混凝土结构耐久性设计浅析
混凝土结构设计规范之耐久性设计剖析
混凝土结构设计规范之耐久性设计剖析
混凝土结构设计是指以混凝土为主制成的结构设计,包括素混凝土结构设计、钢筋混凝土结构设计和预应力混凝土结构设计等。
耐久性是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。
那么混凝土结构的耐久性也就是说在设计确定的环境作用和维修、使用条件下,混凝土结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。
依据《混凝土结构设计规范GB 50010-2010)》第3.5.1条,混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计,其中包括对结构所处环境类别的确定、对混凝土材料耐久性的基本要求、对构件中钢筋的混凝土保护层厚度的确定、不同环境下的耐久性技术措施以及结构使用阶段的检测与维护要求等内容。
对于通常设计使用年限为50年的混凝土结构,其混凝土材料宜符合《混凝土结构设计规范GB 50010-2010)》中表3.5.3的规定:
在具体的施工中,我们应注意混凝土保护层厚度、混凝土裂缝宽度及其他一些防护、构造措施。
混凝土保护层厚度应满足钢筋锈蚀、耐火及与混凝
土之间黏结力传递的要求,且混凝土保护层厚度设计值不得小于钢筋的公称直径。
混凝土保护层的最小厚度,还应随结构设计使用年限的增加而增加。
对于混凝土结构表面的裂缝宽度只要不是太大(如在0.4mm以内),那么对钢筋碳化锈蚀不会有过于明显的影响。
最后,混凝土结构的耐久性设计是提高混凝土结构使用寿命的关键,是保证建筑结构质量的关键,同时由于混凝土这一主要建筑材料的应用极为普遍,提高混凝土结构的耐久性也能降低结构使用中的维护费用。
钢筋混凝土结构设计的耐久性探析
钢筋混凝土结构设计的耐久性探析钢筋混凝土结构设计的耐久性是指结构在设计使用寿命内,能够维持其原有的功能和性能,不受外界环境和荷载的影响,具有长期稳定使用的能力。
耐久性是钢筋混凝土结构设计的重要指标之一,直接影响结构的安全性和可靠性。
本文将从材料的选择、构件设计和结构维护等方面进行探析,以阐述钢筋混凝土结构设计的耐久性。
首先,在钢筋混凝土结构设计中,材料的选择是影响结构耐久性的关键因素之一、对于混凝土材料而言,应选择具有足够的强度、耐久性和耐久性的材料,以保证结构的稳定性和耐久性。
根据结构使用环境的不同,可以采用高强度混凝土、耐久性混凝土或特殊环境下的耐腐蚀混凝土等。
此外,还应对混凝土材料进行充分的试验和实测,确保其符合设计要求。
其次,在构件的设计过程中,应充分考虑结构的使用条件和加载情况,合理选择断面尺寸和受力区域。
同时,要注意避免轻微的应力集中和局部裂缝的形成,以提高结构的耐久性。
对于受力部位,可以通过增加梁和柱的截面尺寸,设置钢筋箍等措施来提高构件的抗震性能和耐久性。
在构件连接的设计中,应选择适当的连接方式和连接材料,确保连接的刚度和稳定性。
此外,结构的维护和保养也是保证钢筋混凝土结构耐久性的重要因素。
结构在使用过程中,应定期进行检查和维修,及时发现和修复存在的问题,防止进一步的损坏和腐蚀。
尤其对于暴露在潮湿和腐蚀环境中的结构,如桥梁、海洋工程等,应加强防腐蚀措施,定期进行防腐修复和保养。
此外,结构的设计应满足相关的设计规范和标准要求,以保证结构的安全性和耐久性。
例如,对于混凝土结构,应满足国家相关的混凝土结构设计规范的要求,确保结构在使用过程中不受损坏或失效。
综上所述,钢筋混凝土结构设计的耐久性是保证结构安全和可靠使用的重要因素。
在设计过程中,应合理选择材料,设计合理的构件尺寸和连接方式,同时加强结构的维护和保养,以确保结构在设计使用寿命内具有长期稳定的使用性能。
在实际工程中,还需注意结构的施工质量、材料存储和运输等方面的问题,进一步提高结构的耐久性和使用寿命。
浅谈混凝土结构的耐久性
浅谈混凝土结构的耐久性混凝土结构是现代建筑中最为常见的结构之一,其成本低廉、施工简单、强度高等特点使其成为建筑领域中广受欢迎的结构类型。
然而,随着使用年限的增加和环境的变化,混凝土结构的耐久性问题也越来越受到人们的关注。
本文将从混凝土结构的耐久性原理、耐久性问题及其影响因素等方面展开探讨,以期为混凝土结构设计及维护提供一定的参考。
一、混凝土结构的耐久性原理混凝土是一种水泥、砂子、碎石和水按一定比例拌合而成的人造建筑材料。
混凝土结构的耐久性,主要由混凝土的性能以及结构本身的设计和施工质量所决定。
1. 混凝土的性能混凝土是一种具有很好机械强度和耐久性的材料,它的强度来自于水泥基质中的水化产物及填充物的相互作用。
混凝土的水化反应,可以产生新的固结物(硅酸钙),从而使得材料的性能发生变化,得到机械强度和耐久性的提高。
当混凝土的水化反应和干燥过程完成后,新产生的硅酸钙就会向混凝土的微孔和毛孔中填充,这样就会使混凝土结构具有很好的耐久性。
2. 结构设计和施工质量混凝土结构的稳定性和耐久性,同样受到结构设计和施工质量的影响,良好的结构设计和正确的施工方法能够有效地提高混凝土结构的耐久性,避免在使用过程中出现重大的问题。
二、混凝土结构的耐久性问题混凝土结构在使用过程中,可能会遭受许多不同的破坏,这些破坏可能会来自于环境因素(如空气、水分、化学物质),也可能是因为结构设计、施工和维护不当等因素而引起。
下面将介绍一些混凝土结构常见的耐久性问题。
1. 碱骨料反应混凝土中如果使用了碱性骨料,则可能会发生碱骨料反应。
这种反应的本质是水泥和碱性骨料中的硅酸钠或硅酸钾发生反应,形成高亚硅酸钠或亚硅酸钾,加剧了混凝土中的膨胀和开裂。
