结构耐久性
结构的耐久性与安全性
结构的耐久性与安全性、适用性构成了结构的基本功能,也是影响结构可靠度的重要因素。
所谓结构的耐久性是指经过正常设计、正常施工、并在设计预定的环境中正常工作的结构,不需经过昂贵的维修加固,能在保持预定使用功能的条件下达到设计寿命的程度
[12]
;或指结构在化学的、生物的或其他
不利因素的作用下,在预定时期内,其材料性能的恶化不至导致结构出现不可接受的失效概率
[13]
;或
指结构在某一特定的时间段内能够安全地保持其可用性的能力
[14]。
结构的耐久性与其所处的环境有着十分密切的关系,影响混凝土结构耐久性的因素主要有内部和外部两个方面。
内部因素主要有混凝土强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、水泥标号和水泥用量、外加剂用量等;外部因素主要有环境温度、湿度、二氧化碳含量及腐蚀环境等,耐久性问题往往是内部存在不完善,外部不利因素综合作用的结果。
目前工程中的耐久性问题主要表现在以下几个方面:
(1)混凝土碳化与钢筋锈蚀;
(2)混凝土的冻融破坏;
(3)化学介质的侵蚀;
(4)氯离子侵蚀与钢筋锈蚀;
(5)混凝土的物理磨损;
(6)碱骨料反应。
对于结构耐久性的研究,国外在二十世纪四十年代就已经开始了,国内也于六十年代开始了对混凝土碳化和钢筋锈蚀等基础理论的研究。
总的来看,钢筋混凝土结构耐久性研究大致可以分为:材料耐久性研究、构件耐久性研究和结构耐久性研究三个层次,其中前两个层次已经研究的较为深入。
钢结构耐久性
钢结构耐久性钢结构在现代建筑领域中得到广泛应用。
它们具有高强度、耐久性和可塑性的特点,适用于各种建筑类型,如高层建筑、桥梁和工业设施。
本文将探讨钢结构的耐久性以及如何确保其长期稳定性。
1. 钢结构的耐久性钢材本身具有较高的耐腐蚀性能,能够抵御大气、水和化学介质等环境的侵蚀。
与其他建筑材料相比,钢结构能够更好地抵抗自然灾害,如地震和风暴。
这使得钢结构建筑在某些地区具有更好的安全性能。
2. 防腐措施为了确保钢结构的耐久性,必须采取适当的防腐措施。
常用的方法包括防腐涂层、热浸镀锌和不锈钢材料的使用。
防腐涂层能够保护钢结构免受氧化和腐蚀;热浸镀锌将钢材浸入熔融的锌中,形成锌层,提高了钢材的耐腐蚀性能;使用不锈钢材料能够有效地抵御化学物质的侵蚀。
3. 动态和静态荷载钢结构需要能够承受动态和静态荷载。
动态荷载包括风载和地震等外部力的作用,而静态荷载通常与建筑物本身的负荷有关。
为了确保钢结构的稳定性,必须进行详细的结构分析和设计,考虑到这些荷载的影响。
4. 监测与维护定期的监测和维护对于确保钢结构的耐久性至关重要。
通过使用传感器和仪器,可以监测钢结构的变形和应力情况,及时发现潜在的问题并采取措施进行修复。
此外,定期的保养和维护工作,如表面清洁和防腐涂层的维修,可以延长钢结构的使用寿命。
5. 火灾安全在考虑钢结构的耐久性时,火灾安全是一个重要的方面。
钢材在高温下会失去强度,因此需要采取防火措施,如在钢结构表面涂覆防火涂料或使用防火板进行包裹,以保护钢材在火灾事件中的完整性。
总结:钢结构的耐久性是确保建筑物长期稳定运行的关键因素之一。
通过采取适当的防腐措施、结构设计和监测维护措施,可以有效延长钢结构的使用寿命并确保其安全性能。
在未来,随着科技的不断发展,我们可以期待更先进的钢结构材料和技术的应用,提升钢结构的耐久性和可持续性。
工程结构的安全性与耐久性
1.结构的安全性:结构及其构件在荷载等各种可能出现的外加的作用下防止破坏倒塌、保护人员设备不受损伤的能力。
2.结构的耐久性:结构及其构件在环境作用下能够长期维持其所需功能的能力。
3.结构设计需要考虑的各种外加作用主要有三类:(1)一般作用;包括自重、使用荷载、风载、雪载等一般性的永久荷载和可变荷载的直接作用以及施加于结构上的强制变形等间接作用。
(2)偶然作用;主要指地震、爆炸、火灾等灾害作用,严重人为错误的后果也可列入这一范畴。
(3)导致结构材料性能劣化(如钢筋锈蚀、混凝土腐蚀)的环境作用或环境影响。
4.结构及其构件在其设计使用年限内,必须具有适当的安全储备(安全系数方法中)或适当的可靠度(可靠度方法中),满足三个方面的基本功能要求:(1)在一般作用和环境作用下能满足正常使用的实用性要求,与之相应的极限状态即为实用性极限状态或正常使用极限状态;(2)在可能出现的一般作用和规定的偶然作用下有足够的承载力(最大极限承载力或最大抗力,有时也可为不适于继续承载时的最大极限变形)能够抵抗倒塌或类似倒塌那样的严重破坏,与之相应的极限状态是承载力极限状态;(3)在可预见或不可预见的偶然灾害作用下或受到重大人为错误影响时,结构不应发生与其初始原因的严重破坏后果,即结构应有的整体牢固性或鲁棒性,或者说,如果偶然作用在开始时本来只造成局部破坏,就不应该引发大范围的连续倒塌。
5.由于结构安全性是防止破坏倒塌的能力,严格说来应该与构件的极限承载力或最大抗力相联系,后者虽然在很大程度上取决于材料的强度,但尚与结构及其材料在承载力极限状态工作时的塑性行为有关,所以容许应力设计方法并不能准确反映结构的安全性。
6.我国对于混凝土结构设计,与欧洲规范相似,主要考虑的极限状态有才承载力极限状态(与构件的安全性相关)和正常使用极限状态(与构件的适用性相关),包括变形极限状态和裂缝极限状态。
7.保证结构的安全性必须做到:(1)在可能发生的一般作用和规定的偶然作用下,结构的每一构件(如梁、板、柱及其连接)都要有足够的强度和稳定性,即构件在承载力上的安全性;(2)结构必须具有整体牢固性,无论天灾人祸,结构都不应发生与其初始原因不相称的严重破坏后果;(3)在环境作用下,结构材料性能的劣化应控制在可接受的程度内。
