时间：2023-08-16 17:14:17
导语：在混凝土结构的设计方法的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：超长混凝土结构;无缝设计;裂缝控制
Abstract: based on the long reinforced concrete structure crack control of the significance and the temperature stress analysis, it puts forward the crack control of the design and construction of technical measures.
Keywords: overlong concrete structure; Seamless design; Crack control
中图分类号： TU375文献标识码：A 文章编号：
近年来，我国各种大型公共建筑的建设得到了快速发展，建设方对不设缝的混凝土结构的长度要求越来越高，地面塔楼也越建越多，尤其是对于地下室结构，由于存在防水问题，要求地下室不设缝的呼声越来越高。超长地下结构无缝设计技术目前已在实际工程得到了广泛应用，但也存在许多问题。
一、超长建筑无缝设计的控制方法
在不设置永久沉降缝的情况下，不均匀沉降的控制是工程设计关键技术之一，为了有效控制差异沉降，并达到安全、经济的目标，采取以下各项措施：
1、 控制绝对沉降量
主楼荷载大，裙房部分荷载小，纯地下室区域处于抗浮状态，各区域荷载差异极大，对不均匀沉降十分敏感。因此设计应采用变刚度调平理念，用不同桩参数和桩密度来强化主楼基础，弱化裙房和纯地下室基础，达到减小主楼与裙房和纯地下室的差异沉降。
弱化裙房和纯地下室基础，采用桩长相对较短、持力层较弱的桩基，在主楼沉降的同时，带动相邻跨较弱的裙房或纯地下室基础产生部分沉降，从而在高低层过渡区形成缓和沉降曲线，减少沉降量突变造成的不良影响。这一原理已在以往的工程沉降实测中得到了验证。
2、 设置调节沉降差的沉降后浇带
主楼与裙房和纯地下室的结构及基础设计成整体，但在施工时用沉降后浇带把两部分暂时断开，一般待主楼结构施工完毕，但若有沉降观测，根据观测结果证明主楼结构的沉降在主楼结构完工之前已趋于稳定，也可适当提前或当主楼与裙房之间的沉降差小于设计或规范要求，然后再采用微膨胀混凝土浇灌沉降后浇带，将高低层连成整体。沉降后浇带的设置旨在通过沉降后浇带封闭前，主楼沉降可以大部分独立完成，以降低主裙楼之间的沉降差，使主裙楼之间的差异沉降控制在可以接受的程度。设置“沉降后浇带”的基础，设计时应考虑两个阶段不同的受力状态，分别进行内力分析。设置沉降后浇带的大底盘高层建筑的沉降分析，应分两阶段进行：沉降后浇带封闭前，应根据沉降后浇带设置位置，按几个分块独立建筑，考虑其相互影响，按《建筑地基基础设计规范》的方法计算其变形；沉降后浇带封闭后，根据《建筑地基基础设计规范》规定，在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑时，按照上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算。考虑上下共同作用来协调多塔楼结构的不均匀沉降，使得筏板内力更趋均匀，差异沉降有效减少，设计更合理、更符合实际情况、更经济。
3、 预先设定标高差
经沉降计算，把主楼标高定得稍高，裙房或纯地下室标高定得稍低，预留两者沉降差，使最后两者实际标高基本一致。
二、混凝土收缩应力和温度应力控制方法
对于超长结构的无缝设计，一般的设计思路是：抗放兼备、以抗为主的原则。新浇混凝土在硬结过程中会收缩，已建成的结构温度变化时会热胀冷缩，在正常养护条件下施工后的头1~2个月混凝土硬结收缩量占年收缩量的45%~75%；而温度变化对结构的作用则是经常的，当这两种变形受到约束后，在结构内部就会产生收缩应力和温度应力，当这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝，引起渗漏水。在不设永久伸缩缝的情况下，有效控制混凝土收缩应力和温度应力影响，是确保地下室结构安全、正常使用的设计重点，必须慎重对待。通常采取的措施可以概括为以下几种：
1、 设置施工后浇带
施工后浇带是传统的做法，通常每隔30m~40m左右设置一道1m宽后浇带，以消化收缩变形，减少混凝土收缩应力，上述后浇带一般在其两侧结构施工完成45d~两个月后，采用比后浇带两侧混凝土强度等级高一级的微膨胀混凝土进行浇筑。
2、 设置施加预应力
对于超长大型地下室底板、侧墙及顶板采用预应力混凝土可降低结构钢筋及混凝土的用量，提高了结构的刚度及抗裂性能。对混凝土结构适当施加预压应力，用以抵消由于温度、收缩等原因产生的拉应力，从而达到控制甚至避免结构开裂的目的。其既可提高地下室的防水抗渗性能，也能免除伸缩缝的留设；扩大地下室柱网，提高了工程的实际使用面积和空间布置的灵活性，从而改善了建筑物的使用功能。
3、 配筋控制
构件配筋考虑温度影响，且适当提高构件最小配筋率：
(1) 基础底板及地下室顶板的最小配筋率控制在0.3%左右(双层双向)，中楼板控制在0.25%左右(双层双向)。
(2) 梁的腰筋配筋率，控制在每侧0.20%；且腰筋细而密，间距控制在150mm以内。
4、 添加抗裂纤维
混凝土作为抗压强度高、成本低廉、应用最为广泛的建筑材料，存在着固有的弱点-抗拉强度低、抗裂性差、韧性小等，因此也限制了混凝土性能的充分发挥。目前，在混凝土中添加纤维来提高混凝土耐收缩断裂性(如钢纤维、合成纤维、天然纤维等)是近年来研究和应用最为广泛的途径之一。考虑到经济的因素，在以往的工程中掺加价格较低的聚丙烯纤维，取得了预期的效果。所以，在不采用预应力的情况下，在受气温和约束影响较大的地下室侧墙及地下室顶板添加聚丙烯纤维。
5、 材料和施工质量控制
混凝土原材料应采用低收缩、低水化热水泥，控制水泥用量，掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水灰比。控制砂石骨料含泥量和级配、合理选择混凝土配合比。施工应注意控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量。
三 结语
如何控制超长混凝土结构的裂缝，尤其是超长地下室，一直是设计面临的一个难题。本文对超长地下结构无缝设计关键措施进行了一些探讨，希望本文为结构工程师进行超长地下结构设计提供一些有益的参考。
参考文献:
[1]GB50010-200239凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2002.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
关键词：高层混凝土；连体结构；设计方法
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
连体高层建筑，这一结构，在近年才开始出现并且广受欢迎，但是在我国，并未大量的涌现，原因在于：对于连体结构来讲，需要很好地协调各建筑物承受的作用力，扭转效应非常的明显，受力复杂度比较高，故而设计的时候，难度很大，另外，连体结构的地震扭转效应特别的明显，设计的过程中就需要借助不同软件的分析计算获得高适合度的设计方案。
1、 实例概况
