第3章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

1、第第3章章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法v 3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求v 3.2 結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力v 3.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法v 3.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性規(guī)定結(jié)構(gòu)功能性結(jié)構(gòu)功能性安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性3.1.1結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求3.1.1 結(jié)構(gòu)的功能 安全性結(jié)構(gòu)在預(yù)定使用期間內(nèi)（一般為50年），應(yīng)能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時(shí)）等的作用。在偶然事件（如地震

2、、爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。 適用性如（f f ）結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形（撓度、側(cè)移）、振動(dòng)（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度。 耐久性如（wmax wmax）結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時(shí)間有過大的降低，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命青海化工廠橋柱張掖堿泉村張掖墻面3.1.2 結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)定義：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過這種特定

3、界限狀態(tài)就不能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，稱此特定界限狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的功能可靠極限狀態(tài)失效安全性受彎承載力M Mu適用性耐久性撓度變形;裂縫寬度f fwmax fwmax wmax結(jié)構(gòu)的功能可靠極限狀態(tài)失效安全性受彎承載力M Mu適用性耐久性撓度變形;裂縫寬度f fwmax fwmax wmax2 2：極限狀態(tài)的分類：極限狀態(tài)的分類極限狀態(tài)極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能極限狀態(tài)安全性受彎，剪，壓承載力M = Mu承載力極限狀態(tài)適用性耐久性撓度變形;裂縫寬度f = fwmax= wmax正常使用極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài) 超過該極限

4、狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性安全性要求 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞） 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移） 結(jié)構(gòu)形成機(jī)動(dòng)體系 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)） 地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算：結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行抗傾覆，抗滑移驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載力驗(yàn)算（M，V，N)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算（長細(xì)比)重級(jí)工作制吊車梁進(jìn)行疲勞驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài) 超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性適用性和耐久耐久性性的功能要求。過大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）； 過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）； 過大的振

5、動(dòng)（不舒適）；正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算：裂縫寬度驗(yàn)算繞度驗(yàn)算進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì) 3.2 結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)： 1、理解結(jié)構(gòu)作用，作用效應(yīng)，結(jié)構(gòu)抗力的概念、理解結(jié)構(gòu)作用，作用效應(yīng)，結(jié)構(gòu)抗力的概念 2、掌握荷載分類、荷載代表值的概、掌握荷載分類、荷載代表值的概 念及種類；念及種類； 2. 能計(jì)算永久荷載、可變荷載的代表值。能計(jì)算永久荷載、可變荷載的代表值。 重重 點(diǎn)點(diǎn) 1、荷載分類；荷載代表值；、荷載分類；荷載代表值； 2、結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。、結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。 難難 點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。3.

6、2.1 結(jié)構(gòu)的作用 定義：結(jié)構(gòu)的作用是能夠使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、變形，裂縫等）的各種原因的總稱。結(jié)構(gòu)的作用結(jié)構(gòu)的作用直接作用直接作用間接作用間接作用溫度變形溫度變形地基不均勻地基不均勻沉降沉降結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重可變荷載可變荷載1.荷載分類 按隨時(shí)間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類：按隨時(shí)間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類： （1）永久荷載）永久荷載 永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載。不計(jì)的荷載。永久荷載永久荷載結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重土壓力

7、土壓力固定設(shè)備等固定設(shè)備等（2）可變荷載）可變荷載 可變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期可變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。比不可忽略的荷載?？勺兒奢d可變荷載樓面活荷載樓面活荷載風(fēng)荷載風(fēng)荷載雪荷載雪荷載吊車荷載吊車荷載（3）偶然荷載）偶然荷載 結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱為偶然荷載。為偶然荷載。偶然荷載偶然荷載地震地震爆炸力爆炸力撞擊力撞擊力2.荷載代表值 定義：定義： 根據(jù)不同的根據(jù)不

8、同的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求采用不同的荷載采用不同的荷載數(shù)值，即荷載代表值。數(shù)值，即荷載代表值。荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值組合值組合值頻遇值頻遇值準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值）荷載標(biāo)準(zhǔn)值 定義：荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值（一般取95%保證率）,它是荷載的基本代表值。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為確定可變荷載代表值而選定的時(shí)間參數(shù)，一般取為50年。荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載（恒載）永久荷載（恒載）可變荷載（活載）可變荷載（活載）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 永久荷載主要是結(jié)構(gòu)自重及粉刷、裝修，固定設(shè)備的重量。 自重材料容重材料體積 混凝土容重： 25KN/m3 頁巖磚容重：20KN/m3 查