建筑结构的耐久性与维护
建筑结构的耐久性与维护建筑结构的耐久性是指建筑物在正常使用和自然环境作用下,保持原有结构性能和功能的能力。
为保障建筑结构的耐久性,需要进行定期维护和有效管理。
本文将从建筑结构的耐久性重要性、常见的结构损坏原因以及维护方法等方面进行探讨。
一、建筑结构的耐久性的重要性建筑结构的耐久性直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。
首先,耐久性良好的建筑结构能够保证建筑物长期安全运行,减少可能发生的事故风险。
其次,耐久性较好的建筑结构需要较少的维护投入,节省维修费用,提高使用寿命,延缓建筑物报废周期。
另外,在维护和管理过程中,对建筑结构进行有效的保养和修复,可以减少资源浪费,降低环境负荷。
二、常见的结构损坏原因1. 自然灾害:地震、台风、洪水等自然灾害是导致建筑结构损坏的主要原因之一。
强烈的地震和狂风暴雨可能导致结构的破坏、断裂和倒塌。
2. 材料老化:建筑结构材料随着时间的推移会发生老化,如混凝土的龟裂、钢材的腐蚀等,这些问题会降低结构的强度和稳定性。
3. 错误设计或施工:设计和施工阶段的错误或疏忽可能导致结构缺陷。
例如,设计参数计算错误、施工中的质量控制不足等会导致结构强度不足,容易败坏。
4. 不当使用或维护:建筑物的不当使用和不正确的维护方法也可能导致结构受损。
例如,在使用过程中超载、水泡在建筑物表面、未及时排水等会导致结构受损。
三、建筑结构维护方法1. 定期检查和维护:对建筑结构进行定期的检查,发现问题及时修复。
定期维护可以包括表面清洁、涂涂料、防水层修补等措施。
2. 治理结构缺陷:一旦发现结构缺陷,应立即采取相应的治理措施。
针对不同的损坏情况,可以采用加固、修补、更换等方法进行修复。
3. 加强自然灾害防范:在设计和施工阶段,要充分考虑自然灾害的影响,采取相应的防护措施。
例如,建筑物内部应设置抗震支撑和刚性连接,外部应加强防风措施等。
4. 提高使用管理水平:加强建筑物的使用管理,合理控制荷载,严禁超载使用,做好防火、排水、除雪等工作,同时制定建筑物使用规范并加强培训,提高使用人员的安全意识。
混凝土建筑结构耐久性
混凝土建筑结构耐久性混凝土是一种广泛应用的建筑结构材料,其主要优点是强度高、稳定性好、施工方便等等。
然而,混凝土建筑结构也存在着一些问题,其中最为重要的就是耐久性问题。
本文将从混凝土结构耐久性的概念、影响因素以及提高方法等方面对该问题进行探讨。
1. 混凝土结构耐久性的概念混凝土结构耐久性主要是指混凝土结构在使用过程中,能够保持规定的使用性能、安全性能和功能性能的能力,即在规定的使用年限内不失效、不出现严重损伤的能力。
其中使用年限一般按照规范规定或设计要求进行规定,通常为50年以上。
2. 混凝土结构耐久性的影响因素(1)环境因素环境因素主要包括温度、湿度、气候、地域等等,这些因素会直接影响混凝土结构的物理、化学和生物性质,从而使混凝土结构的耐久性受到影响。
(2)设计因素设计因素主要包括结构形式、结构材料的选择和用量、结构质量和施工工艺等等,这些因素会直接影响混凝土结构的性能、强度和稳定性,进而影响其耐久性。
(3)材料质量和施工质量混凝土结构的材料质量和施工质量直接关系到混凝土结构的性能和稳定性,这两方面质量低下会导致混凝土结构的强度降低、裂缝增加、酸碱侵蚀等等。
(4)维护保养混凝土结构的维护保养也会影响其耐久性,长期的维护保养会使混凝土结构保持良好的性能、强度和稳定性。
3. 提高混凝土结构的耐久性的方法为了保障混凝土结构的使用安全和稳定性,有以下一些方法可以采用:(1)选择合适的混凝土材料,确保选择的混凝土配合比合理,使混凝土强度和耐久性能得到提高。
(2)合理设计混凝土结构,结构的设计应与其使用环境相适应,如在强震区域内的混凝土建筑应采用钢筋混凝土框架结构等等。
(3)精心施工,严格按照施工规范施工,增强混凝土结构的强度和稳定性。
(4)定期维护保养,按照规定时间对混凝土结构进行检查、维修、加固和防水等等,确保混凝土结构长期保持良好的状态和性能。
结论:混凝土结构耐久性是一项非常重要的问题,良好的耐久性能不仅可以延长混凝土结构的使用寿命,而且还可以保证混凝土结构的安全性能和功能性能。
建筑物结构耐久性
建筑物结构耐久性建筑物结构耐久性是指建筑物能够在长期使用和自然环境的作用下保持其功能和稳定性的能力。
它是建筑物设计、施工和维护的重要考虑因素,对于确保建筑物的安全和可持续发展至关重要。
本文将从材料选用、结构设计和维护管理三个方面探讨建筑物结构耐久性的重要性。
一、材料选用材料选用是确保建筑物结构耐久性的基础。
在材料的选择上,需要考虑多个因素,包括材料的强度、耐久性、防腐性、耐热性等。
例如,在建筑物的结构构件中,常用的材料如混凝土、钢材和木材都具有较高的强度和耐久性,可以满足建筑物的使用要求。
此外,一些新型材料如高性能混凝土和复合材料也可以提供更好的耐久性和抗震性能。
二、结构设计结构设计是确保建筑物结构耐久性的关键。
合理的结构设计可以提高建筑物的抗震性、抗风性和耐久性。
在结构设计中,需要考虑建筑物的使用功能、荷载条件、地震烈度和环境因素等。
通过合理的结构形式和荷载分配,可以将荷载传递到地基并保证整体结构的稳定性。
同时,适当考虑地震和风荷载的作用,采用抗震和抗风的结构措施,可以提高建筑物的抗灾能力。
此外,防腐蚀和防水措施也必不可少,可以延长建筑物的使用寿命。
三、维护管理维护管理是确保建筑物结构耐久性的关键环节。
建筑物在使用过程中,受到自然环境的侵蚀和人为因素的影响,需要定期检查和维修。