某建筑东西长为160m，南北长 220m，主楼纵向展开长度约240m，总建筑面积约4万m2。由于本建筑地下1层仅在西侧与西南侧有填土侧限，其余方向均与周围建筑通过防震缝分开，因此结构嵌固层标高设置在地下1层地面处。主体的结构为高层框架-剪力墙。对于剪力墙而言，其筒体定位在楼层的四个不同的角上。楼层和电梯间布设的剪力墙一共有四个，厚度从下到上，均介于三百五十毫米到两百毫米中间。建筑的连体一共为六层，而且结构关系对应较大的刚度，所以在连接的具体方式上选择的为强连接，借助于这种连接形式，塔楼以及连接体能够实现很好的连接。
2、设计方法
2.1连体的设计和实施
对于连体部分的设计来讲，复杂度最高的地方在于分析连体地方的受力结构。从结构竖向分析，建筑物因为跨度比较大，而且连体层比较多，故而荷载所产生的内力也是非常大的。在水平的方向上，连体这一段结构需要对两侧建筑进行很好地协调，避免地震荷载和风荷载下发生变形，可以说承担的水平内里也特别的大。
建筑物在风向的作用下，或者在水平方向上的地震的情况下，建筑物的大楼不但会伴随着震动或者摇摆出现同向的运动，而且还会出现相向运动，结构自身会出现平动变形以及扭转变形。工程里面，塔楼对应不同的刚度，具有很大的差距，故而在平东以及扭转振动发生耦连的条件下，结构整体就会出现高度明显的扭转，形态本身也更加的复杂化。
在严密计算的基础上，经过多个方面的严格比较，再加上认真地筛选，获得最终的设计方案。连接体和塔楼间具有可以相互协调的刚度，经过调控，建筑整体对应较好的扭转效应，并且按照相关的标准，连体对应的荷载、发生的变形、出现的应力都在标准的范围内。
工程条件下，连体地方对应的结构属于钢结构，这也是主要的受力主体，此外楼板使用的是钢筋混凝土。对于主受力结构选用的材质为Q345-B，位于底部的钢桁架（两层都有）对应的钢材为焊接H型。进行摄制的过程中，首先要对钢柱进行九十度的旋转，对于上三层也要对钢柱进行九十度的旋转，在节点的位置进行支撑。通过固接的手段连接钢柱、钢梁以及钢桁架。另外还需要固接连体横梁和斜撑与剪力墙筒。埋设H型钢到柱端，这个柱端指的是钢桁架横梁和斜撑以及剪力墙彼此连接的地方，通过强焊接，连接十层到十六层的钢构件和剖口。在十一、十三和十五这三层钢梁的区格中进行圆钢管的布置，用来进行钢支撑，这样连体结构位置的楼板对应的平面刚度就可以得到很好的保证。
2.2结构选材
连置选择的结构通常为钢或者混凝土，如果是混凝土，那么连体结构就要用三道巨型的桁架。如果钢结构，那么就需要于连体的位置进行三道桁架的布设，无论是选择哪种方案，因为不一样的选材，所以受力一定要和具体的要求相符合，一定要能够按照建筑物的具体情况进行比较权衡后作出最终的决定。
假设选定的方案为混凝土，这样无论是结构梁，还是斜撑或者柱，断面都会比较大，对于建筑师来讲，相关结构构件的会对美观必然会产生一定的影响。本建筑具有跨度大、连接层数多的特点，这就使得选用混凝土方案后结构自重预计将比选用钢结构方案多出近3646t，自重增加的同时，连接体两侧柱以及剪力墙的基础造价也一起增加。此建筑的连体部位相对较高，需要巨型桁架结构，所以需要有能够承受住所有连体处荷载的模板，且只有当所有桁架构件都达到强度要求之后才能将模板拆除，而且在模板拆除的时候还需要充分计算各方向的桁架受力作用，这样就不会在拆除模板的时候，桁架会发生瞬时加载，受到很大的消极影响。
如果结构选择的为钢，这样结构在重量上就可以得到适当的缩减，桁架截面对应的尺寸也可以得到降低，建筑物在整体上就会显得比较轻盈，比较空透，使用面积就可以得到有效地增加，而且造价相对来说也会比较低廉，施工速度也比较快，故而本工程最终选择了钢结构。
2.3整体计算
对结构进行设计的过程中，一定要对地震力予以充分的考虑，尤其是要分解扭转耦连振动产生的具体影响。运用三种不同的力学模型的三维空间分析软件分别进行位移以及整体内力的分析。将6度设防烈度、0.05的阻尼比以及Ⅱ类的场地类别等因素均考虑进去。工程的模型及荷载的输入运用的是PKPM结构分析软件系列中的PMCAD进行的。而SATWE主要负责工程结构的重点分析计算。最终结构对比校核的工作由TAT和PMSAP担当，并进行一定的补充计算分析。经过三种程序的主要计算分析，经过汇总可得到表1。其中的层刚比选择的数值为下部和上相邻楼层在侧向刚度上经过计算获得的平均值对应的百分之八十的数字，以及和相邻上层对应的侧向刚度之百分之七十，这两个数据经过比较，比较小的就是选择的层刚比。
表1据三种计算机软件得出的计算结果
3、结语
（1）对复杂度比较高的高层建筑进行分析的时候，如果仅仅借助于一个单一的程序，那么难度就比较得高，需要从不同程序出发，作出分析判断，获得最终的计算结果，本文分析的方法主要是SATWE，在此的基础上和TAT以及PMSAP进行结合比较，而后获得满意度比较高的结果。（2）对于复杂度比较高的高层建筑而言，扭转效应非常的明显，故而需要对扭转周期予以调整，要尽可能的减小，在本工程里面，选择的为连廊水平支撑的增加，这个增加可以借助于桁架刚度得到很好地实现和解决。（3）设计连体结构，一个核心的，也是关键性的问题在于连接连接体和建筑物，强连接被运用到了本工程里面，效果非常的显著，能够对受力协调予以完美的掌控。（4）如果高层建筑无论是在竖向，还是在水平的方向上，都是非常的不规则。那么一定要尽可能的注意对剪力墙和竖向这两个构件的具体设置，保证结构质量中心尽可能的接近刚度中心，据此，扭转效应可以得到有效的削减。
参考文献:
[1]冯远,杨曦,何建波.成都高新科技商务广场C座钢结构设计[J].建筑结构,2004,34(11):3-8.
[2]胡纯炀,范重,陈富春.中关村金融中心高层钢结构设计[C]//第十八届全国高层建筑结构学术交流会论文集.2004:415-420.
[3]徐培福,傅学怡,肖从真,等.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:314-321.
关键词：型钢混凝土结构；特点；应用
Abstract: with the development of the construction industry in our country, the construction of the type also are being enriched, including a large building and the proportion of the high-rise building increase, this led to the building of the strength of concrete support components such as more stringent requirements. Therefore, a steel reinforced concrete structure by home and abroad widespread application and construction projects. This article through to a steel reinforced concrete structure in the development of our country and research, analyzes the characteristics of the steel reinforced concrete structure, and show the steel reinforced concrete structure of the actual effect and apply the construction project type.