该反应是反应较慢的化学反应,通常在25年以后才明显发现。
2. 混凝土的劣化混凝土在长期使用过程当中,可能由于渗水、热胀冷缩及各种机械载荷等原因而导致其表面的损坏。
当这种表面损坏不加以修缮时,混凝土的劣化可能会不断加剧,最终导致混凝土结构完全失效。
混凝土框架结构的耐久性分析
混凝土框架结构的耐久性分析混凝土框架结构是现代建筑中常用的一种结构形式,其具有稳定性好、承载能力高、耐久性强等优点。
然而在长期使用过程中,混凝土框架结构也会面临着各种各样的问题,比如裂缝、腐蚀、变形等。
因此,对于混凝土框架结构的耐久性分析显得尤为重要。
本文将从以下几个方面来探讨混凝土框架结构的耐久性分析。
一、混凝土框架结构的耐久性问题混凝土框架结构在使用过程中,可能会面临以下几个方面的耐久性问题:1.混凝土的抗压强度会随着时间的推移而降低,从而导致结构的承载能力下降。
2.混凝土内部的钢筋易被氧化、锈蚀,导致钢筋断裂或失效,从而使得结构的稳定性受到影响。
3.混凝土表面的裂缝会影响混凝土的整体强度,同时也会进一步加速结构的老化。
4.在地震、风灾等自然灾害的作用下,混凝土框架结构易受到破坏,从而影响其耐久性。
二、混凝土框架结构的耐久性分析方法为了确保混凝土框架结构的耐久性,需要对其进行全面的耐久性分析。
常用的分析方法如下:1.力学分析法通过对混凝土框架结构进行力学分析,确定其受力状态和应力分布情况,从而评估其耐久性。
2.材料试验法通过对混凝土和钢筋等材料进行试验,测定其物理力学性能,从而评估混凝土框架结构的耐久性。
3.现场检测法通过对混凝土框架结构进行现场检测,包括外观检查、测量、取样分析等方法,从而评估其耐久性。
4.结构模拟法通过建立混凝土框架结构的模型,进行计算仿真分析,从而评估其耐久性。
三、提高混凝土框架结构的耐久性的方法为了提高混凝土框架结构的耐久性,需要从以下几个方面入手:1.材料选用应选择优质的混凝土和钢筋等材料,并严格按照标准进行配比和施工,确保材料质量。
2.结构设计结构设计应满足工程使用要求,并考虑地震、风灾等自然灾害的影响,保证结构的稳定性和耐久性。
3.施工过程施工过程中应注意质量控制,保证施工质量,同时应注意施工安全。
4.维护保养结构完工后,应加强维护保养,及时处理混凝土表面的裂缝和钢筋的腐蚀问题,保证结构的耐久性。
建筑工程混凝土结构设计耐久性分析论文
建筑工程混凝土结构设计耐久性分析论文•相关推荐建筑工程混凝土结构设计耐久性分析论文当前,结构工程发展的最尖端就是混凝土结构的耐久性以及耐久性的设计问题,可是,我国的混凝土结构设计水平和整体的研究成果,远远比不上国外的水平。
我国目前的基础工程设施建设空前壮大,所以,混凝土结构的耐久性设计工作刻不容缓,不然的话,肯定就导致非常大的经济损失和资源的浪费,同时给人们的生活和生产带来非常大的影响。
1耐久性设计因素分析1.1环境作用影响混凝土结构的使用时间和混凝土所在的环境是联系非常密切的,根据不同级别的建筑物来进行耐久性的设计工作,在整个设计流程中要非常关注混凝土结构所在的环境。
在特定的环境中,使用结构的材料随着时间的变化而发生改变,会缩短使用寿命,只有在不良的环境下进行结构的技术手段,才可以更好的保证设计的使用时长的标准。
所以,为了更好的进行混凝土结构耐久性的设计工作,要根据整个混凝土结构所在的环境进行设计。
1.2寿命设计和普通的产品是相同的,建筑混凝土的结构拥有使用寿命。
按照不一样的角度来分成几个部分,根据外国的建筑物的耐久性能来进行分类:要求使用寿命、预期使用寿命、设计使用寿命。
1.3构造设计就是对混凝土结构的特殊部分进行耐久性的设计工作,混凝土结构中非常重要的一个部分就是构造了,所以,构造设计工作相当的关键,一旦没有做好构造设计工作,就会导致整体的混凝土的结构受到重大的影响,同时就会增加建筑物的维修周期和维修费用,更有甚者就会影响到混凝土结构的耐久性和使用时长。
1.4可修复能力设计在进行经营状态的混凝土的构成要件要进行平常的检验维修工作,怎么保持这个混凝土在进行经营的状态下保持可以自己修复的能力,是可修复能力设计需要注意的要点。
进行混凝土的可修复能力的设计,不仅仅可以保证在进行运行的过程中性能和设计性能水准相差无几,同时还可以保证对于那些并没有进行可修复设计的结构增加正常的维修时间,降低维修的花费,对那些平常维修的混凝土构件有非常大的帮助。
混凝土结构中的耐久性设计
混凝土结构中的耐久性设计一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构类型,其耐久性是建筑物长期使用的保证。
耐久性设计是混凝土结构设计中至关重要的一环,本文将从多个方面详细介绍混凝土结构中的耐久性设计。
二、耐久性设计的基本原则1.考虑材料的选择在混凝土结构的设计中,材料的选择是非常重要的一步。
需要根据工程用途、环境条件和设计要求等因素来选择适合的材料。
例如,对于海边的建筑,需要选择具有耐腐蚀性的材料;对于需要承受大荷载的结构,需要选择强度高的材料。
2.考虑结构的设计结构的设计也是耐久性设计中非常重要的一部分。
需要采用合理的结构形式和布局,以确保在使用过程中不会出现严重的变形和裂缝。
此外,还需要考虑结构的连接方式和细节,以确保结构在长期使用过程中的稳定性。
3.考虑环境因素混凝土结构在长期使用过程中会受到环境因素的影响,如温度、湿度、氧化等因素。
因此,在耐久性设计中需要考虑环境因素的影响,并采取相应的措施,如增加混凝土的抗冻性、防潮措施等。
4.考虑维护保养维护保养也是保证混凝土结构耐久性的重要因素。
在设计中需要考虑维护保养的便利性,并在施工完成后制定相应的维护保养计划,以确保结构在使用过程中的稳定性和耐久性。