定期检查可以及时发现和修补建筑物结构中的损伤和缺陷,防止其进一步发展导致结构破坏。
此外,定期保养可以延长建筑物结构的使用寿命,保持建筑物的功能和美观性。
结论建筑物结构耐久性是建筑工程中的重要问题,对于确保建筑物的安全、稳定和可持续发展至关重要。
在材料选用上,需要选择具有良好强度和耐久性的材料。
在结构设计上,需要采用合理的结构形式和抗震、抗风措施。
在维护管理上,需要定期检查和维修建筑物结构,延长其使用寿命。
通过合理的材料选用、结构设计和维护管理,可以提高建筑物的结构耐久性,确保建筑物的安全和可持续发展。
【注】本文以建筑物结构耐久性为主题,从材料选用、结构设计和维护管理三个方面论述了建筑物结构耐久性的重要性。
钢结构的耐久性设计
钢结构的耐久性设计随着建筑结构的不断发展,钢结构作为一种重要的结构形式,在现代建筑中得到了广泛的应用。
而钢结构的耐久性设计对于确保建筑结构的安全稳定具有至关重要的作用。
本文将从材料选择、设计原则以及维护保养等方面,探讨钢结构的耐久性设计。
一、材料选择在钢结构的耐久性设计中,材料选择是至关重要的。
首先需要考虑的是钢材的强度、韧性和抗腐蚀性能。
强度和韧性决定了钢结构的抗震和承载能力,而抗腐蚀性能则直接影响了钢结构的寿命。
因此,在选择钢材时,应考虑使用高强度、高韧性的钢材,并采取防腐措施,如采用防腐涂料或使用不锈钢材料,以增强钢结构的耐久性。
二、设计原则钢结构的耐久性设计应遵循以下原则:1. 充分考虑使用环境:在耐久性设计中,应充分考虑钢结构的使用环境,如气候条件、大气污染程度、湿度等因素。
根据不同使用环境的特点,选择适宜的材料和防护措施。
2. 合理设计结构:钢结构的设计要合理,避免出现过度腐蚀、疲劳等问题。
设计人员应根据不同的荷载条件和使用要求,进行恰当的结构设计,以提高钢结构的耐久性。
3. 良好的施工质量:钢结构的施工质量直接影响其耐久性。
施工人员应按照设计要求进行施工,确保焊缝质量、防腐涂层的涂覆质量等,提高钢结构的耐久性。
4. 系统的维护保养:钢结构的耐久性与维护保养密切相关。
定期对钢结构进行检查和维护,及时处理腐蚀、疲劳等问题,延长其使用寿命。
三、维护保养维护保养是确保钢结构耐久性的重要环节。
以下是几点常用的维护保养方法:1. 表面清洁:定期对钢结构表面进行清洁,去除灰尘、污物等,防止积累导致腐蚀。
可以使用清水和中性洗涤剂进行清洁,切勿使用酸性或碱性清洁剂,以免损害涂层。
2. 涂层维护:检查并及时修复钢结构的涂层缺陷,如剥落、起泡等。
定期检查涂层的附着力和防腐性能,根据需要进行涂层的修补或更换。
3. 检查焊缝:定期对钢结构的焊缝进行检查,发现裂缝、腐蚀等问题时及时修复,以确保焊缝的质量和结构的整体稳定性。
工程结构的安全性与耐久性
工程结构的安全性与耐久性工程结构的安全性与耐久性是现代工程领域的两个重要方面。
它们是评估一个工程结构建设成功与否的关键因素。
一个具有优良安全性和耐久性的工程结构不仅可以保证人们的生命财产安全,而且可以确保工程实现长期稳定运行。
一、安全性安全性是指工程结构在正常运行条件下不会发生任何的损坏或破坏,并且有足够的承载能力承担可能发生的超负荷作用。
在现代工程领域,安全性是最重要的要素之一,这是因为一个安全的工程结构可以保证人们的生命安全以及资产安全。
因此,为了保证工程的安全性,必须采取必要的措施来检测工程结构的可靠性,避免任何可能危及人们生命安全的因素。
二、耐久性耐久性是指工程结构可以在长期运行条件下,保持其正常功能并经久不衰。
耐久性是现代工程领域中的另一个关键要素。
一个具有耐久性的工程结构可以保证其在维修和保养时的成本降低以及减少因为工程结构失效而导致的资产损失。
三、如何确保工程结构的安全性与耐久性1. 选择合适的材料在构建工程结构时,必须选择合适的材料确保其具有良好的安全性和耐久性。
如铁、钢、混凝土等强度高、耐久性好的材料是一些常见的选择。
2. 建立合适的维护计划为了保证工程结构的持久稳定运行,必须建立合适的维护计划。
该计划应该定期检测工程结构的安全性和耐久性,并确定必要的维修、保养措施以避免可能存在的问题。
定期维修和保养可以让工程结构长期保持正常的影响力和承载能力,从而降低生产成本。
3. 采取预防措施预防措施也是确保工程结构安全性和耐久性的重要措施之一。
预防措施包括对工程结构进行定期的检查和维护、提高工程结构的耐用性、降低工程的危险等级、增加最大承载能力以及对可能存在的危险因素进行全面的评估和处理。
4. 采用先进的技术和设备采用先进的技术和设备可以帮助确保工程结构的安全性和耐久性。
利用新的技术和设备可以提高工程的精度和可靠性,从而降低生产成本,不断提高安全性和耐久性。
5. 组织科学施工组织施工是确保工程结构安全耐用的另一个关键措施。
受弯构件设计—混凝土结构的耐久性(结构设计)
设计使用年限
2. 保证耐久性的措施
(1) 规定最小保护层厚度;
(2)满足混凝土的基本要求;控制最大水灰比、最小水 泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱 含量。
(3)裂缝控制:一级:严格要求不出现裂缝的构件;二 级:一般要求不出现裂缝的构件;三级:允许出现裂 缝的构件。
(4)其他措施 ✓ 对环境较差的构件,宜采用可更换或易更换的构件; ✓ 对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件,宜采用带肋
环氧涂层钢筋,预应力钢筋应有防护措施。 ✓ 采用有利提高耐久性的高强混凝土。
随着时间推移,结构耐久性损伤的积累与发展导致混凝 土结构耐久性下降,严重时会导致结构的安全性降低,甚至 破坏。