Keywords: steel reinforced concrete structure; Characteristics; application
中图分类号：TV331 文献标识码：A文章编号：
型钢混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）是指通过在型钢周围布置钢筋并且进行浇筑得到的混凝土结构。通常可以分为实腹式型钢混凝土结构和空腹式型钢混凝土结构两种。实腹式型钢混凝土结构相比空腹式型钢混凝土结构要更为出色。同时制作成本也更高。要发展型钢混凝土结构在建筑工程中的应用和技术，首先要对其特点进行了解。
一、型钢混凝土结构的特点和发展
1、型钢混凝土结构的发展
型钢混凝土结构最早出现在20世纪欧美国家。由于钢筋混凝土在建筑工程中的应用逐步替代了木材和石料，欧美国家开始对如何进一步增强钢筋混凝土结构的强度和刚性做了研究。直到20世纪初，经过众多国家的实验，发现型钢混凝土结构的强度和刚性十分出色。同时针对型钢混凝土结构的生产工艺，进行了详细的规范和设计。在此之后，直到20世纪中期，我国开始接触到型钢混凝土结构的相关技术，然而受到我国当时经济建设的限制，片面的为了节约钢材，型钢混凝土结构在我国一度停止使用。直到20世纪末期，随着我国经济建设的迅速发展，大型建筑和高层建筑在建筑工程中的比例大幅度上升。
为此，型钢混凝土结构被重新应用于建筑中并且在实际工程项目的建设中取得了良好的成效。为了实现型钢混凝土结构在大型承重建筑当中的经济价值，我国针对型钢混凝土结构进行了一系列的系统研究，并取得了相当的成绩。
2、型钢混凝土结构的特点
型钢混凝土结构是钢材混凝土组合结构中的一种，我国最早引用苏联的称法，将型钢混凝土结构称为劲性钢筋混凝土。型钢混凝土结构同传统钢筋混凝土相比具有强度高、刚性大、延展性好的特点，弥补了地震区建筑采用的钢筋混凝土对于抗震能力不足的问题。所以，型钢混凝土结构在实际建筑工程中，特别适用于高层建筑和抗震系数较高的建筑。
同时，型钢混凝土结构是在型钢布置钢筋进行浇筑而成的，在建筑工程混凝土构件当中属于高强度类。型钢混凝土结构本身不仅有出色的强度和韧性，并且由于型钢混凝土结构本身的钢材原因，型钢混凝土结构的体积较相同规格的钢筋混凝土的要小，横截面积也要少，为此，在建筑中使用型钢混凝土结构大大提升了建筑物内的空间。
并且，型钢混凝土结构的钢结构稳定，整个结构的承受能力和抗老化能力很出色，减少了建筑的维修费用和安全隐患。
二、我国型钢混凝土结构的设计方法和应用
1、我国型钢混凝土结构的设计方法
我国型钢混凝土的相关技术正在不断发展和逐步成熟。型钢混凝土的研究方向也从传统的单一混凝土结构转向了新型的型钢、钢筋、混凝土相结合的新型结构，为了深度研究型钢混凝土结构，预应力的相关技术也得到了长足的发展，针对型钢混凝土结构的设计方法有很多种，不同类型型钢混凝土结构的设计方法主要区别在结构制作的规范规程上。目前，型钢混凝土结构设计时主要参考的规范规程有两个，分别是1998年我国冶金部出台的《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》以及2002年我国建设部出台的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》。其中《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》在制定的初期是参照日本型钢的相关规范中的叠加方法，在传统型钢计算的叠加方法的基础上提出了型钢混凝土结构在轴力分配上较为准确的方法，我们将之称作“改进简单叠加法”。
如果参照《YB9082297钢骨混凝土结构设计规程》的规范标准，在对型钢混凝土结构的承载力和刚度等方面进行计算都十分简单方便。而2002年我国建设部推出的《JGJ13822001型钢混凝土组合结构技术规程》在型钢结构的承载力计算方面采用了新的技术，即是对型钢结构进行平截面假定，对横截面的移动量进行计算，在最后可以得到结果准确可靠的型钢构件的承载力。
2、我国型钢混凝土结构的研究方向和应用
在我国，型钢混凝土结构的研究工作在建国时期存在着较长的空白阶段，由于当时片面性的强调节约钢材，型钢混凝土结构的研究和应用一直被搁置，这导致我国型钢混凝土的相关技术较国外相比有着一定的差距，针对我国型钢混凝土技术相对落后的现状，型钢混凝土结构的研究研究工作面临着几点发展的障碍。
首先，我国现有建筑大部分仍然采用的是钢筋混凝土结构，建筑工程单位对于型钢混凝土的施工技术了解较少。国家缺乏对于型钢混凝土结构的支持力度和相关文件。由于型钢混凝土结构在实际的建筑应用中还未普及，导致型钢混凝土结构的相关研究工作发展缓慢。为此，要加强型钢混凝土在建筑中的应用和技术普及。
其次，我国对于型钢混凝土结构的设计计算方面的相关技术理论还不完善。上文已经提到了，我国的型钢承载力计算的方法是参照日本的叠加方法进行计算的。而在全世界关于型钢结构的计算理论中，日本的叠加方法相对来说过于保守。所以发展我国型钢混凝土结构设计计算中相关技术理论是我国型钢混凝土结构的一个研究方向。
三、我国型钢混凝土结构的研究发展前景
由于一些历史原因，我国型钢混凝土结构的相关研究起步较晚，但是经过二十多年的发展，我国的型钢混凝土结构研究工作在建筑建材的研究者的不懈努力下，仍然形成了一套适合我国建筑行情的，较为规范的型钢混凝土施工建设技术理论。
当然，由于型钢混凝土结构在我国的建筑业仍然处在推广当中，在相关领域中尚且缺乏型钢混凝土结构的相关国家政策和规范。对此，我型钢混凝土结构研究领域当前的重要目标就是尽快完善和出台一套适合我国型钢混凝土结构发展现状的相关规范，促进型钢混凝土结构在我国建筑行业中的发展和应用。
同时，随着我国经济建设的不断发展，我国一线和二线城市的高层和超高层建筑鳞次栉比的建设起来，这其中，传统的钢筋混凝土结构并不能够满足高层和超高层建筑物的设计实际建筑需求，型钢混凝土结构将会得到很大的发展和应用空间，即将面临的巨大需求和我国现有的型钢混凝土结构技术和规范不完善的实际情况，需要加强型钢混凝土结构相关技术的研究工作。
总结：
综上所述，型钢混凝土结构是一种在承载力、刚性、延长性、抗震性都要优秀于传统钢筋混凝土结构的新型建筑构件。型钢混凝土结构的研究和发展对于我国高层建筑和防震功能的建设和发展有着重要的意义。要发展型钢混凝土结构，完善我国相关规范规定和推进相关应用技术，是当务之急。
参考文献：
[1] 彭春华,宋文博,张伟军. 型钢混凝土结构研究综述[J]. 陕西建筑, 2007,(04) .
[2] 丁晓东,孙晓波. 型钢混凝土结构的研究现状及发展趋势[J]. 山西建筑, 2007,(01) .
[3] 秦慧敏. 型钢混凝土结构在我国的应用和研究[J]. 山西科技, 2008,(02) .
摘要：当前，我国相关规范条例在考虑混凝土结构耐久性时，缺乏对混凝土结构的耐久效果在一定时间内的变化情况，与混凝土结构耐久性及使用寿命的实际要求不符。因此，混凝土结构设计并不仅仅局限于构造设计上，而需要扩展到结构设计使用期限的可靠性上。混凝土结构的使用寿命受多方面因素的影响，要对其结构耐久性设计及寿命做出准确的预测，就需要采取有效的方法进行研究和分析。本文结合个人在土建施工过程中遇到的实际问题，以自有的实际施工经验为基础，展开下列论述，以期进一步规范建设标准，更好地控制施工质量，达到经济效益与工程质量共赢的目的。
关键词：混凝土结构 耐久性设计 寿命预测
随着社会经济发展速度加快，我国交通运输能力面临巨大的挑战和考验，促使我国近年来不断兴建交通运输工程，而且交通运输项目逐年增加，为了适应交通运输事业大发展的新形势，必须进一步强化混凝土结构的强度和耐久性，提高混凝土结构在工程项目建设中的使用寿命。本文对混凝土结构耐久性设计及寿命预测展开讨论，分析并提出增强混凝土结构耐久性和使用寿命的预测策略，不断优化建筑工程混凝土结构的质量性能，使其能够在现代建筑工程中发挥更大的作用。
一、混凝土结构质量的预防措施
第一，混凝土的性能很大程度上取决于水泥的质量和数量，在保证混凝土性能的前提下，应尽量节约水泥、降低工程造价。根据工程特点，气候和环境条件，正确选择水泥品种及强度等级，严格按照规范及设计要求，检测水泥物理性质，综合评价水泥质量的优劣，实行优胜劣汰，选择水泥供应商，确保选用水泥强度等级应与要求配制的混凝土强度等级相适应。
第二，骨料应采用级配良好，要严格按照规范及设计要求、质地坚硬、颗粒洁净的材料。加强原材料的检测频率，减少能使水泥水化、或能降低集料与水泥石粘附性，以及能与水泥水化产物产生不良化学反应的有害物质。
第三，慎用外加剂，可在不增加用水量和水泥用量的情况下，有效地改善混凝土拌合物的工作性，同时可以提高混凝土的强度和耐久性。选用混凝土外加剂以其减水率、保水性和保塑性为主要指标，在进行质量控制时，除对外加剂的常规指标进行检验外，同时对外加剂与水泥的适应性、掺加的组分进行复试，掌握其质量特性。
二、混凝土结构耐久性设计
