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2017年一級建造師《建筑工程》章節(jié)精講：建筑結(jié)構(gòu)工程的耐久性

　　一、建筑結(jié)構(gòu)耐久性的含義

　　建筑結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境和人為環(huán)境的長期作用下，發(fā)生著極其復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)而造成損傷，隨著時(shí)間的延續(xù)，損傷的積累使結(jié)構(gòu)的性能逐漸惡化，以致不再能滿足其功能要求。所謂結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)期的使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下不需進(jìn)行大修就能完成預(yù)定功能的能力。建筑結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是一個(gè)復(fù)雜的多因素綜合問題，我國規(guī)范增加了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本原則和有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)簡述如下。

　　二、設(shè)計(jì)使用年限分類

　　我國《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068—2001首次提出了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，見表1A411013-1。設(shè)計(jì)使用年限是設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期，在這一時(shí)期內(nèi)，只需正常維修(不需大修)就能完成預(yù)定功能，即房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。

　　設(shè)計(jì)使用年限分類 表1A411013-1

類別	設(shè)計(jì)使用年限（年）	示例
1	5	臨時(shí)性結(jié)構(gòu)
2	25	易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件
3	50	普通房屋和構(gòu)筑物
4	100	紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)

　　三、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的環(huán)境類別

　　在不同環(huán)境中，混凝土的劣化與損傷速度是不一樣的，因此應(yīng)針對不同的環(huán)境提出不同要求。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50476—2008規(guī)定，結(jié)構(gòu)所處環(huán)境按其對鋼筋和混凝土材料的腐蝕機(jī)理，可分為如下五類，見表1A411013-2。

　　環(huán)境類別 表1A411013-2

環(huán)境類別	名稱	腐蝕機(jī)理
Ⅰ	一般環(huán)境	保護(hù)層混凝土碳化引起鋼筋銹蝕
Ⅱ	凍融環(huán)境	反復(fù)凍融導(dǎo)致混凝土損傷
Ⅲ	海洋氯化物環(huán)境	氯鹽引起鋼筋銹蝕
Ⅳ	除冰鹽等其他氯化物環(huán)境	氯鹽引起鋼筋銹蝕
Ⅴ	化學(xué)腐蝕環(huán)境	硫酸鹽等化學(xué)物質(zhì)對混凝土的腐蝕

　　注：一般環(huán)境系指無凍融、氯化物和其他化學(xué)腐蝕物質(zhì)作用。

　　四、混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用等級

　　根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50476—2008規(guī)定，環(huán)境對配筋混凝土結(jié)構(gòu)的作用程度見表1A411013-3。

　　環(huán)境作用等級 表14411013-3

環(huán)境類別 環(huán)境類別 環(huán)境作用等級	A 輕微	B 輕度	C 中度	D 嚴(yán)重	E 非常嚴(yán)重	F 極端嚴(yán)重
一般環(huán)境	Ⅰ-A	Ⅰ-B	Ⅰ-C
凍融環(huán)境			Ⅱ-C	Ⅱ-D	Ⅱ-E
海洋氯化物環(huán)境			Ⅲ-C	Ⅲ-D	Ⅲ-E	Ⅲ-F
除冰鹽等其他級化物環(huán)境			Ⅳ-C	Ⅳ-D	Ⅳ-E
化學(xué)腐濁環(huán)境			Ⅴ-C	Ⅴ-D	Ⅴ-E

　　當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到多種環(huán)境類別共同作用時(shí)，應(yīng)分別滿足每種環(huán)境類別單獨(dú)作用下的耐久性要求。

　　五、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的要求

　　1.混凝土最低強(qiáng)度等級

　　結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)同時(shí)滿足耐久性和承載能力的要求，故《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50476—2008中對配筋混凝土結(jié)構(gòu)滿足耐久性要求的混凝土最低強(qiáng)度等級作出相應(yīng)規(guī)定，見表1A411013-4。

　　滿足耐久性要求的混凝土最低強(qiáng)度等級 表1A411013-4

環(huán)境類別與作用等級	設(shè)計(jì)使用年限
	100年	50年	30年
Ⅰ-A	C30	C25	C25
Ⅰ-B	C35	C30	C25
Ⅰ-C	C40	C35	C30
Ⅱ-C	Ca35、C45	Ca30、C45	Ca30、C40
Ⅱ-D	Ca40	Ca35	Ca35
Ⅱ-E	Ca45	Ca40	Ca40
Ⅲ-C、IⅣ-C、Ⅴ-C、Ⅲ-D、Ⅳ-D	C45	C40	C40
Ⅴ-D、Ⅲ-E、Ⅳ-E	C50	C45	C45
Ⅴ-E、Ⅲ-F	C55	C50	C50