根据国内外广泛的现场调查资料及研究,桥梁混凝土结 构和构件耐久性损伤现象主要是钢筋锈蚀和混凝土的劣化。
混凝土结构耐久性损伤产生原因
混凝土结构耐久性损伤产生原因
内部因素
混凝土的强度、密实度、 水泥用 量、水灰比、氯离子及碱含量、
混凝土结构耐久性与耐久性损伤现象
结构功能
安全性 适用性 耐久性
具有足够的承载力和变形 能力
在使用荷载下不产生过大 的裂缝和变形
在一定时期内维持其安全 性和适用性的能力
混凝土结构的耐久性是指在正常维护条件下,在预计 的使用时间内,在指定的工作环境中保证结构满足既定的 功能要求。
所谓正常维护,是指不因耐久性问题而花过高的维修 费用。
预计设计使用时间亦即设计使用寿命。耐久性设计的 目标是要保证结构的设计使用寿命。
问题的提出:大量的钢筋混凝土结构的提前 失效,达不到规定的服役年限。
混凝土结构在自然环境和使用条件下,随着时间的 推移,材料逐渐老化和结构性能劣化、出现损伤甚至损 坏,是一个不可逆的过程。它不是直接由力学因素引起 的。是物理化学作用的结果,继而影响到建筑物的使用 功能和结构的承载力,最终影响整个结构的安全。我们 把造成混凝土材料劣变或整体性受损的这种现象,称之 为混凝土结构耐久性损伤。
建筑结构的耐久性评估方法
建筑结构的耐久性评估方法建筑结构的耐久性是指其在规定的使用年限内,在各种环境因素作用下,维持其安全性和适用性的能力。
耐久性不足可能导致结构的性能退化、使用寿命缩短,甚至危及人们的生命财产安全。
因此,对建筑结构的耐久性进行评估是至关重要的。
一、影响建筑结构耐久性的因素要评估建筑结构的耐久性,首先需要了解影响其耐久性的因素。
这些因素主要包括以下几个方面:1、材料性能建筑结构所使用的材料,如混凝土、钢材、砖石等,其自身的性能直接影响结构的耐久性。
例如,混凝土的强度、抗渗性、抗冻性等;钢材的耐腐蚀性能等。
2、环境作用环境因素对建筑结构的耐久性有着显著的影响。
常见的环境因素包括大气中的二氧化碳、二氧化硫等腐蚀性气体;雨水、地下水的侵蚀;温度变化引起的热胀冷缩;以及自然灾害如地震、风灾等。
3、设计与施工质量合理的设计和高质量的施工是保证建筑结构耐久性的基础。
设计中的结构选型、配筋布置、保护层厚度等,施工中的混凝土浇筑质量、钢筋连接质量、防水处理等,都会对结构的耐久性产生重要影响。
4、使用与维护建筑物在使用过程中的荷载情况、使用频率、维护保养状况等也会影响其耐久性。
例如,超载使用、不合理的改造、缺乏定期的维护和修缮等,都可能加速结构的损坏。
二、建筑结构耐久性评估的基本方法1、外观检查法这是一种最直观、简单的评估方法。
通过对建筑结构的外观进行观察,检查是否存在裂缝、腐蚀、剥落、变形等现象,初步判断结构的耐久性状况。
但这种方法只能发现表面的问题,对于内部的损伤难以察觉。
2、无损检测法无损检测技术包括超声波检测、雷达检测、红外线检测等。
这些方法可以在不破坏结构的前提下,检测结构内部的缺陷、钢筋的锈蚀情况、混凝土的强度等,为耐久性评估提供较为准确的依据。
3、取样分析法通过在结构上取样,进行实验室分析,如混凝土的抗压强度试验、钢材的化学成分分析等,以评估材料的性能和耐久性。
但这种方法会对结构造成一定的损伤,且取样的代表性也会影响评估结果的准确性。
建筑结构的耐久性设计
建筑结构的耐久性设计对于建筑结构来说,耐久性是一个至关重要的设计考虑因素。
一个经过良好耐久性设计的建筑结构,能够经受住时间的考验,保持其功能和稳定性长期不变。
本文将探讨建筑结构耐久性设计的重要性、设计原则以及一些常见的耐久性设计措施。
一、耐久性设计的重要性1.1 保证建筑结构的安全性耐久性设计是确保建筑结构在其使用寿命内不发生剧烈塌陷或损坏的基础。
通过考虑建筑结构所处的环境条件、材料的特性等因素,设计师可以有效地预防和避免潜在的结构失效,保障人员和财产的安全。
1.2 提高建筑结构的经济性耐久性设计可以帮助建筑师选择合适的结构材料和构造方式,从而提高建筑结构的寿命和使用性能。
优化结构设计,延长建筑寿命,将有助于降低维修和修复成本,并减少对建筑物的频繁维护,提高了建筑的经济效益。
1.3 减少对环境的影响通过耐久性设计,建筑结构的维修周期可以得以延长,一定程度上减少了对环境的不必要损害。
此外,优化的设计可以降低材料和能源的消耗,并减少废弃物的产生,有利于可持续发展的目标。
二、耐久性设计的原则2.1 考虑环境因素建筑结构所处的环境将直接影响其耐久性。
因此,在设计过程中,必须充分考虑如气候、湿度、震动、地基条件等环境因素对结构的影响。
例如,对于位于海滨地区的建筑,应选择更耐腐蚀的材料,以抵御海洋气候的侵蚀。
2.2 选择适当的结构材料结构材料的选择是耐久性设计的核心之一。
不同材料具有不同的特性,如强度、耐腐蚀性、稳定性等。
在设计过程中,应根据建筑结构的使用要求和环境条件来选择合适的结构材料,确保其耐久性。
2.3 优化结构设计合理的结构设计对于提高建筑结构的耐久性至关重要。
通过使用适当的构造方式和技术手段,可以减少结构受力、提高结构的整体稳定性,从而延长其使用寿命。
同时,考虑到结构的易维修性,可以降低后期维护和修复的难度。
三、常见的耐久性设计措施3.1 防水设计在建筑结构中,防水是一个重要的耐久性设计措施。
通过在结构中使用防水层、橡胶垫、防水涂料等材料,可以有效地阻止水分渗透,避免导致结构损坏和腐蚀。
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。
建筑结构耐久性评估方法
建筑结构耐久性评估方法建筑结构的耐久性评估是确保建筑物长期稳定和安全运行的重要环节。