9、荷規(guī)中“常用材料和構(gòu)件自重表”恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 例1：教室樓板厚100mm，樓面采用地板磚飾面，計(jì)算樓面的恒載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）已知：混凝土容重： 25KN/m3 地板磚飾面： 1 KN/m2 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 例2：某鋼筋混凝土梁，它的截面尺寸為300600mm2，計(jì)算該梁的恒載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）是多少？已知：混凝土容重： 25KN/m3 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 定義：結(jié)構(gòu)在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值；因此，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值也是根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)得出的值。 可變荷載可變荷載樓屋面樓屋面活荷載活荷載雪荷載雪荷載風(fēng)荷載風(fēng)荷載建筑樓，屋面活荷載 查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中表4.1.1雪荷載 Sk=rS0

10、S0：基本雪壓風(fēng)荷載 Wk=zszS0（2）可變荷載組合值 定義：兩種或兩種以上可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載）仍可以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值。組合值組合值c標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值c：可變荷載組合值系數(shù)：可變荷載組合值系數(shù)（3）可變荷載頻遇值 定義：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值。頻遇值頻遇值f標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值f ：可變荷載頻遇值系數(shù)：可變荷載頻遇值系數(shù)（4）可變荷載準(zhǔn)永久值 定義：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常達(dá)到或超過的那部份

11、荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于25年），稱為可變荷載準(zhǔn)永久值。準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值q標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值q ：可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)：可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)3.荷載設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載分項(xiàng)系數(shù) G：永久荷載分項(xiàng)系數(shù) Q ：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)表1.2.3 荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載特性荷載分項(xiàng)系數(shù)永久荷載永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.35永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利1.0傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算0.9可變荷載一般情況1.4對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.33.2.2 3.2.2 作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力1 1：作用效應(yīng)的概念：作用效應(yīng)的

12、概念 S作用效應(yīng) Action Effect結(jié)構(gòu)上的作用（使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因，如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震等）引起的效應(yīng)如彎矩M、軸力N、剪力V、扭矩T、撓度 f、裂縫寬度 w 等 本章節(jié)中主要講的是荷載效應(yīng)2 2：結(jié)構(gòu)抗力的概念：結(jié)構(gòu)抗力的概念 結(jié)構(gòu)抗力 R 結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力能力 結(jié)構(gòu)抗力的大小取決于截面尺寸的大小，和材料強(qiáng)度的高低，其中材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度是主要因素。材料強(qiáng)度分為標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值1）材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 混凝土：fck，ftk 鋼 筋： fyk，fyk 鋼筋，混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，以及設(shè)計(jì)值可以從混凝土規(guī)范查到。材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料分項(xiàng)系數(shù)混凝

13、土混凝土材料分項(xiàng)系數(shù) c= 1.4熱軋鋼筋熱軋鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù) s= 1.11.15鋼絲，鋼絞線鋼絲，鋼絞線材料分項(xiàng)系數(shù) s 1.21）材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值3.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1：了解可靠度，可靠指標(biāo)的概念：了解可靠度，可靠指標(biāo)的概念2：能正確應(yīng)用極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。：能正確應(yīng)用極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。3.3.1結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度的概念結(jié)構(gòu)可靠性結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性的總 稱。結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能（安全性，適用性，耐久性）的概率。規(guī)定時(shí)間

14、指設(shè)計(jì)使用年限；規(guī)定條件指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和正常維護(hù)，不包括錯(cuò)誤設(shè)計(jì)、錯(cuò)誤施工和違反原來規(guī)定的使用情況。 結(jié)構(gòu)的使用年限（1）概念：結(jié)構(gòu)保持規(guī)定的可靠性的時(shí)間；（2）規(guī)定： A：一般房屋結(jié)構(gòu)為50年； B：橋梁結(jié)構(gòu)和水工結(jié)構(gòu)超過50年，可根據(jù)業(yè)主 要求確定； C：結(jié)構(gòu)使用時(shí)間超過規(guī)定的年限后，可靠性降 低，但不一定不能用。極限狀態(tài)函數(shù)：Z=R-S R：表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，它與材料的力學(xué)指標(biāo)及材 料用量有關(guān)；S：表示作用（荷載）效應(yīng)及其組合，它與作用的 性質(zhì)有關(guān)；Z：結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)功能函數(shù)實(shí)際工程中，可能出現(xiàn)以下三種情況實(shí)際工程中，可能出現(xiàn)以下三種情況結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)功能函數(shù)當(dāng)Z0時(shí)，則RS