从当前研究来看，混凝土结构耐久性的判别只是局限于其受环境影响和材料影响方面，在结构材料和结构构造方面反映的耐久性设计和使用寿命过于片面，无法直接表现出混凝土结构耐久性设计的标准要求。在我国混凝土结构耐久性规定中，也只是片面地反映混凝土耐久性的构造要求，对其时间规律下的抗力要求考虑甚少。在规范规定中，有关于混凝土耐久性设计标准的要求只是给出了特定的期限与时间之间的基本变量，与混凝土结构耐久性期限以及使用寿命的实际要求不符。因此，这种规定要求并不能反映出混凝土结构耐久性及使用寿命在预定时间内的可靠性。
当前，混凝土结构耐久性设计方法分为两种类型，首先这种设计方法来源于欧美国家，其规范规定为《CEB耐久混凝土结构设计指南》，还有我国颁布的相关规定制度。如《混凝土结构耐久性设计与施工指南》、《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》等。这种方法是按照开发商的意见和建议以及综合实力来考虑混凝土结构设计耐久性和使用期限的。在混凝土耐久性设计中，以其适用性为主要依据，综合考虑混凝土抗腐蚀性和保护层断裂作为耐久性的承载能力标准。这种设计方法注重混凝土材料、基本指标、部件成分以及保护层等，重点考察混凝土强度、水胶比、材料选择、外加剂等。另外，还有一种方法是根据混凝土相关试验标准为依据来确定混凝土耐久性极限状态，这种方法有效解决了混凝土施工上的难题和耐久性构造要求，主要根据环境条件及外部作用等因素来确定和满足不同的耐久性及使用期限。
三、混凝土结构寿命预测
在现代建筑中，混凝土结构的使用寿命与环境条件及施工原材料的组成性能有一定的关系，要对这种标准进行精确的计算存在一定的难度。但是，近年来，在相关试验研究与分析结果中，对混凝土结构使用寿命的预测方法提出了新的计算方法，如下。
正常寿命预测，这种预测方法是根据混凝土的碳化及置入钢筋笼的位置状态来判断的，其公式为t=t1+t2，在该公式中，t是混凝土碳化后置入结构保护层的时间，t1是指钢筋钝化膜消失，钢筋锈蚀后，直至呈开裂状态所使用的时间。在现有的研究成果中，混凝土碳化时间t与碳化比深度X平方成正比，可以得出以下公式：
t=AX2 t1=Ac2
在这两个公式中，c为保护层厚度，A为碳化系数。由此可推测出，当混凝土结构的使用年限已经有Y年后，其碳化深度为P，那么可以得出以下公式：
A=Y/P2
t=（Y/P2）.c2
经过相关计算可以表明，混凝土碳化至钢筋位置中，当钢筋锈蚀程度达到一个特定的时间，其锈蚀表层的体积就会膨胀，致使钢筋混凝土保护层出现开裂现象。由此可见，钢筋锈蚀至开裂所需时间与混凝土强度、原材料质量标准、保护层厚度以及环境条件等有着密切的联系。
当混凝土结构中掺和不同量的氯盐，而且在较为潮湿的环境条件下时，其钢筋锈蚀至开裂所需时间要小于混凝土置入钢筋所需时间，这种时间间隔可以忽略不计，这时就可以根据保护层碳化的完整性作为混凝土正常使用寿命：
W=t-Y=（Y/X2）.c2-Y=Y.（c2-X2）/X2
四、结语
当前，混凝土结构在现代建筑中占据着重要的地位，并在实际建筑施工中发挥着直观重要的作用。可以说，混凝土结构的质量好坏直接影响整体工程质量，提高混凝土结构耐久性，规范耐久性设计，延长混凝土结构的使用寿命，能够促进混凝土结构在未来建筑行业的发展和提高奠定了良好的基础，对现代建筑行业的不断发展和壮大具有极其重要的意义。
参考文献：
[1]高明赞，干伟忠，徐天宁.沈海高速公路温州段海湾大桥混凝土结构耐久性设计[J].公路，2010（2）.
关键词：结构混凝土 耐久性 问题 加固 技术措施
1.概述
大量的工程实例调查显示水泥混凝土结构产生裂缝是可以预防和治理的，但这种可防可治应该从源头抓起。目前在工程施工中推广的商品混凝土泵送免振施工工艺中的问题也很多，所以工程一开始就要对所用的商品混凝土进行质量检测、跟踪检查，从商品混凝土的原材料选用，混凝土的配合比、水灰比等进行逐项检查，并通过试验研究来确定适合工程应用的商品混凝土。一定要对混凝土制作和施工的各个环节抓细抓深，另外从施工、养护、设计、构造等方面加以控制。本文结合工程实践经验就混凝土结构的耐久性和混凝土裂缝的可防、可治方面谈谈一些粗浅看法。
2.结构混凝土耐久性影响结构的可靠度
随着建筑服役时间的增长，老旧建筑物日益增多，结构的耐久性问题必将更加引人关注。与此相适应，结构损伤与破坏的检测、鉴定评估和修复加固等将逐步成为一种重要的工程实践活动。值得注意的是，虽然结构的耐久性与材料，特别是混凝土材料的耐久性密切相关，但是结构的耐久性问题所涉及或涵盖的范围显然要大于材料的耐久性。结构意味着不同材料的搭配、组织、结合或者复合。不同材料的结合部位往往正是影响结构耐久性的薄弱点。据统计，结构的维修投资在发达国家逐年增加，有的已达到甚至超过新建工程的投资。结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的能力称为结构的可靠度。结构的基本功能是由其用途决定的，包括结构的安全性、适用性和耐久性，因此，结构的耐久性也是影响结构可靠度的重要因素。
社会经济发展的需求，导致了混凝土结构的大量使用。随着混凝土结构的广泛应用，其使用环境日益多样化。由于工业污染日益加剧，混凝土结构受到环境侵蚀的危害性也日益增加，因此混凝土结构的耐久性与使用寿命问题，正在成为土木工程领域普遍关注的问题。有关混凝土结构的适用性、耐久性问题将更加突出，结构的鉴定评估、维修、改造、加固等工程项目会成为建设项目的重要组成部分。另一方面，随着经济和社会的发展，人们对建筑的要求越来越高，对结构耐久性的要求也越来越高，因此研究结构的耐久性具有重要的现实意义。
3.提高水泥混凝土结构耐久性的途径
3.1严格遵守规范与设计
谓高耐久性混凝土在严格的术语意义上并不能完全等同于特种、高强、高性能混凝土，但是目前人们在概念上一般还是将其混同于特种混凝土或高强、高性能混凝土。特种混凝土系相对于普通混凝土而言，其对原材料的质量、配合比和施工技术有更高的要求。特种混凝土一般具有快硬、高强、改性复合、抵抗侵蚀能力高等特点。常见的特种混凝土有防水混凝土、防火混凝土、耐酸混凝土、耐磨混凝土、聚合物混凝土、浸渍混凝土和膨胀混凝土等。混凝土结构设计和施工规范中的有关规定，如混凝土结构的最小保护层厚度、混凝土的水灰比限制、混凝土的施工质量控制等，实际是耐久性设计与施工的内容。重要的或处于较恶劣环境下的混凝土结构对结构耐久性的要求，并不比对结构安全性的要求低。由于对结构耐久性问题考虑不充分，给结构造成重大损失的工程事例并非少见。在设计与施工中采取可靠的方法和有效的措施，提高结构的耐久性，对提高结构的可靠度和使用寿命有重要的意义，也会显著地提高结构的长期使用效益。
3.2结构混凝土保护措施
高强、高性能混凝土的耐久性一般优于普通混凝土，因为高强、高性能混凝土的密实性和抗渗性远远高于普通混凝土。混凝土的渗透性是水分、气体、化学离子等通过混凝土向其内部扩散、渗透的能力。显然，混凝土的抗渗透性越差，则有害物质的侵蚀速度就越快，侵蚀程度深，混凝土的耐久性差；反之，则耐久性好。混凝土的渗透性不仅影响化学侵蚀作用的程度，而且影响物理作用的程度。如混凝土的可渗透性越高，混凝土抵抗冻融循环破坏的能力和耐磨能力就越差。一般混凝土结构表面的水泥砂浆面层和各种装饰性面层对混凝土结构都有一定的保护作用，可以延缓混凝土的碳化速度，推迟混凝土中钢筋的腐蚀时间。除此之外，对一些特殊环境下使用的混凝土结构，还需要应用耐酸、耐碱等特种混凝土或混凝土面层对混凝土结构加以保护。有些结构需要使用一些特殊的化学涂层或保护方法来避免或延缓混凝土中钢筋的腐蚀，提高混凝土结构的耐久性，降低结构的正常维护、维修费用。同其它事物一样，要保证结构具有良好的使用性能，而且经久耐用，但经常性的维护、维修也是十分重要的。良好的维护、定期的维修，不仅有助于提高结构的耐久性，而且可以避免发生大的工程隐患和酿成大的工程事故，减小经济损失。混凝土结构的耐久性不仅与结构的设计、施工、材料选择、防护措施、使用维护等有关，也与建筑或结构的某些处理与做法有关，如建筑的防水和保温处理方法等也会影响混凝土结构的耐久性。防水处理的好坏不仅影响建筑的使用功能，而且影响混凝土结构中钢筋的腐蚀情况和混凝土的冻融损伤情况。
4.结构的安全性与耐久性
任何结构必须满足安全性与耐久性的要求。结构的安全性对应于结构的承载力极限状态，结构的耐久性对应于结构的正常使用极限状态，因此结构在荷载作用下的性能不是结构耐久性讨论的问题。但有些荷载作用对结构的影响，既要进行结构受力分析，又要考虑其对结构耐久性方面的影响，如波浪对结构的作用，车辆对道桥的作用，甚至高密度大交通流量对于路面以及过街桥涵的影响作用等。分析和设计水工结构时，不仅要分析波浪对结构的动力作用，而且还要考虑波浪对结构的冲蚀问题。前者属结构受力分析问题，后者属结构耐久问题。车辆对桥梁结构的作用也是如此。
4.1结构耐久性分析