对于建筑结构耐久性的评估,需要综合考虑多个因素,包括结构设计、材料选择、施工质量以及使用环境等。
本文将介绍几种常用的建筑结构耐久性评估方法,以帮助工程师和设计师更好地评估建筑结构的耐久性。
1. 结构设计评估方法建筑结构设计是确保建筑物强度和稳定性的基础,因此评估结构设计的合理性是耐久性评估的关键一步。
在进行结构设计评估时,可以通过以下几个方面进行考虑:a. 结构荷载评估:评估结构设计是否合理考虑了各种荷载,包括静载荷和动载荷等,以确保结构在使用过程中的承载能力。
b. 结构安全系数评估:评估结构设计是否合理考虑了安全系数,以应对外部不确定因素对结构的影响。
c. 结构材料评估:评估结构设计所选择的材料是否具有足够的强度和耐久性,以满足设计寿命要求。
2. 材料耐久性评估方法建筑结构的材料选择对于其耐久性具有关键性影响。
因此,在进行耐久性评估时,需要对结构所使用的材料进行评估,主要包括以下几个方面:a. 强度评估:评估材料的强度是否满足设计要求,以应对各种荷载和环境条件对结构材料的影响。
b. 腐蚀评估:针对可能存在的腐蚀环境,评估材料的腐蚀性能及其与其他材料的相容性。
c. 老化评估:评估材料在长期使用过程中的老化特性,包括变形、劣化和损伤等,以预测材料的使用寿命。
3. 施工质量评估方法建筑结构的施工质量直接影响其耐久性。
因此,在进行耐久性评估时,需要对施工质量进行综合评估,包括以下几个方面:a. 施工工艺评估:评估施工工艺是否符合设计要求,并对施工过程中可能存在的工艺问题进行评估和补救措施。
b. 施工质量控制:评估施工过程中的质量控制措施,包括材料选择、拼接接口质量以及施工过程中的监测和检测等。
c. 施工文件评估:评估施工文件的完整性和准确性,包括设计图纸、施工方案和施工记录等。
综上所述,建筑结构的耐久性评估是确保建筑物长期安全运行的重要环节。
建筑结构耐久性分析与改进措施
建筑结构耐久性分析与改进措施建筑结构的耐久性是指建筑物在使用寿命内保持强度、刚度和稳定性的能力。
耐久性分析是建筑工程中非常重要的一项工作,可以帮助工程师确定建筑结构的使用寿命和维修周期,并提出改进措施以延长建筑物的寿命。
耐久性分析的目标是评估建筑结构所面临的现实环境条件和荷载,以确定结构的耐久性,并识别可能导致结构性能下降的因素。
以下是一些常见的耐久性分析方法和改进措施:1.环境影响分析:分析建筑物所处的环境条件,包括气候、地区盐分、水质等因素,以确定是否会对结构产生不良影响。
例如,在海洋或潮湿环境中,建筑结构容易受到侵蚀和腐蚀,设计中可以采用抗腐蚀材料和防水措施。
2.力学分析:通过对结构荷载和应力的分析,确定结构的强度和稳定性。
在设计和施工过程中,应遵循相应的建筑规范和标准,确保结构具有足够的强度储备和刚度。
3.材料选用:选择合适的结构材料,以确保结构在长期使用中不受破坏。
在规划和设计阶段,应充分考虑材料的性能、耐久性和经济性。
例如,对于框架结构,可以使用耐久性好的钢材,而对于地基和基础结构,可以选择抗渗透性好的混凝土。
4.防水措施:建筑结构的防水性能对于保障其耐久性非常重要。
在施工过程中,应严格按照设计要求进行防水施工,采用合适的防水材料,并确保施工质量。
此外,定期进行防水层的检查和维修,及时处理可能存在的漏水问题。
5.维护和保养:定期对建筑结构进行检查和维护,及时修复破损和腐蚀的部位,防止进一步的损坏。
同时,保持结构的清洁和干燥,避免积水和湿度对结构的危害。
6.抗震设计:结构的抗震性能是确保建筑物耐久性的重要因素之一、在设计阶段,应采用抗震设计原则和方法,确保结构具有足够的抗震能力,能够在地震发生时保持结构的完整性和稳定性。
7.合理使用:建筑使用者在长期使用建筑物时,应合理利用和维护建筑结构,避免过度荷载和错误使用导致的结构破坏。
总之,建筑结构的耐久性分析和改进措施是建筑工程中至关重要的一环。
建筑工程中结构强度与耐久性的关系
建筑工程中结构强度与耐久性的关系在建筑工程中,结构强度和耐久性是两个非常重要的概念。
结构强度指的是建筑物承受外力的能力,耐久性则是指建筑物在长期使用和自然环境作用下保持良好性能和健康状态的能力。
这两个概念之间存在紧密的关系,并且相互影响。
本文将重点阐述结构强度与耐久性的关系,以及建筑工程中如何提高结构强度和耐久性。
首先,结构强度直接影响建筑物的耐久性。
强度低的结构容易发生变形、破坏,从而影响建筑物的使用寿命和安全性。
例如,当承重墙体或梁柱发生破坏时,建筑物的整体结构可能受到严重影响,甚至发生坍塌事故。
因此,建筑工程中必须保证结构强度达到标准要求,以确保建筑物在正常使用和承受一定外力时不会出现结构破坏的情况。
其次,结构材料的选择和优化对于提高结构强度和耐久性至关重要。
常见的结构材料包括混凝土、钢材、木材等。
混凝土是一种具有较高强度和耐久性的构造材料,可以通过控制原材料配比和加强施工工艺等方式增加混凝土的强度和耐久性。
钢材具有高强度和优异的耐腐蚀性能,在大跨度建筑和高层建筑中得到广泛应用。
而木材则具有较低的强度和较好的隔热性能,适合用于轻型结构的搭建。
此外,结构设计的质量和施工工艺的合理性也对结构强度和耐久性有着重要影响。
合理的结构设计应能使结构有较好的受力性能,避免应力集中和变形过大等问题,同时也要考虑建筑物的使用需求和功能要求。
施工工艺的合理性包括选用适合的施工方法和技术,保证结构的连接牢固、工艺操作正确等。
只有在结构设计和施工过程中采用科学合理的方法,才能确保建筑物具有良好的结构强度和耐久性。
为了进一步提高建筑物的结构强度和耐久性,还可以采取一些额外的措施。
其中一项重要的措施是加强结构的防水和防潮性能。
建筑物长期受潮会导致结构材料的腐蚀和变形,从而减弱结构的强度和耐久性。