三、混凝土配合比的设计1.配合比设计的目的混凝土配合比的设计是混凝土结构耐久性设计中非常重要的一环。
其目的是确定混凝土的强度、耐久性和工作性能等,以满足设计要求。
在配合比设计中需要考虑材料的选择、混凝土的强度等因素。
2.配合比设计的步骤(1)确定混凝土的强度等级和工作性能等要求。
(2)根据混凝土的强度等级和工作性能要求,确定水灰比和石子的最大粒径等参数。
(3)确定水泥、砂、石子等材料的比例,以及混合物的用水量。
(4)根据混凝土的强度等级和工作性能要求,适当调整混合物的配合比。
3.配合比设计的注意事项(1)需要根据混凝土的强度等级和工作性能等要求来确定配合比,以确保混凝土的耐久性和使用性能。
(2)在确定配合比时,需要考虑材料的选择和使用效果,以确保混凝土的质量。
混凝土结构的耐久性设计
混凝土结构的耐久性设计混凝土是土木工程中最常用的建筑材料之一,其耐久性直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
合理的混凝土结构耐久性设计不仅能够提高结构的耐久性和可靠性,还能减少维护和修复成本,延长建筑物的使用寿命。
本文将探讨混凝土结构的耐久性设计原则、方法及其在实际工程中的应用。
首先,混凝土结构的耐久性设计需要考虑环境条件和使用要求。
环境条件包括气候、温度、湿度、化学腐蚀和机械磨损等因素,这些因素对混凝土的性能和耐久性有重要影响。
例如,在海洋环境中,混凝土结构容易受到氯离子侵蚀和钢筋锈蚀,因此需要采取防腐措施,如使用耐腐蚀材料、增加保护层厚度和涂覆防腐涂层。
在寒冷地区,混凝土结构容易受到冻融循环的破坏,需要采用抗冻材料和提高混凝土的密实度,以提高抗冻性能。
混凝土配合比设计是提高混凝土耐久性的关键。
合理的配合比设计能够提高混凝土的密实度和抗渗性,减少有害物质的侵入,提高混凝土的耐久性。
例如,通过优化水灰比、掺加减水剂和粉煤灰等矿物掺合料,可以提高混凝土的工作性能和耐久性;通过增加粗骨料的粒径和减少细骨料的用量,可以提高混凝土的密实度和抗渗性。
在混凝土材料方面,高性能混凝土(HPC)和自愈合混凝土(SHC)是提高混凝土结构耐久性的有效手段。
HPC通过优化配合比和掺加高效减水剂,具有高强度、高耐久性和良好的工作性能,适用于高要求的工程项目。
SHC通过掺加自愈合材料,如微胶囊和生物材料,能够在混凝土内部发生微裂缝时自动修复,提高混凝土的耐久性和使用寿命。
在实际应用中,混凝土结构的耐久性设计已经在多个工程项目中取得了显著成效。
例如,中国三峡大坝通过采用高性能混凝土和抗裂技术,有效提高了混凝土的耐久性和抗渗性,确保了大坝的长期稳定和安全;美国胡佛大坝通过优化配合比和使用防腐涂层,提高了混凝土的抗腐蚀性能和耐久性,延长了大坝的使用寿命。
未来,随着科技的不断进步和工程需求的增加,混凝土结构的耐久性设计将面临更多的挑战和机遇。
混凝土结构的耐久性设计
混凝土结构的耐久性设计混凝土结构是建筑中常用的结构形式之一,其耐久性设计对于保证建筑的使用寿命和安全性至关重要。
本文将就混凝土结构的耐久性设计进行探讨,包括材料选择、设计原则、施工措施等方面的内容。
一、材料选择在混凝土结构的耐久性设计中,合适的材料选择至关重要。
首先需要选择合适的水泥、砂、石材等原材料,确保其质量满足标准要求。
同时,在混凝土中添加适量的掺合料,如粉煤灰、矿渣等,以提高混凝土的耐久性。
二、设计原则混凝土结构的耐久性设计应遵循以下原则:1. 结构设计要满足使用要求和耐久性要求,保证结构在预期使用寿命内不发生损坏。
2. 结构的安全性和耐久性要考虑全寿命周期,考虑不同工况下的影响。
3. 结构设计应充分考虑混凝土的抗裂性能和防水性能,采取相应的设计措施。
4. 结构的施工过程要符合规范要求,确保混凝土的浇筑和养护质量。
5. 结构的维护和修复应使用合适的材料和方法,延长结构的使用寿命。
三、施工措施混凝土的施工过程对结构的耐久性影响较大。
以下是一些常用的施工措施:1. 控制混凝土的配合比,保证混凝土的强度和耐久性。
2. 合理安排浇筑顺序,避免出现冷缝和接缝,确保结构的整体性。
3. 加强混凝土的养护措施,保持适宜的温度和湿度,以提高混凝土的强度和耐久性。
4. 对混凝土表面进行防水处理,采用防水剂等方式,提高结构的防水性能。
四、耐久性评估为了保证混凝土结构的耐久性,可以进行耐久性评估和检测。
常用的评估方法包括非破坏性检测、结构健康监测等。
通过定期评估和检测,可以及时了解结构的健康状态,采取相应的维护和修复措施,延长结构的使用寿命。
五、结论混凝土结构的耐久性设计是建筑工程中不可忽视的重要环节。
通过合适的材料选择、设计原则的遵循、施工措施的采取以及耐久性评估的实施,可以保证混凝土结构的安全可靠,延长其使用寿命,提高建筑的整体质量。
只有在注重耐久性设计的基础上,我们才能建造出更加稳定和持久的混凝土结构。
钢筋混凝土结构的耐久性分析
钢筋混凝土结构的耐久性分析在现代建筑领域中,钢筋混凝土结构因其出色的强度和稳定性而被广泛应用。
然而,随着时间的推移,钢筋混凝土结构的耐久性问题逐渐凸显,成为了建筑行业关注的焦点之一。
耐久性不足可能导致结构性能下降、安全性降低以及维修成本增加等一系列问题。
因此,深入分析钢筋混凝土结构的耐久性具有重要的现实意义。
钢筋混凝土结构的耐久性,简单来说,就是指在正常使用和维护条件下,结构在规定的工作环境中能够保持其预定功能和安全性的能力。
影响钢筋混凝土结构耐久性的因素众多,主要包括以下几个方面。
首先,混凝土的质量是关键因素之一。
混凝土的强度、密实度、抗渗性等性能直接关系到结构的耐久性。
