — 硅酸鹽凝膠吸水膨脹，引起混凝土剝落、開裂、強度降低，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 侵入混凝土內(nèi)部和空隙中的水分受凍后體積將膨脹，使混凝土產(chǎn)生脹裂，經(jīng)多次反復(fù)凍融后將導(dǎo)致混凝土疏松和剝蝕破壞。 e. 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕 外界侵入的侵蝕性介質(zhì)能與混凝土中的一些成分發(fā)生反應(yīng)，其生成物質(zhì)體積容易膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。 b. 混凝土保護(hù)層最小厚度 規(guī)范以保證鋼筋與混凝土能共同工作及構(gòu)件耐久性為依據(jù)，按不同環(huán)境條件類別，確定混凝土保護(hù)層最小厚度。 c. 混凝土最低強度等級 有耐久性要求的結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級不宜過低。 d. 混凝土的最大水灰比與最小水泥用量 混凝土密實性高能延緩混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，提高其 其耐久性。因此規(guī)范規(guī)定了最大水灰比和最小水泥用量限值。規(guī)范根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別規(guī)定不同的最大氯離子含量。 f. 混凝土的抗?jié)B等級 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示，混凝土的抗?jié)B等級分為W W W W W W12六級。 g. 混凝土的抗凍等級 混凝土的抗凍性用抗凍等級表示，分為 F50~F400等 六級?？箖龌炷恋乃?、摻和料、外加劑、水灰比、配合比及含氣量等應(yīng)通過試驗確定。 第三節(jié) 受彎構(gòu)件的變形驗算 一、截面彎矩－曲率的概念和剛度 材料力學(xué)中，勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度為 式中 S — 與荷載類型和支承條件有關(guān)的系數(shù)； EI— 梁截面的抗彎剛度。 勻質(zhì)彈性材料梁當(dāng)其截面尺寸確定后，其抗彎剛度為一常量；因此梁的撓度 f與外彎矩 M成線性關(guān)系。當(dāng)加載至開