因此,在建筑工程中采用防水和防潮措施是非常必要的,例如在地下室、浴室和厨房等容易受潮的区域铺设防水层和排水系统,以保护结构材料不被潮湿侵蚀。
混凝土结构耐久性设计需要考虑哪些因素
混凝土结构耐久性设计需要考虑哪些因素在建筑领域,混凝土结构的耐久性是一个至关重要的问题。
耐久性不足可能导致结构在预期使用寿命内出现严重的损坏,甚至危及建筑物的安全和正常使用。
因此,在进行混凝土结构设计时,必须充分考虑各种影响耐久性的因素,以确保结构能够长期稳定地发挥其功能。
首先,环境因素是影响混凝土结构耐久性的关键之一。
不同的环境条件对混凝土的侵蚀作用差异显著。
例如,在沿海地区,混凝土结构常常受到氯离子的侵蚀。
氯离子能够渗透到混凝土内部,破坏钢筋的钝化膜,导致钢筋锈蚀,从而削弱结构的承载能力。
在寒冷地区,冻融循环是一个常见的问题。
反复的冻结和融化会使混凝土内部产生裂缝,降低其强度和耐久性。
此外,化学腐蚀也是不可忽视的环境因素。
工业废气中的二氧化硫、氮氧化物等会与混凝土发生化学反应,使其逐渐劣化。
其次,混凝土材料本身的性能对耐久性有着直接的影响。
水泥的种类和用量、骨料的品质、水灰比等都是需要重点考虑的因素。
选择合适的水泥品种可以提高混凝土的抗化学侵蚀能力。
优质的骨料具有良好的物理和化学稳定性,能够增强混凝土的耐久性。
较低的水灰比能够减少混凝土中的孔隙,降低水分和有害物质的渗透,提高混凝土的密实度和抗渗性。
钢筋的质量和防护措施也是混凝土结构耐久性设计中不可缺少的部分。
钢筋的锈蚀是导致混凝土结构耐久性下降的主要原因之一。
因此,选用高质量的钢筋,并采取有效的防护措施,如涂层保护、增加混凝土保护层厚度等,可以延缓钢筋的锈蚀进程。
设计中的构造措施也对混凝土结构的耐久性有着重要意义。
合理的结构布置可以减少应力集中,避免局部过度受力导致的损坏。
适当增加构件的截面尺寸和配筋率,可以提高结构的承载能力和抗变形能力。
同时,设置合理的伸缩缝、沉降缝等,可以避免因温度变化、不均匀沉降等引起的裂缝。
施工质量是保证混凝土结构耐久性的重要环节。
施工过程中的振捣是否充分、养护是否得当等都会直接影响混凝土的密实度和强度。
如果振捣不密实,混凝土内部容易存在孔隙和缺陷,为水分和有害物质的侵入提供通道。
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。
钢结构耐久性与维护
钢结构耐久性与维护钢结构在现代建筑中被广泛应用,具有高强度、轻质化、可塑性强等优点,然而,钢结构在长期使用过程中也面临一定的耐久性和维护方面的挑战。
本文将就钢结构耐久性的原因和维护方法进行详细讨论。
一、钢结构耐久性的原因钢结构具有出色的耐久性,这主要归因于以下几个方面的原因:1. 高强度特性:钢材本身具有高强度,能够承受较大的荷载和应力,不易发生破坏或变形;2. 耐腐蚀特性:合理选用的钢材能够具有优异的抗腐蚀性能,不易受到酸碱、潮湿等环境影响;3. 良好的可塑性:钢结构具有良好的可塑性,能够适应多样的构造需求和设计要求;4. 长寿命特性:合理的设计和施工可以有效延长钢结构的寿命,提高其耐久性能。
二、钢结构的维护方法钢结构的维护是确保其耐久性的重要环节,下面将介绍几种常见的钢结构维护方法:1. 防腐保护措施:采取涂层、防腐漆等措施进行钢结构的防腐保护,以减少腐蚀的影响;2. 定期检查维修:定期对钢结构进行检查,及时修复和更换受损的部件,防止进一步损坏;3. 清洁保养:保持钢结构表面的清洁,定期清除灰尘、积水等,防止腐蚀和污染;4. 防火防爆措施:加强对钢结构的防火和防爆措施,可采用防火涂料等材料进行处理;5. 应力监测和加固处理:对可能产生超过钢结构承载能力的应力进行监测,必要时进行加固处理。
三、钢结构的日常维护注意事项除了上述的维护方法外,钢结构的日常维护也需要注意以下事项:1. 定期清理杂物:定期清理钢结构周围的杂物和堆积物,防止对钢结构产生腐蚀和压力;2. 注意环境影响:钢结构所处的环境对其耐久性有很大的影响,如需长时间暴露于潮湿环境中,应采取相应措施进行防护;3. 注重安全防护:在维护过程中,应注意个人安全防护,如佩戴安全帽、安全绳等,防止发生意外事故;4. 定期检测:定期进行钢结构的全面检测,包括力学性能、防腐层质量等,及时发现和解决问题。
结语钢结构作为一种高强度、耐久性强的建筑材料,在建筑领域扮演着重要的角色。
混凝土结构的耐久性课件
混凝土结构耐久性现状
现状
由于环境因素、施工质量、材料 老化等原因,混凝土结构的耐久 性面临严峻挑战,许多建筑物出 现不同程度的损伤和老化现象。
问题
缺乏对耐久性问题的足够重视和 有效维护措施,导致结构失效风 险增加,甚至引发安全事故。
02 影响混凝土结构耐久性的 因素
内部因素
原材料性质
混凝土原材料,如水泥、骨料、外加剂等,对混凝土结构的耐久性有显著影响。例如,水 泥的强度等级、骨料的级配和含泥量等都会影响混凝土的抗渗性能和抗腐蚀性能。
化情况。
渗透性检测
渗透性检测是通过测试混凝土结构的 抗渗性能来评估其耐久性的方法。
渗透性检测的结果可以反映混凝土结 构在使用过程中抵抗水、气侵蚀的能 力。
渗透性检测通常采用水压试验、气渗 试验等方法进行,这些方法可以测试 混凝土结构的抗渗等级和渗透系数。
电化学检测
电化学检测是通过测试混凝土结 构的电化学参数来评估其耐久性
混凝土结构的耐久性 课件
目录
CONTENTS
• 引言 • 影响混凝土结构耐久性的因素 • 混凝土结构耐久性检测与评估方法 • 提高混凝土结构耐久性的措施 • 案例分析 • 结论
01 引言
耐久性的定义与重要性
耐久性
混凝土结构在预期使用年限内,能够 保持其安全性、适用性和耐久性的能 力。