如果混凝土在配制过程中,原材料质量不佳,比如水泥标号低、骨料含泥量高,或者水灰比控制不当,都会导致混凝土的强度不足、孔隙率增大,从而使得有害介质更容易侵入,加速混凝土的劣化。
其次,钢筋的锈蚀是影响耐久性的重要原因。
在潮湿的环境中,钢筋表面的钝化膜会被破坏,导致钢筋发生锈蚀。
钢筋锈蚀后体积膨胀,会产生锈胀力,使混凝土保护层开裂、剥落,进一步加剧钢筋的锈蚀,形成恶性循环。
环境因素对钢筋混凝土结构的耐久性也有着不可忽视的影响。
例如,在沿海地区,空气中的氯离子含量较高,容易渗透到混凝土内部,破坏钢筋的钝化膜,引发锈蚀。
在寒冷地区,冻融循环会使混凝土内部产生裂缝,降低其密实度和强度。
此外,化学腐蚀、酸雨等也会对混凝土和钢筋造成损害。
施工质量同样关乎着钢筋混凝土结构的耐久性。
在施工过程中,如果振捣不密实、养护不到位,会导致混凝土内部存在蜂窝、麻面等缺陷,为有害介质的侵入提供通道。
钢筋的布置和连接不符合规范要求,也会影响结构的受力性能和耐久性。
为了提高钢筋混凝土结构的耐久性,我们可以采取一系列的措施。
在设计阶段,应充分考虑结构所处的环境条件,合理确定混凝土的强度等级、保护层厚度等参数。
对于处于恶劣环境中的结构,应采取特殊的防护措施,如使用耐腐蚀的钢筋、添加阻锈剂等。
混凝土结构的耐久性设计
混凝土结构的耐久性设计混凝土结构的耐久性设计是保证混凝土结构能够长期稳定地使用的一种设计方法。
混凝土结构在长期使用过程中,会面临各种环境和荷载的作用,如氧化、水分、温度、荷载等,这些因素都会对混凝土结构的耐久性产生影响。
因此,混凝土结构的耐久性设计需要充分考虑这些因素,并采取相应的措施,以保证混凝土结构的长期稳定使用。
混凝土结构的耐久性设计的主要目的是延长混凝土结构的使用寿命,从而减少维修和更换的成本,并降低对环境的影响。
耐久性设计的基本原则是在设计阶段尽量减少混凝土结构受到的不利影响,使其在使用寿命内能够满足使用要求。
耐久性设计需要考虑以下因素:1.环境因素混凝土结构在不同的环境中会受到不同的影响。
例如,在潮湿环境中,混凝土结构容易受到腐蚀;在高温环境中,混凝土结构容易失去水分,导致开裂。
因此,在耐久性设计中,需要考虑到混凝土结构所处的环境,选择合适的混凝土配合比和施工方法,以提高混凝土结构的抗环境能力。
2.荷载因素混凝土结构在长期使用中会受到各种荷载的作用,如静载荷、动载荷、热荷载等。
这些荷载会对混凝土结构的稳定性和耐久性产生影响。
因此,在耐久性设计中,需要考虑到混凝土结构所受的荷载,选择合适的混凝土配合比和结构形式,以提高混凝土结构的承载能力和稳定性。
3.施工因素混凝土结构的施工质量对其耐久性有很大的影响。
例如,混凝土的浇筑质量、养护质量等都会直接影响混凝土结构的强度和耐久性。
因此,在耐久性设计中,需要考虑到混凝土结构的施工质量,采取合适的施工方法和管理措施,以提高混凝土结构的施工质量。
4.材料因素混凝土结构的材料对其耐久性也有很大的影响。
例如,混凝土的配合比、水泥的种类和质量、骨料和砂的质量等都会对混凝土结构的强度和耐久性产生影响。
因此,在耐久性设计中,需要考虑到混凝土结构的材料选择,选择合适的材料,以提高混凝土结构的强度和耐久性。
在考虑以上因素的基础上,混凝土结构的耐久性设计需要采取以下措施:1.选择合适的混凝土配合比混凝土配合比是指混凝土中各材料的配合比例。
混凝土结构耐久性的设计探析
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基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析
基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析
建筑工程的耐久性是保证其长久使用和安全性的关键因素之一。
混凝土作为建筑材料中的重要组成部分,其结构设计和分析也至关重要。
本文将从耐久性的角度出发,探讨混凝土结构设计所需关注的内容。
首先,混凝土结构设计需考虑外界力的作用和混凝土材料本身的组成和性能。
外界力包括自重、荷载、温度变化、风压等,混凝土的组成和性能则包括塑性变形、强度、耐磨性、耐久性等。
因此,建筑工程混凝土结构设计时需要根据使用环境和要求,选用合适的混凝土材料,并进行合理的结构设计。
其次,在混凝土结构设计中还需要考虑材料的复合性。
在一些构建较复杂的混凝土结构时,需要将多种材料按照不同的比例进行混合,以满足需要。
在此过程中,需要严格控制不同材料的比例和配合方式,以保证混凝土结构的整体性能和稳定性。
另外,混凝土结构的施工和维护也是影响其耐久性的关键因素之一。
施工过程中需要严格按照设计要求进行操作,合理控制温度和湿度等因素,以保证混凝土结构的强度和稳定性。
同时,对于长期使用的混凝土结构,定期进行维护和检查也是至关重要,及时发现问题并进行修复,以避免出现严重安全隐患。
总之,建筑工程混凝土结构设计应从耐久性的角度出发,考虑使用环境和要求、混凝土材料的组成和性能、施工和维护等方面的问题,以确保混凝土结构的长久使用和安全性。
混凝土结构设计中的耐久性设计
混凝土结构设计中的耐久性设计混凝土结构在建筑工程中扮演着重要的角色,其耐久性设计尤为关键。
耐久性设计是指在一定使用期限内,结构能够保持其设计使用功能。
耐久性设计的好坏直接影响着结构的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土结构耐久性设计的概念、影响因素、设计要点以及常见问题等方面进行探讨。
一、耐久性设计的概念耐久性设计是指在结构设计过程中考虑和控制结构在使用环境中受到的各种破坏因素,使结构满足设计使用寿命的要求。