一般不需考虑结构是否处于受力状态，以及结构承受荷载的大小。可以说结构的安全性与结构的耐久性是描述结构可靠性能的两个相对独立的指标。但混凝土结构上的裂缝将影响结构的耐久性，而有些裂缝是由荷载产生的。如果从耐久性的角度观察，裂缝总是有害的。结构的安全性可由结构的静动力分析和承载能力验算得到，结构耐久性的评价则要综合分析结构的材料组成和结构所处的环境因素才能取得，因为影响结构耐久性的因素比较复杂，而且到目前为止，有关的研究工作还十分薄弱，所以关于结构的耐久性需要进行更多的概念性的分析，从定性的角度来界定范围。除了细致观察、认真研究各个单一因素对混凝土结构耐久性的作用外，更要通盘考虑各种因素综合作用的影响。但是有些因素既能对结构的受力性能产生影响，又能对结构的耐久性产生影响，如结构的设计、施工质量等。结构耐久性的降低引起结构损伤，也必然引起结构受力性能的退化，最终导致结构破坏而丧失使用功能。
4.2结构的设计基准期
结构的正常使用寿命。在同样的环境下，结构的耐久性决定了结构的使用寿命。为提高建筑的耐久性，可适当提高初始可靠度，增加提高结构耐久性的措施，降低结构可靠度随时间的衰减速度，从而提高结构的耐久性，延长结构的使用寿命。
5.结语
目前我国在混凝土结构的设计与施工中，对耐久性的重视程度远没有对安全性的重视程度高，一方面影响混凝土结构耐久性的因素较多，而且涉及的知识较多；另一方面，研究混凝土结构的耐久性问题，需要较长的周期，试验条件的模拟也较困难，有些试验研究项目迄今还没有统一的试验方法和标准。现实情况是，有关混凝土结构耐久性问题缺少比较完善的、系统的研究资料和工程调查资料。因此，加强对混凝土耐久性的研究有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]何伟兵.九江长江公路大桥索塔清水混凝土的耐久性设计[J].上海公路，2011（4）：43-46.
【关键词】：建筑结构设计安全问题控制 应用
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
“以人为本，安全第一”是建筑结构的设计原则，本文通过通过提高结构的安全水平与抗御灾害的能力；强调了结构设计要考虑的耐久性和安全性的原则下，通过实践经验分析当前建筑结构设计中的安全问题的控制以及应用情况。
一、建筑结构的设计原则概述
以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土结构的结构型式如排架结构、框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、简体结构、板柱结构等。为满足建筑方案并从根本上保证结构安全，结构设计内容从以构件（或截面）设计为主扩展到整个结构体系，为此，强调结构设计应考虑的内力分析、截面设计、连接构造要求、特殊工程的施工可行性及性能设计等。才能满足建筑结构安全性、耐久性的设计要求。以混凝土结构为例，通常基于安全性与耐久性原则，均采用概率极限状态设计方法进行具体计算各分项系数的形式。其中包括：结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分项系数、构件分析系数等。混凝土结构的极限状态设计应包括：承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形，或结构的连续倒塌；正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
二、建筑结构设计过程中的安全问题
混凝土结构安全设计，在承载能力极限状态中应增加结构防连续倒塌设计的内容；为提高使用质量。非荷载间接作用包括温度变化、混凝土收缩、徐变、强迫位移、环境引起材料性能退化等造成的影响。设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况分析作用的效应，通常采用经验性的构造措施进行定性设计。混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准的规定。混凝土结构中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级，可根据其重要程度适当调整。对于结构中重要构件和关键传力部位，宜适当提高其安全等级。
1、建筑结构方案设计对结构安全性的影响
结构方案对安全有着决定性的影响。在与建筑方案协调的条件下，结构体型（高度比、长度比）应适当，传力途径和构件布置应保证结构的整体稳固性。因此应从各个角度提出在方案阶段应考虑的结构选型与构件布置的基本原则。
2、结构缝的设计对混凝土结构的不利影响
应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能，合理确定结构缝的位置和构造形式； 宜控制结构缝的数量，并应采取有效措施减少设缝的不利影响；可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝。为改善混凝土结构受力，设计中往往要设缝将结构分割为若干相对独立的单元。结构缝往往会对建筑功能，如：止水防渗、保温隔声等、结构布置、构件传力、构造做法和施工可行性等造成影响。应遵循“一缝多能”的设计原则，并采取有效措施，合并并减少结构缝的数量。
3、结构构件连接对结构设计产生的影响
连接部位的承载力不应小于被连接构件的承载力，并应保证被连接构件之间的传力性能；当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接措施；应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。构件间连接构造设计的原则是保证连接节点的性能不低于被连接构件；与其他材料（钢、砌体等）构件的连接应选择合理的连接方式以保证可靠传力；连接节点尚应考虑被连接构件的变形相容条件。
三、建筑结构设计过程中安全问题的控制
1、结构设计过程中的结构方案控制和布置
结构方案阶段尚应综合考虑的其它问题：抗震、防灾、耐久、节材、降耗、环保等各方面的要求。对关键传力部位和重要的构件适当提高安全等级，以提高构件重要性系数等方法确保结构的安全；对可更换构件以及重要结构中的次要构件，可以降低其重要性系数。混凝土结构设计应考虑施工技术水平以及实际工程条件的可行性。有特殊要求的混凝土结构，应提出相应的施工技术要求。
建筑结构强调设计与施工的关系。结构设计不能脱离实际，而应考虑现有的技术条件（材料、机具、工艺等）的可行性。对特殊结构，设计应提出关键技术控制及质量验收的要求，以达到设计要求的目标。未经技术鉴定或设计许可，不得改变结构的用途和使用环境。
2、预应力混凝土构件的裂缝控制
考虑到建筑的耐久性影响，预应力混凝土构件的裂缝控制更为重要。三级裂缝控制等级的预应力构件按荷载效应的标准组合计算裂缝宽度，不利环境时按荷载效应的准永久组合计算，控制拉应力不大于混凝土的抗拉强度标准值。允许对厚保护层构件适当放宽裂缝宽度限值，以适应耐久性要求增大保护层厚度带来的变化。因为构件表面的裂缝宽度与钢筋表面的裂缝宽度相差很大，厚保护层时较大的表面裂缝宽度尚不至于明显影响构件的耐久性。
任何对结构的改变（无论是在建结构或既有结构）都必须经过设计许可或技术鉴定。房屋交付使用时，除质量保证文件外，还应提出合理使用、维护的要求。结构改变用途和使用环境（如加层改造、超载使用、凿墙打洞、功能改变、环境腐蚀等）都会影响其安全及使用年限。
3、混凝土结构设计实现耐久性设计的措施
耐久性设计按正常使用极限状态控制，表现为：钢筋混凝土构件表面出现锈渍或锈胀裂缝；预应力筋开始锈蚀；结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤（酥裂、粉化等）。耐久性引起的材料劣化进一步发展，还可能引起构件承载力破坏，甚至结构倒塌。由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素复杂，规律不确定性很大，目前一般建筑结构的耐久性只能采用经验性的方法解决。影响混凝土结构耐久性的主要内因是混凝土材料抵抗性能退化的能力，因此，从建筑材料的角度控制混凝土的质量，控制混凝土水胶比、强度等级、氯离子含量和含碱量的要求。以保证结构的耐久性。
4、不同构件在各种恶劣环境下的针对性保护性措施
预应力筋有应力腐蚀及氢脆等不利于耐久性的弱点，且直径一般较细对腐蚀更为敏感，破坏后果更严重。故除应满足一般要求外，尚应考虑采取有效地构造措施以保护预应力筋、锚头等容易遭腐蚀的部位。提高混凝土抗渗、抗冻性能，有利于结构在恶劣环境下的耐久性。混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定：结构应按设计规定的环境类别使用，并定期进行检查维护；设计中的可更换混凝土构件应按规定定期更换；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，应及时进行检测处理。
【参考文献】：
[1]马利平.浅谈民用建筑结构设计中荷载取值与组合[J].科技风，2011，(11)：165-166.