重要性
随着城市化进程加速,混凝土结构在 各类建筑和基础设施中广泛应用,其 耐久性对保障人民生命财产安全、维 护社会经济持续发展具有重要意义。
的方法。
电化学检测通常采用电位测量、 氯离子扩散系数等方法进行,这 些方法可以测试混凝土结构的电
位、氯离子扩散系数等参数。
电化学检测的结果可以反映混凝 土结构在使用过程中发生的电化 学反应和腐蚀情况,从而评估其
结构工程中的耐久性设计
结构工程中的耐久性设计一、引言耐久性设计是结构工程中至关重要的一部分。
合理的耐久性设计能够确保结构的寿命、安全和可靠性。
本文将从材料选择、设计原则、施工管理等方面探讨结构工程中的耐久性设计。
二、材料选择1. 混凝土混凝土是常用的结构材料之一,选用高强度、耐久性好的混凝土可以延长结构的使用寿命。
尤其在恶劣的环境条件下,如海洋沿线地区,应选用抗盐渍腐蚀的混凝土。
2. 钢材钢材在结构工程中具有重要作用,如钢筋、钢板等。
要选用防锈处理良好、抗腐蚀性强的钢材,以延长结构的使用寿命。
此外,还应注意钢材的尺寸、连接方式等,以确保结构的稳定性。
3. 防水材料结构工程中,防水是一项重要的考虑因素。
选用质量可靠的防水材料,如防水涂料、防水卷材等,能够有效防止水分渗透,减少结构的损坏。
三、设计原则1. 强度设计在结构工程中,强度是设计的重要指标之一。
合理的强度设计能够确保结构在正常工作状态下不会发生破坏。
设计师应根据结构的使用需求和荷载条件,合理选取材料、尺寸等参数,进行强度计算和验证。
2. 抗震设计地震是威胁结构安全的重要因素之一。
在结构工程中,抗震设计是必不可少的。
设计师应根据地震区域、土质条件等因素,采用适当的抗震设计方法,确保结构在地震时具有足够的稳定性和抗震能力。
3. 耐久性设计耐久性设计是保证结构寿命的关键。
设计师应充分考虑结构所处环境的特点,采取相应的措施,如防腐蚀、防水等,以延长结构的使用寿命。
四、施工管理1. 质量控制结构工程的质量控制对于确保结构的耐久性至关重要。
在施工过程中,应加强对材料和工艺的把控,确保施工符合设计要求,避免施工质量问题对结构耐久性的影响。
2. 施工过程监测结构施工过程中的监测是保证结构耐久性设计落实的重要手段。
通过实时监测施工过程中的质量和安全状况,及时发现问题并采取相应的措施,确保结构施工质量和耐久性。
3. 养护管理结构养护对于结构耐久性的保持至关重要。
设计师和施工方应合理制定养护计划,并在结构完工后进行有效的养护管理,确保结构材料和构件的正常使用和耐久性。
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土建结构工程的安全性与耐久性由中国工程院土木水利建筑学部发起,并会同国家安全生产监督管理局、国家工业建筑诊断与改造工程技术中心、国家自然科学基金委员会工程与材料学部共同主办,清华大学结构工程与振动教育部重点实验室承办的“土建结构工程的安全性与耐久性”科技论坛,于2001年11月17~18日在清华大学举行。
论坛的宗旨是:分析我国土建结构工程的安全性与耐久性现状,交流近年来这一领域的研究成果,探讨亟待解决的重大问题与应对途径,并积极提出建议为政府有关部门制定或修订相关的技术政策或技术标准提供参考依据,以期土建工程结构的安全性与耐久性能够更好地适应我国现代化建设的需求,适应我国经济转型后面向市场经济的需求。
会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。
会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。
一、土建结构工程的安全性结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。
结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。
1.我国结构设计规范的安全设置水准对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。
我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2) 规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。
这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。
安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。
我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和 1.4 ;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力(与材料强度分项系数有关)却要比英美规范高出的10~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。
日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。
一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。
至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。
这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。
不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2 结构的整体牢固性除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。
结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。
结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。
唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。
2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3 结构的耐久安全性我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。
混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。
我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。
损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2.调整结构安全设置水准的不同见解我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。
但是,能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,而且业已历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。
如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。
国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。
现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。
国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:1)认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。
我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。
2)认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。
这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。
3)认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。
这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。
过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。
在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。
低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。
3、结构设计规范的概率可靠度设计方法自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来,我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法,从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法;其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。
我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。
将可靠度设计方法用于结构设计规范,在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势,但在工程内界则存在不同看法。
尽管有了ISO2394,国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法,至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。
在我国,对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法,虽然工程设计界颇有微词,但学术界持赞成和肯定者是主流,不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。
这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。
持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
二、土建结构工程的耐久性土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
1、土建结构工程的耐久性现状大多数土建结构由混凝土建造。
混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。