耐久性设计的目的是确保混凝土结构在使用寿命内具有足够的承载能力和稳定性,并且保持良好的使用功能和外观。
二、耐久性设计的影响因素1. 材料选择:混凝土的品种、配合比、强度等对结构的耐久性至关重要。
要选择符合设计要求和使用环境的混凝土材料,严格控制材料的质量。
2. 环境条件:结构所处的环境条件,如潮湿度、温度、气候等都会影响结构的耐久性。
要合理选择结构材料和采取防护措施,以适应不同的环境条件。
3. 结构设计:结构设计中的构造形式、截面尺寸、支座方式等都会对结构的耐久性产生影响。
要合理设计结构,确保结构在使用寿命内不会出现严重的损坏。
4. 施工工艺:施工过程中的施工方法、工艺操作等也会影响结构的耐久性。
要保证施工质量,严格按照设计要求执行施工工艺。
三、耐久性设计的要点1. 防水防潮:混凝土结构在使用过程中要经受各种湿润环境的考验,要做好防水防潮的设计工作,防止水分侵入混凝土内部引发腐蚀。
2. 防腐防火:结构要考虑到防腐和防火等方面的要求,选择耐候性好的材料和进行合理的防护措施,提高结构的耐久性。
3. 疲劳抗震:结构在使用过程中会受到外部荷载的作用,要考虑结构的疲劳和抗震性能,合理设计结构的受力方式和抗震构造。
4. 维护保养:结构的保养工作对于其耐久性至关重要,要制定合理的维护计划,及时检修和维护结构,延长结构的使用寿命。
四、混凝土结构设计中的常见问题1. 配合比不合理:混凝土配合比过高或过低都会影响结构的性能,容易导致混凝土开裂和渗水等问题。
浅谈混凝土结构的耐久性设计方法
浅谈混凝土结构的耐久性设计方法一、背景介绍混凝土结构是现代建筑中最常用的结构体系之一,其具有高强度、抗压、防火、隔音、防水等优点。
然而,由于混凝土结构在使用过程中受到气候、环境和荷载等多方面影响,其耐久性也成为设计过程中需要考虑的重要因素。
本文将介绍混凝土结构的耐久性设计方法。
二、耐久性设计的基本要求耐久性设计是指在混凝土结构的设计中,考虑其在使用寿命内所受到的各种外界因素的影响,以延长结构的使用寿命,保证结构的安全性和可靠性。
具体来说,耐久性设计应满足以下基本要求:1.结构的使用寿命要与使用要求相适应,结构要能够在规定的使用年限内保持安全、稳定和可靠。
2.结构材料的选用要考虑到其长期性能,材料的耐久性要与结构的使用寿命相匹配。
3.结构设计要考虑到结构的外界环境和荷载,在设计中要充分考虑结构的防水、防潮、防冻、防腐等问题。
4.结构施工要符合规范要求,施工质量要保证。
三、耐久性设计的方法为了保证混凝土结构的耐久性,设计师可以采用以下方法:1.选用适当的混凝土等级和配合比混凝土等级和配合比是影响混凝土强度和耐久性的重要因素。
设计师应根据结构的使用要求和使用环境,选择适当的混凝土等级和配合比,以确保混凝土在使用寿命内能够保持稳定的力学性能和耐久性。
2.采用防水、防潮措施混凝土结构的耐久性与其防水、防潮性能密切相关。
在设计中,设计师可以采用各种防水、防潮措施,如使用防水剂、加强结构的防水层等,以延长结构的使用寿命。
3.考虑结构的抗冻性能在寒冷地区,混凝土结构的抗冻性能也是需要考虑的因素。
设计师可以采用措施,如增加混凝土的强度、提高混凝土的密实性等,以提高结构的抗冻性能。
4.采用耐久性好的材料在混凝土结构的设计中,材料的选择也是一个重要的因素。
设计师应选择耐久性好的材料,如优质水泥、高性能混凝土、耐腐蚀钢筋等,以保证结构的长期稳定性和耐久性。
5.考虑结构的维修、养护问题结构的维修、养护也是保证结构耐久性的重要环节。
混凝土结构的耐久性
混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性是指在预期使用寿命内,结构能够保持其设计功能和性能的能力。
随着时间的推移,混凝土结构可能会受到各种因素的影响,例如气候条件、环境污染、化学侵蚀、物理荷载等。
因此,确保混凝土结构的耐久性至关重要。
一、合理的设计混凝土结构的耐久性始于合理的设计。
设计人员应根据具体情况确定合适的混凝土强度等级、配合比和保护层厚度等参数,以确保结构在使用寿命内能够承受设计工作荷载并抵御外部侵蚀。
二、材料选择在混凝土结构的设计中,材料的选择直接关系到结构的耐久性。
应该选择符合标准要求的优质水泥、骨料和化学掺合料,并通过实验检测确保其质量合格。
此外,添加适量的外加剂可以改善混凝土的性能,提高结构的耐久性。
三、养护措施混凝土浇筑完成后,及时采取养护措施对结构进行保护。
养护时间应根据具体混凝土配合比和环境条件而定,通常为7-14天。
养护期间,应保持混凝土表面的湿润,避免温度和湿度的突变,以充分发挥混凝土的强度和耐久性。
四、防护措施混凝土结构在使用过程中可能会受到各种因素的侵蚀,如气候条件、化学物质和物理荷载等。
为了增强混凝土结构的耐久性,可以采用以下防护措施:1.使用耐久性好的外墙材料,例如特殊表面涂料、防水膜和抗氯化物渗透材料等,以减少环境因素对混凝土结构的损害。
2.定期进行结构检测和维护,及时修复混凝土表面的裂缝和损坏,以防止进一步的侵蚀和损害。
3.加强结构的排水系统,确保混凝土结构在雨水和地下水侵蚀的情况下能够及时排除水分,避免结构的渗漏和腐蚀。
4.在结构施工中,使用耐久性好的连接件和固定系统,以增强结构的整体稳定性和耐久性。
五、定期检测与维护为了确保混凝土结构的耐久性,定期检测和维护是必不可少的。
检测内容包括结构的物理性能、化学性能、耐久性等方面,通过科学的测试和分析,可以及时了解结构的状况,并采取合适的维护措施。
综上所述,混凝土结构的耐久性是建筑工程中重要的考虑因素之一。