15、，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)Z=0 時(shí)， 則R=S，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)；當(dāng)Z0時(shí)，則RS，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。 我國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采用可靠指標(biāo)替代失效概率Pf來度量結(jié)構(gòu)的可靠性。 我國對(duì)于一般工程結(jié)構(gòu)，當(dāng)為延性破壞時(shí)，其可靠指標(biāo)取 =3.2，對(duì)脆性破壞取 =3.7。 對(duì)于重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高可靠指標(biāo)。 根據(jù)建筑的重要程度，將建筑的安全等級(jí)分為了三級(jí)。見表3.33.3.2 3.3.2 極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式 為了簡化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)可靠度指標(biāo)，因而在實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)中引入了分項(xiàng)系數(shù) 1.可靠性的評(píng)價(jià)包含在三類分項(xiàng)系數(shù)之中，即 結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù) ； 荷載分項(xiàng)系數(shù) ； 材料分項(xiàng)系數(shù) ；oQiG,cs,1、承

16、載能力極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式、承載能力極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式 0SR0重要性系數(shù)，安全一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)重要性系數(shù)，安全一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分別取值為分別取值為1.1、1.0、0.9。S荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值組合設(shè)計(jì)值；R結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；荷載組合荷載組合基本組合基本組合標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合頻遇組合頻遇組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合QiKciniQiKQQGKGSSSS211基本組合：基本組合：承載能力極限狀態(tài)計(jì)算承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，永久作用和可變作用的組合。由永久荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合QiKciniQiGKGS

17、SS1取兩者中的較大值標(biāo)準(zhǔn)組合：標(biāo)準(zhǔn)組合：正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)值或組合值為荷載代表值的組合。niQiKciKQGKSSSS21準(zhǔn)永久組合：準(zhǔn)永久組合：正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)， 對(duì)可變荷載采用準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合。niQiKqiGKdSSS1niQiKqiKQfGKdSSSS211頻遇組合：頻遇組合：正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，對(duì)可變荷載采用頻遇值或準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合例：一簡支梁，計(jì)算跨度為8米，作用有均布荷載，恒載標(biāo)準(zhǔn)值 gk=10kN/m，分項(xiàng)系數(shù)G=1.2（1.35），活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=8kN/m，分項(xiàng)系數(shù)Q=1.4，構(gòu)件安全等級(jí)為二級(jí)。 分別計(jì)算梁梁

18、支座剪力支座剪力的基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合(活載組合值系數(shù)0.7，頻遇系數(shù)0.5；準(zhǔn)永久系數(shù) 0.4)3.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性的規(guī)定耐久性：耐久性：是指結(jié)構(gòu)在預(yù)定設(shè)計(jì)工作年限期內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修和加固滿足，而滿足正常使用和安全功能要求的能力。 對(duì)于一般建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工作年限為50年，重要的建筑物可取100年。 對(duì)于其它土木工程結(jié)構(gòu)，根據(jù)其功能要求，設(shè)計(jì)工作年限也有差別，如橋梁工程一般要求在100年以上。耐久性極限狀態(tài)，是指經(jīng)過一定使用年限后，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)某一部分達(dá)到或超過某種特定狀態(tài)，以致結(jié)構(gòu)不能滿足預(yù)定功能的要求。但經(jīng)過簡單修補(bǔ)、維修，費(fèi)用不大，可恢復(fù)使用要