关键词：钢筋混凝土结构；力学性能；抗火耐热设计
Abstract: The heating process of development and interior fire from a building fire, reinforced concrete structures in fire under high temperature and high temperature mechanical properties of reinforced concrete structures fire resistance design methods such as research and other aspects of fire resistant heat-resistant design of reinforced concrete structuresdiscourse; and summarizes the main progress and achievements of the fire resistance of reinforced concrete structures at home and abroad on the basis of, pointed out that the structural fire resistance, there are still some problems; Finally, heat-resistant design and development direction of the structural fire resistancethe idea.
Key words: reinforced concrete structure; mechanical properties; fire resistant heat-resistant design
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
引言：目前，钢筋混凝土结构是我国主要建筑结构形式之一。尽管钢筋和混凝土材料属于热惰性材料，但由于火灾的高温作用，材料性能将严重劣化，在结构中将发生严重的内应力重分布，使结构性能大大削弱，危及结构的安全。建筑结构特别是钢筋混凝土框架结构在火灾中坍塌的事故时有发生，往往造成重大的人员伤亡和财产损失。因此，研究钢筋混凝土结构的抗火性能十分必要和迫切。
正文：
建筑物火灾从发生到熄灭的全过程一般可以分为三个阶段：火灾初始阶段、火灾旺盛阶段和火灾衰退熄灭阶段。在火灾初始阶段由于温度低对结构和构件的影响不很显著因此一般不对该时段进行分析。火灾旺盛阶段是对结构造成损伤的主要阶段是抗火研究的重点。确定火灾环境,需要掌握火灾全过程特别是火灾旺盛阶段的变化规律对研究至关重要。
钢筋混凝土结构抗火研究进展及尚存在的问题纵观国内外对建筑结构抗火性能的研究，钢筋混凝土结构抗火性能的研究成果体现在以下几个方面：①建筑火灾发展过程研究；②钢筋混凝土结构在火灾高温下和高温后的力学性能研究；③钢筋混凝土结构抗火设计方法的研究。
建筑火灾发展过程研究建筑火灾发展过程研究，主要包括实际火灾的发展与升温曲线研究、火灾及其烟气的蔓延和发展规律研究、建筑火灾发展的计算机模拟项主要内容。其目的是掌握建筑火灾发展规律，主要了解气体温度变化及烟气运动规律和建筑物的耐火极限等，从而再现已发生火灾和预测未来可能火灾的情况，为建筑防火设计和结构抗火设计提供科学依据。火灾的发展过程一般要经历几个阶段，即：初起阶段、发展阶段和衰减熄灭阶段，其中发展阶段持续的时间和达到的最高温度对结构的抗火性能起决定性作用。火场中的温度一时间变化关系直接影响着结构内部温度场的变化，而影响火场温度变化的因素主要有：室内火荷载的性质、数量和分布；房间的面积、形状及通风情况；建筑材料的热工性能等。对火灾发展过程的研究手段主要有试验研究和火灾计算机模拟两种。对建筑火灾发展过程进行实验研究是一种较为直接、可靠的途径。
钢筋混凝土结构在火灾高温下和高温后的力学性能研究该研究主要包括构件内部温度场的研究、结构材料的高温性能研究、基本构件的高温性能研究和结构的高温性能研究。现阶段准确了解和确定结构火灾行为的途径有两种，即进行足尺模型的高温实验和利用高速计算机进行结构受力全过程分析。
构件内部温度场的研究结构内部的温度场对结构的内力、变形和承载力等产生很大的影响和变化，但结构的内力状态、变形和细微裂缝等对温度场的影响却很小，因此结构温度场分析必须先于结构内力和变形分析，同时可独立于结构内力和变形分析。影响构件内部温度场的因素主要有：火场的温度一时间过程，构件的形状和尺寸，受火方式，以及混凝土材料的热工性能等。目前用于结构温度场分析的火场升温曲线大多使用国际标准化组织给出的标准升温曲线。需要指出的是，标准升温曲线并不是实际的火场升温曲线，只是鉴于实际火灾的复杂性，为了对结构提出统一的抗火要求，并作为构件和结构抗火试验的依据而对实际火场的一种简化近似。随着性能化结构抗火设计的提出，标准升温曲线已不能满足要求，而趋向于利用前述火灾计算机模拟研究中得到的接近实际的火场升温曲线作为结构温度场分析的依据。在火灾作用下，钢筋混凝土构件的边界温度条件和混凝土的导热系数、热容、质量密度等热工性能参数都随时间而变化，截面上的热传导问题是一个非线性的瞬态问题，其控制方程为非线性抛物线型偏微分方程。对实际问题，很难得到解析解，一般采用数值解法。目前的数值求解方法中，差分法是一种常用的数值计算方法，其不足是要求求解区域比较规则，适用范围有限。有限单元法是计算结构温度场的一种理想方法，但是计算量较大。目前通常是在空间域上采用有限单元法、在时间域上采用有限差分法，充分利用两者优点来计算温度场的变化。目前文献中给出的方法中，有的只考虑一维墙板的热传导问题，利用一维无限大平板热导热问题的解析解或只进行一维差分或有限元计算；有的简化过多，将二维问题简化为一维问题来处理；有的是进行二维分析，但模型较为简单；还鲜有文献给出考虑三维结构的方法。另外国内还很少有文献考虑砼中的水分对于热传导的影响。
钢筋和混凝土材料的高温热工性能、力学性能的研究材料的高温性能是钢筋混凝土结构火灾反应分析及火灾后结构损伤评估与修复加固的基础，国内外对钢筋和混凝土材料的高温热工性能、力学性能进行了大量的研究。虽然关于材料的高温力学性能的研究取得了不少成绩，但是实际结构火灾中材料常常处于多向应力状态，为了准确地进行结构火灾反应分析，研究高温下多向应力作用下混凝土及钢材的力学性能是必要的，这将为结构的三维非线性有限元分析奠定坚实的基础。但到目前为止，国内外有关高温下与高温后混凝土力学性能的研究结果几乎都是针对单向受力情况，高温下多轴力学性能的研究成果只见到极少的文献报道，与实际需要相差甚远，还有待进一步深入研究。