通过合理的设计、材料选择、养护和防护措施以及定期检测和维护,能够有效地提升混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命,确保工程质量和安全性。
混凝土结构中的耐久性分析与优化
混凝土结构中的耐久性分析与优化一、引言混凝土是目前世界上最为常见的建筑材料之一,广泛应用于建筑结构、水利工程、公路、桥梁等建筑领域。
由于混凝土结构常常处于受到自然环境和人为因素的攻击下,因此保证其耐久性对于建筑的安全、可靠、持久使用具有重要意义。
本文旨在阐述混凝土结构中的耐久性分析与优化方法,并探讨其应用价值。
二、耐久性分析混凝土结构的耐久性是指其在正常使用条件下,抵抗环境因素(如水分、氯离子、二氧化碳等)和外部载荷作用下的能力。
因此,分析混凝土结构的耐久性,需从材料本身、施工及维护等方面进行综合考虑。
2.1 混凝土材料的耐久性研究混凝土是由水泥、骨料、细集料和水等组成的人工石材,因此,其耐久性主要由以下几个因素决定:(1)水泥的品种、品质:目前市场上常用的水泥主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和高炉水泥等。
其中,硅酸盐水泥的耐久性较好,高炉水泥的耐久性较差。
(2)骨料、细集料的品种、品质:对于混凝土的耐久性影响较大。
一些硬度低、含有太多的泥、粉状物等杂质的骨料会导致混凝土表面容易开裂、剥落等情况发生。
(3)掺合料的选用:根据不同用途,可加入粉煤灰、矿渣粉等掺合料。
(4)施工质量:混凝土的耐久性与施工的质量、工艺密切相关。
2.2 环境因素对混凝土耐久性的影响(1)水分:水分是影响混凝土耐久性的重要因素之一。
过多的水分会促进混凝土内部的气孔、裂缝形成,加速其老化、腐蚀。
因此,在混凝土的施工过程中,应该避免多余的水分的存在。
(2)氯离子:由于混凝土的孔隙性,当含有氯离子的水渗入其中后,会促进钢筋的锈蚀,导致混凝土的开裂、剥落等损伤情况的发生。
(3)二氧化碳:当大气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化合成碳酸盐离子时,会导致混凝土的碳化。
其结果是钢筋锈蚀,混凝土内部减损,甚至会影响其力学性能。
三、耐久性优化方案为了提高混凝土结构的耐久性,需要从多个方面进一步优化及改善:3.1 混凝土材料优化设备目前,市场上有大量的混凝土材料处理设备,如颚式破碎机、冲击式破碎机、圆锥式破碎机等等,可以有效地优化混凝土材料的组分,保证其质量。
混凝土结构耐久性设计
混凝土结构耐久性设计混凝土结构的耐久性设计是指在规定的使用寿命内,结构能够保持其设计要求的性能和功能,不发生失效或明显损坏的能力。
混凝土结构的耐久性设计与材料的选用、结构的设计和施工质量密切相关,并涉及到多个因素的考虑,包括结构的环境暴露条件、使用要求、建筑材料的特性等。
首先,混凝土结构的耐久性设计应根据具体的环境暴露条件进行评估和分析。
结构暴露在不同的环境中,如海洋、海湾、工业区或污染物浓度较高的地区,会受到不同的侵蚀和破坏,因此需要根据具体环境条件选择不同的混凝土配方和保护措施。
例如,在海洋环境中,应选用具有良好抗氯离子渗透能力的高性能混凝土,并考虑采取防腐保护措施,如铅质饰面或防腐漆等。
其次,混凝土结构的耐久性设计应考虑结构的使用要求。
结构的使用要求包括荷载、变形和气候等。
荷载是指结构在正常使用过程中所承受的荷载,如自重荷载、活荷载和地震荷载等。
为确保结构的耐久性,应根据荷载的大小和变化情况来确定结构的尺寸和配筋。
变形是结构在使用过程中由于荷载或温度变化引起的变形,应考虑结构在变形控制方面的限制,以保证结构的耐久性和稳定性。
气候是指结构所处的气候条件,如温度、湿度和风速等。
在高温、低温或高湿度环境中,混凝土会因温度膨胀或冻融循环等因素而受到损害,因此需要采取相应的措施保护混凝土结构。
最后,混凝土结构的耐久性设计应注重建筑材料的选择和施工质量的控制。
混凝土的抗压强度、抗拉强度和耐久性都与材料的质量和配合比有关,因此在设计中应选择质量可靠、性能稳定的混凝土材料,并合理控制配筋比。
此外,施工过程中的浇筑、养护和维修质量也会影响结构的耐久性。
应采取正确的施工方法和严格的质量控制措施,如控制混凝土的坍落度、养护温度和湿度,以防止混凝土的开裂和脱落。
总而言之,混凝土结构的耐久性设计涉及到多个方面的考虑,包括结构的环境暴露条件、使用要求、建筑材料的特性和施工质量等。
只有综合考虑这些因素,采取相应的措施和合理的设计,才能保证混凝土结构具有良好的耐久性和使用寿命。
混凝土结构耐久性设计探析
混凝土结构耐久性设计探析摘要:混凝土结构应用非常广泛,但由于其材料和使用环境的特殊性,混凝土结构存在严重的耐久性问题,该问题处理不当将会带来巨大的经济损失。
加强混凝土结构耐久性设计,以提高建筑工程施工质量,保证工程的安全性和稳定性。
本文结合笔者工作实际经验,对影响建筑工程混凝土结构耐久性的因素及其结构耐久性设计进行了相关探讨分析,以供参考。
关键词:建筑工程;混凝土;耐久性设计长期以来,人们认为混凝土是一种耐久性极其良好的建筑材料,往往在设计中也只是注重建设阶段的造价,而忽视了混凝土结构的耐久性,使得有些建筑物的维修加固费用远远高于造价成本,甚至使得许多工程付之东流。
关注混凝土的耐久性,不仅能使企业节省大量的投资基金,而且有助于提升建筑物的寿命年限,保障人们的生命和财产安全。
一、影响混凝土结构耐久性的因素1.1钢筋的锈蚀混凝土凝结硬化后,会生成碱性的氢氧化钙,导致混凝土孔隙中的水分有很高的碱性,并在钢筋表面形成一层致密的钝化膜,在正常的使用情况下钢筋不会锈蚀;若超出一定的界限,钝化膜将被破坏,在外部介质作用下发生电化学反应,逐步生成氢氧化铁等铁锈,造成混凝土钢筋开裂膨胀,从而成为腐蚀介质渗入的通道,加速结构的损坏。