　　注：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件最低強(qiáng)度等級應(yīng)≥C40;Ca為引氣混凝土。

　　2.一般環(huán)境中混凝土材料與鋼筋最小保護(hù)層

　　一般環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普通鋼筋的保護(hù)層最小厚度與相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級、最大水膠比應(yīng)符合表1A411013-5的要求。(2011單7)

　　一般環(huán)境中混凝土材料與鋼筋最小保護(hù)層厚度 表1A411013-5

#FormatImgID_0#設(shè)計(jì)使用年限 環(huán)境作用等級		100年			50年			30年
		混凝土強(qiáng)度等級	最大水膠比	最小保護(hù)層厚度 （mm）	混凝土強(qiáng)度等級	最大水膠比	最小保護(hù)層厚度 （mm）	混凝土強(qiáng)度等級	最大水膠比	最小保護(hù)層厚度 （mm）
板、墻等面形構(gòu)件	Ⅰ-A	≥C30	0.55	20	≥C25	0.60	20	≥C25	0.60	20
	Ⅰ-B	C35 ≥C40	0.50 0.45	30 25	C30 ≥C35	0.55 0.50	25 20	C25 ≥C30	0.60 0.55	25 20
	Ⅰ-C	C40 C45 ≥C50	0.45 0.40 0.36	40 35 30	C35 C40 ≥C45	0.50 0.45 0.40	35 30 25	C30 C35 ≥C40	0.55 0.50 0.45	30 25 20
梁、柱等條形構(gòu)件	Ⅰ-A	C30 ≥C35	0.55 0.50	25 20	C25 ≥C30	0.60 0.55	25 20	≥C25	0.60	20
	Ⅰ-B	C35 ≥C40	0.50 0.45	35 30	C30 ≥C35	0.55 0.50	30 25	C25 ≥C30	0.60 0.55	30 25
	Ⅰ-C	C40 C45 ≥C50	0.45 0.40 0.36	45 40 35	C35 C40 ≥C45	0.50 0.45 0.40	40 35 30	C30 C35 ≥C40	0.55 0.50 0.45	35 30 25

　　注：

　　①�、�-A環(huán)境中使用年限低于100年的板、墻.當(dāng)混凝土骨料最大公稱粒徑≤15mm時(shí)，保護(hù)層最小厚度可降為15mm.但最大水膠比不應(yīng)大于0.55;

　�、凇∧昶骄鶜鉁�>20℃且年平均溫度>75%的環(huán)境，除I-A環(huán)境中的板，墻構(gòu)件外，混凝土最低強(qiáng)度等級應(yīng)比表中規(guī)定提高一級，或?qū)⒈Ｗo(hù)層最小厚度增大5mm;

　�、邸≈苯咏佑|土體澆筑的構(gòu)件，其混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)≥70mm，有混凝土墊層時(shí).可按上表確定;

　�、堋√幱诹鲃�(dòng)水中或同時(shí)受水中泥沙沖刷的構(gòu)件。其保護(hù)層厚度宜增加10〜20mm;

　�、荨☆A(yù)制構(gòu)件的保護(hù)層厚度可比表中規(guī)定減少5mm;

　�、蕖‘�(dāng)膠凝材料中粉煤灰和礦渣等滲量<20%時(shí)，表中水膠比低于0.45的，可適當(dāng)增加。

　　大截面混凝土墩柱在加大鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的前提下，其混凝土強(qiáng)度等級可低于表1A411013-5的要求，但降低幅度應(yīng)≤兩個(gè)強(qiáng)度等級，且設(shè)計(jì)使用年限為100年和50年的構(gòu)件，其強(qiáng)度等級應(yīng)≥C25和C20。

　　當(dāng)采用的混凝土強(qiáng)度等級比表1A411013-5的規(guī)定低一個(gè)等級時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)增加5mm;當(dāng)?shù)蛢蓚�(gè)等級時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)增加10mm。

　　具有連續(xù)密封套管的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋，其混凝土保護(hù)層厚度可與普通鋼筋相同且應(yīng)≥孔道直徑的1/2;否則應(yīng)比普通鋼筋增加10mm。

　　先張法構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋在全預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的保護(hù)層厚度可與普通鋼筋相同，否則應(yīng)比普通鋼筋增加10mm。

　　直徑>16mm的熱軋預(yù)應(yīng)力鋼筋保護(hù)層厚度可與普通鋼筋相同。

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