梁板柱单个构件在火灾作用下的受力和变形研究对于构件的受火性能研究国内外已有较多的试验研究报道，且多为原型构件在大型试验炉内的耐火极限试验。国内很多高校对钢筋混凝土构件进行了抗火试验，清华大学对17根钢筋混凝土简支梁进行了抗火试验(最高温度达850℃)，考察了不同荷载水平、混凝土保护层厚度、纵向钢筋配筋率对梁受力性能的影响。此外，还研究了不同恒定温度下的极限抗弯强度和极限抗剪强度。同济大学进行过不同升温曲线、荷载水平和保护层厚度下简支梁的抗火性能试验。中南大学研究了在三面受火条件下配筋率、初始荷载对简支梁火灾后和火灾下力学性能的变化规律。清华大学对三面高温的对称配筋钢筋混凝土受压柱的系统研究，考察了不同温度工况下三面和两面受火轴心及偏心柱的裂缝、变形和承载力等受力性能的变化规律。由上可见，目前国内外对于构件的耐火极限研究较多，而对于构件的高温力学性能的研究不够全面系统。基于这一现状，有必要系统地研究不同构件形状或尺寸、不同受火方式、不同约束条件对构件高温受力性能的影响规律。
整体结构抗火性能实验研究由于试验比较复杂，混凝土超静定结构的抗火试验国内外都进行得比较少。由于高温测量技术的困难，已有的试验一般只是给出了构件最终的耐火极限，缺少对结构变形和内力变化过程的测量和分析。已验证结构在高温作用下的破坏特征，以及变形、极限高温承载力和内力重分布过程的变化规律。但是由于试验条件的限制，目前对于整体结构的试验研究尚处于起步阶段，对火灾下整体结构的结构反应、承载能力和破坏特性缺乏深入、系统的研究。因此有必要进行实体火灾试验，模拟不同区域发生真实火灾时结构的反应，为计算机模拟提供基础数据。
钢筋混凝土结构抗火设计方法的研究对钢筋混凝土结构进行抗火设计，是避免结构在火灾中发生破坏或整体倒塌的前提和保证。混凝土结构的抗火设计，可从两个途径进行研究：
一是把火灾的高温作用等效为一种荷载，与结构上的其他荷载(恒载、活载、风载、地震作用等)一起参与荷载效应组合，按概率极限状态设计方法进行设计，即建立考虑火灾高温作用的统一的结构设计方法；二是对已按常规方法设计的混凝土结构，进行抗火能力的验算，以满足相应的抗火要求。目前，多数国家规范中采用耐火等级的设计概念进行防火设计，即通过标准耐火试验确定构件的耐火时间，若耐火时间符合受火时间的要求，就认为这个构件满足设计要求。我国现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》采用的就是这种设计方法。这种基于试验的构件抗火设计方法简单直观、便于运用，但这种方法缺乏合理性及理论陛，它不能从根本上考虑材料性能劣化的过程，不能准确模拟构件在结构中的实际受力情况和端部约束，存在着建筑物防火设备的安装和结构耐火极限提高之间的矛盾，且试验费用昂贵，因此越来越多的国家开始采用“结构防火的计算分析方法”，以期达到真正抗火设计目的。
参考文献：
《钢筋混凝土结构产品设计》王望珍 机械工业出版社2004-04
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《混凝土与钢筋混凝土设计技术》赵小云 河南科学技术出版社2010-09
《混凝土结构:混凝土结构设计原理》东南大学，同济大学，天津大学 中国建筑工业出版社 2008-11
《钢筋混凝土结构设计》舒士霖，邵永治，陈鸣 浙江大学出版社2011-01
关键词：火灾；钢筋混凝土结构；修复加固
火灾是威胁公共安全的一种主要灾害形式，每年都给人类带来重大损失。火灾根据发生的地点不同可分为建筑火灾、工业生产设备火灾、森林火灾、交通工具火灾等，其中尤以建筑火灾发生的次数最多，损失也最大，约占全部火灾的80%左右。近年来，由于建筑物高层化、大规模化及用途的复合化，建筑火灾的发生呈逐渐上升的趋势，而在各种建筑结构中，钢筋混凝土结构又占有相当大的比重，钢筋混凝土结构是不燃体，但在持续的高温作用下，混凝土及其内部钢筋的强度、弹性模量会降低，钢筋混凝土结构开裂、弯曲变形，从而导致承载能力下降，破坏建筑物的主体结构，基于此，本文就对火灾后钢筋混凝土结构的修复加固方法进行探讨。
1火灾后钢筋混凝土结构的破坏特点
1.1火灾直接损伤
火灾时火焰高温直接烘烤构件使材料性能发生变化致使构件破坏，其主要特点如下：构件混凝土表面出现不同程度的裂缝、酥松、脱落、钢筋露出、构件变形等现象，当构件耐火度不足时，则有可能丧失承载力而倒塌。这种破坏一般出现在梁上。
1.2火灾间接损伤
由于楼屋盖受热膨胀挤压端部的框架，使框架节点受剪而损坏，其破坏特点为框架上下节点出现不同程度的裂缝，节点混凝土爆裂，柱纵筋鼓出，梁柱错位等现象，一般柱顶节点较柱底节点损伤严重。这种破坏一般出现在梁柱节点或柱上。
1.3由上述两种因素共同作用结果
该类型破坏出现在火区与来过火区交界的框架粱柱，其破坏特点为上述两者综合。
2火灾后构件修复加固处理特点
火灾损伤建筑结构的修复加固处理比普通工程事故加固处理和旧建筑物加固处理要复杂，具体表现在如下几方面：
2.1火灾损伤建筑结构的诊断工作与修复加固设计工作不可分割。火灾对建筑物的作用相当复杂，不亲临受灾现场参与诊断工作，就无法详细了解实际结构构件的损伤情况，也就无法对火灾损伤结构提出合理的修复加固处理方法，因此，修复加固设计人员应是参与诊断工作的技术人员。
2.2火灾对建筑结构的损伤是不均匀的，即便是同一构件的不同部位，受火灾损伤的程度也不形同，在进行修复加固设计时很难做到对所有受损构件均提出详尽的修复加固方法，因此实际修复加固施工时，应有诊断和修复加固设计人员到现场进行施工技术指导。
2.3施工质量是火灾损伤结构诊断与处理工作的关键。在修复加固施工过程中，每道施工工序均需经设计人员验收，合格后方可进行下道工序的施工。
3火灾后钢筋混凝土结构的修复加固原则
钢筋混凝土结构的修复加固应根据各种结构形式的特点及火灾受损程度，因地制宜地采用不同的修复与加固方法，一般原则如下：
3.1修复加固方案应简单易行、安全可靠、经济合理。修复加固工作是在原有建筑结构上进行，因此应选择施工方便的修复加固方法。在制定修复加固方案时还应考虑加固时和加固后建筑物的总体效应：1）施工过程中，拆除危险构件和凿除烧疏层时的敲击震动常常会使相邻构件损伤程度增加，因此需注意所选择的加固方案施工的过程中是否会对其他构件产生不利影响。2）对某些构件加固后是否会改变建筑物的动力特征而影响整栋建筑物的抗震性能。3）对上层结构加固后，荷载增加而下层结构及地基基础等是否能承受所增加的荷载。修复加固设计时应尽量保留原有结构，减少拆除工程量。加固方案选择时应作相应的技术经济比较，以选择最经济、合理的方案。
3.2 修复加固设计时要尽量保证加固措施能与原结构共同工作。
3.3 加固材料的选择和取值应满足：1）加固用钢材一般选用I级或Ⅱ级钢。2）加固用水泥应选用普通硅酸盐水泥，标号不应低于32.5R。3）加固用混凝土强度等级应比原结构混凝土强度等级提高一级，且不宜低于C20级。4）粘结材料及化学灌浆材料的粘结强度应高于被粘结结构混凝土的抗拉强度和抗剪强度。
4 火灾后钢筋混凝土结构修复加固方法
4.1 常用的直接加固法
4.1.1 加大截面加固法：采用增大过火构件的截面面积，以恢复其承载力而满足正常使用的方法。但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
4.1.2 置换混凝土加固法：该法特点和加大截面法相似，这种方法加固后不会影响建筑物的净空，适用于火灾中受损严重的混凝土构件的加固或修复。