此外,钢筋在腐蚀过程中会产生少量的氢气,氢原子沿着钢筋内部缺陷渗入生成氢分子,同时产生很大压力,出现鼓泡现象,使钢筋脆化,这就是钢筋的氢脆现象。
1.2混凝土的冻融破坏冻融循环作用是造成混凝土严重破坏的主要原因,是评定混凝土耐久性的重要指标。
混凝土水化硬结后内部有很多毛细孔,在浇筑混凝土时,为了得到必要的和易性,往往会比水泥水化所需要的水要多些。
这些毛细孔中的水遇到低温就会结冰,反复循环作用会引起混凝土内部结构的破坏。
在低于冰点的温度下,水将结冰。
因此,在某一冻结温度下存在着结冰的水和过冷的水,结冰的水会产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,引起各种压力,当这些压力达到一定程度时,将导致混凝土的破坏。
混凝土结构耐久性分析与设计
混凝土结构耐久性分析与设计导言耐久性是混凝土结构功能之一。
随着生活水平的逐渐提高,人们对建筑的安全性、耐久性要求也越来越高。
不久前,北京市开展的保障性住房百年住宅标准的课题研究也表明耐久性问题引起了业内的普遍重视。
在建设项目的设计过程中,必须重视耐久性问题,只有明确耐久性的相关要求和存在的问题,找出设计过程中的关键点和难点。
才可以制定科学合理的设计方案。
混凝土结构的耐久性混凝土结构在规定的使用年限内,除应具有足够的強度和能安全地承受设计荷载外,还应具有在所处的自然环境和使用条件下,长期保持正常使用性能和外观完整性的能力。
混凝土结构耐久性分为材料的耐久性和结构的耐久性两个方面。
混凝土材料的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗碱骨料反应、抗腐蚀等几个方面。
影响混凝土耐久性的因素可分为内部因素和外部因素。
内部因素包括混凝土的水胶比,杂质含量,钢筋保护层厚度,外加剂不当或错误,振捣不密实或外观疵病缺陷等;外部因素即外部环境影响包括:(1)钢筋被有害气体、液体腐蚀;(2)混凝土碳化;(3)冻融循环、温湿变化;(4)碱-骨料反应;5.物理性损害(磨损、风蚀)等。
其中,混凝土的碳化,碱-骨料反应和钢筋的腐蚀对混凝土结构的耐久性影响最大,必须采取相应的预防措施。
当前我国建筑工程结构耐久性存在的问题相关调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于恶劣环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。
民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但阳台、雨蓬等露天构件的使用寿命通常仅在30年左右。
笔者于2010左右参加了中小学校舍安全工程,曾对大量的既有校舍进行了抗震鉴定和加固工作,在现状现场踏勘中发现,建于上世纪八十年代的校舍,处于室内环境的混凝土构件外观基本良好,但处于室外环境的外走廊梁柱、雨蓬、栏板等混凝土构件多数存在下列情况的一项或多项:混凝土龟裂或酥松,漏筋或钢筋腐蚀严重,存在过大裂缝等。
另外,施工管理和施工水平也是影响混凝土结构耐久性的重要因素。
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混凝土结构耐久性设计浅析
摘要:根据混凝土结构耐久性的定义及其设计的主要内容,介绍了影响混凝土
结构耐久性的主要因素,阐述了现阶段混凝土结构耐久性设计的目标和、设计方法、混凝土结构耐久性的现场检验以及混凝土结构使用阶段的检测和维护要求,
明确了通过混凝土结构耐久性设计保证混凝土结构达到规定的设计使用年限。
关键词:混凝土;结构;耐久性设计;使用年限
引言
混凝土结构或构件的裂缝及破坏是影响建筑使用年限的主要原因,而建筑的使用年限是
工程质量得以量化的集中表现。
建筑的使用年限在量值上与混凝土结构的设计使用年限是相
同的。
通过混凝土结构耐久性设计来保证混凝土结构达到规定的设计使用年限,确保建筑拥
有合理的使用寿命。
一、混凝土结构耐久性及其设计内容
混凝土结构的耐久性指的是在环境作用和正常维护、使用条件下,混凝土结构或构件在
设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力[1]。
混凝土结构失去其适用性和安全性能力的
极限状态表现为:钢筋混凝土构件表面出现锈胀裂缝;结构表面混凝土出现可见的酥裂、粉
化等。
混凝土结构耐久性设计就是通过经验方法及定量方法,确定结构所处的不同环境,提出
对混凝土材料的耐久性基本要求,确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度,明确不同环境条件
下的耐久性技术措施,提出结构使用阶段的检测与维护要求[2]。
二、影响混凝土结构耐久性的主要因素
(一)混凝土自身特性影响
混凝土材料的质量是影响结构耐久性的一个主要内因。
混凝土材料中混凝土的水胶比、
混凝土的密实度、氯离子含量和碱含量是混凝土材料质量影响混凝土结构耐久性的主要因素。
有效胶凝材料含量的不确定性,混凝土的密实度不足,以及氯离子达到一定浓度后引起的钢
筋脱钝和电化学腐蚀,都会严重影响混凝土结构的耐久性。
混凝土构件的施工质量是影响结构耐久性的另外一个内因。
钢筋混凝土构件中钢筋的保
护层厚度、混凝土密实度及现浇混凝土构件的养护是混凝土构件施工质量影响混凝土结构耐
久性的主要因素,钢筋混凝土构件中钢筋的保护层厚度太小,混凝土密实度的不足,新浇混