19、求的情況，可以認(rèn)為沒有達(dá)到耐久性極限狀態(tài)。只有當(dāng)嚴(yán)重超出正常維修費(fèi)允許范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)的使用壽命才終止?；炷两Y(jié)構(gòu)使用壽命劣化開始，可修補(bǔ)毀壞,廢棄無損傷世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的工程建設(shè)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段：大規(guī)模建設(shè)；新建與改建、維修并重；重點(diǎn)轉(zhuǎn)向既有建筑物的維修改造。目前經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家處于第三階段，結(jié)構(gòu)因耐久性不足而失效，或?yàn)楸ＷC繼續(xù)正常使用而付出巨大維修代價(jià)，這使得耐久性問題變得十分重要。 我國真正進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)是在改革開放以后，因此國外發(fā)達(dá)國家在耐久性上所遇到的問題應(yīng)引起我國工程技術(shù)人員的足夠重視，避免重蹈發(fā)達(dá)國家的覆轍，對(duì)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成巨大浪費(fèi)。1、混凝土的凍融破壞混凝土水化結(jié)硬后，內(nèi)部有很

20、多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水多些。多余的水份滯留在混凝土毛細(xì)孔中。低溫時(shí)水份因結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。反復(fù)凍融多次，就會(huì)使混凝土的損傷累積達(dá)到一定程度而引起結(jié)構(gòu)破壞。防止混凝土凍融破壞的主要措施是降低水灰比，減少混凝土中多余的水份。冬季施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止早期受凍，并摻入防凍劑等。2、混凝土的堿集料反應(yīng)混凝土集料中的某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)。 堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的堿-硅酸鹽凝膠，吸水后會(huì)產(chǎn)生膨脹，體積可增大34倍，從而引起混凝土的剝落、開裂、強(qiáng)度降低， 甚至導(dǎo)致破壞。 引起堿集料反應(yīng)有三個(gè)條件：

21、混凝土的凝膠中有堿性物質(zhì)。這種堿性物質(zhì)主要來自于水泥，若水泥中的含堿量（Na2O，K2O）大于0.6%以上時(shí)，則會(huì)很快析出到水溶液中，遇到活性骨料則會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)；骨料中有活性骨料，如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃質(zhì)火山石、安山石等含SiO2的骨料；水分。堿骨料反應(yīng)的充分條件是有水分，在干燥環(huán)境下很難發(fā)生堿骨料反應(yīng)。3、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕硫酸鹽腐蝕：硫酸鹽溶液與水泥石中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成石膏和硫鋁酸鈣，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土破壞。硫酸鹽除在一些化工企業(yè)存在外，海水及一些土壤中也存在。當(dāng)硫酸鹽的濃度（以SO2的含量表示）達(dá)到2時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。酸腐蝕：混凝土是堿性材料，遇到酸性

22、物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生裂縫、脫落，并導(dǎo)致破壞。酸不僅存在于化工企業(yè)，在地下水，特別是沼澤地區(qū)或泥炭地區(qū)廣泛存在碳酸及溶有CO2的水。此外有些油脂、腐植質(zhì)也呈酸性，對(duì)混凝土有腐蝕作用。海水腐蝕：在海港、近海結(jié)構(gòu)中的混凝土構(gòu)筑物，經(jīng)常收到海水的侵蝕。海水中的NaCl、MgCl2、MgSO4、K2SO4等成分，尤其是Cl-和硫酸鎂對(duì)混凝土有較強(qiáng)的腐蝕作用。在海岸飛濺區(qū)，受到干濕的物理作用，也有利于Cl-和SO4的滲入，極易造成鋼筋銹蝕。第十一章 變形和裂縫寬度的計(jì)算4、混凝土的碳化混凝土中堿性物質(zhì)（Ca(OH)2）使混凝土內(nèi)的鋼筋表面形成氧化膜，它能有效地保護(hù)鋼筋，防止鋼筋銹蝕。 但由于大

23、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。其他物質(zhì)，如SO2、H2S，也能與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生類似的反應(yīng)，使混凝土的Ph值降低，這就是混凝土的碳化。當(dāng)混凝土保護(hù)層被碳化到鋼筋表面時(shí)，將破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋的銹蝕。此外，碳化還會(huì)加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土的開裂。因此，混凝土的碳化是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要問題?；炷恋奶蓟瘡臉?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(shí)間與碳化速度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土密實(shí)性以及覆蓋層情況等因素有關(guān)。11. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第十一章 變形和裂縫寬度的計(jì)算5、鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最關(guān)鍵問題。11. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第十一章 變形