4.1.3 有粘结外包型钢加固法：在混凝土构件四周包以型钢的加固方法(分为干、湿两种形式)。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢的表面温度不应高于60℃；当环境有腐蚀介质时，应有可靠的防护措施。该法受力可靠、施工方便、现场工作量小，但用钢量较大，适用于使用上不允许显著增大截面尺寸，但又要大幅度提高其承载力的混凝土构件的加固。
4.1.4 外部粘结钢板加固法：在混凝土构件外粘结钢板，以提高受损构件承载力满足正常使用功能的一种加固方法。该法施工快速、现场无湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和净空间无显著影响。该方法适用面较广，对于混凝土受损严重和钢筋受损严重的构件均适用。
4.1.5 粘贴纤维增强塑料加固法：除具有粘结钢板相似的优点外，还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等特点。但对于混凝土部分受损严重的构件不适用或需要结合其他方法进行加固。另外，这种方法需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土构件和一般构筑物。
4.2 常用的间接加固方法
4.2.1预应力加固法：采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合拉杆)或撑杆对结构进行加固的方法。适用于要求提高承载力强度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构，包括大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变重要状态下的混凝土构件的加固，但不适用于混凝土构件收缩徐变大的构件。
关键词：钢筋混凝土结构；可靠度；耐久性
引言
如果因为材料的制作、结构设计以及施工和使用过程中存在不确定性，要在规定的时间内结构是否可以完成预定的目标就很难进行估计。这里说的结构是否可完成预定功能的概率就是结构的可靠度[1]。在实际中，因为自然环境和材料内部因素等的影响，钢筋混凝土结构的性能会因此而慢慢劣化，导致其抗力也因此下降，进而使得结构在规定时间内完成预定功能的能力不断下降。
当前对结构可靠性的分析中并没有考虑到结构抗力会受到时间的影响，如果结构的抗力一旦降低就会使得结构性能受到不利影响。在这样的情况下，结构可靠度的变化也是进行工程设计和性能评估中十分关注的问题，也是进行结构可靠性研究中的一个主要的内容。
1. 抗力随时间变化结构可靠度耐久性分析
根据工程结构可靠度设计标准的定义，结构可靠度是结构在规定的时间中，和一定的条件下完成预定功能的概念。若将某一极限状态中的功能函数的随机过程表示成
在这个公式当中，表示的是结构在T中需要时刻ti结构抗力低于结构的荷载效应，那么结构就会失效了。在通常的情况下，结构承受的荷载很多而且还很复杂，对结构可靠度进行分析的时候会将结构承受的荷载分为永久性荷载和可变性荷载。我国的一些专业部门在设定结构可靠度统一标准的时候，通常采用的是校准法，这个时候考虑的仅仅是永久荷载和可变荷载的组合，并且在这个基础上对结构设计目标可靠指标进行确定，如果有多个可变荷载作用，再考虑可变荷载效应的概率组合[2]。将这一组合下结构状态的功能函数表示成Z（t）=R（t）-G-Q（t），其中G表示的是永久荷载效应，Q（t）表示的是可变荷载。如果根据现行的结构设计方法且不将结构抗力随时间变化考虑在内。
在腐蚀的环境中，因为结构抗力会因为时间的增加而下降，可靠度分析因此要将这点考虑在内，这就是时间可变可靠度的范畴。当结构性能劣化之后进行可靠性分析，有学者在较早以前就做过研究。但因为其考虑到结构抗力衰减并不是由环境腐蚀造成的，而是由荷载导致的，因而其分析方法和结构疲劳可靠度不同，且将每次未使结构失效的荷载当做是结构的验证荷载，使用抗力截尾分布[2]。随后，很多学者也做过诸如多维积分法和蒙特卡洛法等研究。但是，这些方法都存在局限性，例如，前者计算起来很复杂，后者过用于可靠性近似计算，如果用于结构可靠性分析似乎有不适之处。考虑到结构抗力受时间影响的可靠度分析，要保证计算结构的可靠性，该分析方法应当同现行的结构可靠度标准中使用的可靠度分析方法相互协调。针对现行的可靠度设计标准的假定，我国提出了等效抗力计算方式，能够对老化结构的可靠度进行分析和评估。此外，考虑到抗力和时间关系的结构可靠度计算，很多都限于静态荷载，对承受反复荷载的结构，但是要考虑环境腐蚀的影响时就需要计算其腐蚀疲劳可靠度。而相关的分析方法还不多。实际上，对处于腐蚀环境中的钢筋混凝土结构，腐蚀作用不但使得其截面面积因此减少，而且因为腐蚀不均匀还会导致其出现集中应力。因而，环境腐蚀对于刚劲结构疲劳性能的影响要大于其对静态性能的影响。
2. 大气环境下混凝土结构可靠度耐久性分析
混凝土和钢筋混凝土是当前使用最为广泛的建筑材料，在生活和工业中很多地方都用到了钢筋混凝土。一般认为这种材料是属于耐久性较强的建筑材料，但是在最近几年当中发现，因为结构耐久性不足而导致的各种病害时常发生，这些病害最终会使得工农业的生产遭受影响，因此，对混凝土结构的耐久性也有了新的思考。在大气环境中有一种腐蚀介质，这种介质对结构的腐蚀作用是导致结构耐久性失效的常见形式。经过调查发现，因没有重视混凝土结构的那就行而产生的经济代价是巨大的[3]。钢筋受到锈蚀的前提是混凝土出现碳化现象，碳化是混凝土中性化中的一种形式，这种现象会使得混凝土中的碱性下降，而且当碳化达到了钢筋的表面，而且表面的PH值低于10的时候，一旦接触水和氧，钢筋就会开始锈蚀。
钢筋发生锈蚀一般会经历三个阶段。其锈蚀的速度同化学组成有很大的关系，而且同结构处的环境以及混凝土保护层的厚度关系很大。在不同的大气环境中，钢筋的锈速度也是不同的。钢筋锈蚀的过程一般是很复杂的，而且受到的影响也很多，对其进行研究较少。此外，在混凝土顺筋开裂前后，其锈蚀的速度也不一样。混凝土纵向顺筋开裂通常被认为是因为锈蚀产物产生了膨胀压力导致的。通过实验分析发现，混凝土开裂时钢筋的锈蚀量为
当钢筋出现锈蚀后，构件的抗力就会一直下降，使用常规的方法进行可靠度分析计算也已经不适用。这时需要考虑永久荷载和可变荷载组合问题，将前者设为G，T内可变荷载的效应为QT，，结构功能函数为
3. 结论
经济的发展促进了工程建设的发展，我国工程项目的建设也越来越多，建筑工程的水平也已经赶上了国际水平[4]。在建筑中，各种混凝土的应用越来越广泛，其结构耐久性问题也得到重视。对于混凝土结构可靠度耐久性分析需要从多个方面进行考虑，通过有效的措施确保结构可靠的那就行得到保障，促进工程建设的发展。
【参考文献】
[1]张璐. 在役钢筋混凝土结构的耐久性评估与剩余寿命分析[D].华侨大学，2006.
[2]张苑竹. 混凝土结构耐久性检测、评定及优化设计方法[D].浙江大学，2003.
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