凝土的养护达不到相应的标准,也都会影响混凝土结构的耐久性。
(二)混凝土结构所处环境作用的影响
直接与混凝土构件表面接触的局部环境作用是影响混凝土结构耐久性的外因。
环境类别
的不同,对混凝土结构的耐久性影响也不同。
当结构和构件同时受到多种类别的环境作用时,均应考虑需满足各自单独作用下的耐久性要求[1]。
(1)一般环境带来的影响
一般环境是指仅有正常的大气(二氧化碳、氧气等)和温度、水分作用,没有冻融、氯化物和其他化学腐蚀物质的影响。
一般环境对混凝土结构的侵蚀主要是表层混凝土碳化、氧气和水分共同作用引起的钢筋锈蚀。
混凝土呈高度碱性,钢筋在高度碱性环境中会在表面生成一层致密的钝化膜,使钢筋具有良好的稳定性。
当空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部,会通过化学反应降低混凝土的碱度即混凝土碳化,使钢筋表面失去稳定性并在氧气与水分的作用下发生锈蚀。
(2)冻融环境带来的影响
冻融环境是指有冰冻及冻融循环出现的环境。
冻融环境会引起混凝土的冻融损伤。
当混凝土内部含水量较高时,冻融循环的作用会引起混凝土内部或表层的损伤。
如果水中含有盐分,损伤程度会加重。
而且反复冻融造成了混凝土保护层损伤还会缩短内部钢筋开始锈蚀的时间。
(3)氯化物环境带来的影响
氯化物环境一般指的是近海海风、盐渍土及使用除冰盐的环境。
滨海室外环境与盐渍土地区的地下结构、北方城市冬季依靠喷洒盐水消除冰雪而对立交桥、周边结构及停车楼都可能造成氯离子从混凝土表面迁移到混凝土内部,在钢筋表面积累到一定浓度后会引发钢筋的锈蚀。
这种情况下氯离子引起的钢筋锈蚀程度要比一般环境下,单纯由大气作用引起的锈蚀严重得多,这是混凝土结构耐久性设计的重点问题之一。
(4)化学腐蚀环境带来的影响
化学腐蚀环境是指土、水中含有一定浓度的硫酸、盐酸等化学物质和大气中含有一定浓度的硫化物、氮氧化物的环境。
化学腐蚀环境对混凝土的化学作用是混凝土的劣化的主要原因,同时有盐结晶等物理作用也能引起混凝土的劣化。
三、混凝土结构耐久性设计的方法
(一)混凝土结构耐久性设计的主要目标
混凝土结构耐久性设计的主要目标是为了确保主体结构能够达到规定的设计使用年限,满足建筑物的合理使用寿命要求。
主体结构的设计使用年限与建筑物的合理使用寿命归于相同的概念,在量值上是相同的。
设计使用年限是考虑环境作用、材料性能等因素的变异性对结构耐久性的影响,要有足够的保证率才能满足建筑物拥有足够的使用寿命。
(二)混凝土结构耐久性设计的方法
混凝土结构的耐久性设计可分为经验方法和定量方法。
经验方法是将环境作用按其严重程度定性地划分成几个作用等级,在工程经验类比的基础上,对不同环境作用等级下的混凝土结构构件,直接规定混凝土材料的耐久性质量要求(通常用混凝土强度、水胶比、胶凝材料用量等指标表示)和钢筋保护层厚度等构造要求。
近年来,经验方法有很大的改进: 首先是按照材料的劣化机理确定不同的环境类别,在每一类别下再按温、湿度及其变化等不同环境条件区分其环境作用等级,从而更为详细地描述环境作用;其次是对不同设计使用年限的结构构件,提出不同的耐久性要求。
在混凝土结构耐久性设计的定量方法中,环境作用需要定量界定,然后选用适当的劣化模型求出环境作用效应,得出耐久性极限状态下的环境作用效应与耐久性抗力的关系,可针对使用年限来计算材料与构造参数,也可针对确定的材料与构造参数来验算使用年限。
作为耐久性设计目标,结构设计使用年限应具有规定的安全度。
耐久性设计的经验方法和定量方法并不对立,两者在同一设计过程中互为补充:经验方法确定总体布置、构造、耐久性控制过程以及材料类型,定量方法在此基础上对确定的耐久性
极限状态、进行材料性质和构造参数的定量设计。
目前,环境作用下耐久性设计的定量计算
方法尚未成熟到能在工程中普遍应用的程度。
在各种劣化机理的计算模型中,可供使用的还
只局限于定量估算钢筋开始发生锈蚀的年限。
在国内外现行的混凝土结构设计规范中,所采
用的耐久性设计仍然主要通过耐久性要求来实现[1]。
四、混凝土结构耐久性的现场检验及使用阶段的检测和维护
现场混凝土耐久性质量检验的主要有以下内容:通过无损检测,测定现场钢筋的混凝土
保护层实际厚度;通过标准预埋件的拔出试验或回弹仪试验,测定表层混凝土的强度并间接
估计保护层混凝土的密实性质量;对于引气混凝土,测定新拌混凝土的含气量以及硬化后混
凝土的含气量、气泡间距系数与抗冻耐久性指数DF值;对于氯盐环境下的重要工程混凝土,测定混凝土的氯离子扩散系数[3]。
混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定:建立定期检测、维修制度;设计中可
更换的混凝土构件应按规定更换;构件表面的防护层,应按规定维护或更换;结构出现可见
的耐久性缺陷时,应及时进行处理[2]。
五、结束语
通过混凝土结构的耐久性设计保证混凝土结构工程的合理使用寿命。
根据不同使用年限
要求的建筑物提出不同的耐久性设计目标,通过设置混凝土耐久性质量要求来实现耐久性设
计目标,施工时通过混凝土耐久性质量检验来保证耐久性设计目标的实现,建立混凝土结构
使用阶段的检测和维护制度。
通过混凝土结构的耐久性设计来保证混凝土结构达到规定的设
计使用年限,确保结构工程的合理使用寿命。
参考文献
[1] GB/T 50476-2019. 混凝土结构耐久性设计标准[S]. 2019.
[2] GB 50010-2010. 混凝土结构设计规范(2015年版)[S]. 2010.
[3] CCES 01-2004. 混凝土结构耐久性设计与施工指南(2005年修订版版)[S]. 2005.。