《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》 課件 第9章 正常使用階段驗(yàn)算及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

第9章正常使用階段驗(yàn)算

及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章9.1概述9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)39.1概述9.1概述第9章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能要求安全性適用性耐久性承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)裂縫驗(yàn)算撓度驗(yàn)算耐久性極限狀態(tài)特點(diǎn)考慮到不滿足正常使用極限狀態(tài)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的危害性比不滿足承載力極限狀態(tài)的要小，其相應(yīng)的可靠指標(biāo)也要小些。9.1概述第9章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能要求安全性適用性耐久性承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)裂縫驗(yàn)算撓度驗(yàn)算耐久性極限狀態(tài)特點(diǎn)可靠指標(biāo)可適當(dāng)降低（可靠指標(biāo)取0~1.5）這種設(shè)計(jì)為驗(yàn)算而非計(jì)算材料取標(biāo)準(zhǔn)值，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)永久組合考慮荷載長(zhǎng)期作用效應(yīng)的影響69.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算◆變形控制的目的◆截面彎曲剛度◆受彎構(gòu)件短期剛度◆受彎構(gòu)件長(zhǎng)期剛度◆受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章1.變形控制的目的

保證結(jié)構(gòu)使用功能要求

防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不利影響

避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞

滿足外觀和用戶(hù)心理要求9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章2.截面彎曲剛度彈性勻質(zhì)梁最大撓度：fS——撓度系數(shù)，與荷載形式、支承條件有關(guān)；如均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，S=5/48;跨中集中荷載作用的簡(jiǎn)支梁，S=1/12；M——跨中最大彎矩；B——梁的截面彎曲剛度；即B=EI

或B=M/

?

；?——梁的截面曲率，即?

=1/r=M/B；r——梁的截面曲率半徑。彈性勻質(zhì)梁撓度計(jì)算公式9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章2.截面彎曲剛度截面彎曲剛度B=M/

?

第I階段第II階段第III階段第I階段截面開(kāi)裂以前，梁處于彈性階段工作，M-

?曲線接近直線變化，B=EcI0;達(dá)到Mcr時(shí)，受拉區(qū)混凝土有一定的塑性變形，近似取B=0.85EcI0第II階段截面開(kāi)裂以后，曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，?

較M

增長(zhǎng)快，剛度出現(xiàn)明顯的降低。第III階段鋼筋屈服以后，曲線出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，M

增加很少，而?劇增，剛度急劇降低。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章2.截面彎曲剛度截面平均曲率受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變分布中和軸位置鋼筋拉應(yīng)變分布(3)縱向受拉鋼筋應(yīng)力σs、應(yīng)變?chǔ)舠沿構(gòu)件軸線方向?yàn)榉蔷鶆蚍植?，呈波浪形變化?1)受壓區(qū)混凝土應(yīng)力σc、應(yīng)變?chǔ)與沿構(gòu)件軸線方向呈波浪形變化，但是波動(dòng)幅度小得多；(2)構(gòu)件開(kāi)裂后，純彎段中和軸高度和曲率沿軸線也是呈波浪形變化，因此，截面彎曲剛度B沿軸線方向也是變化的。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度在短期荷載作用下，梁純彎段的平均彎曲剛度稱(chēng)為短期剛度（short-termrigidity）。剛度公式的建立Mq——按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值。σsq——按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的裂縫截面處縱向受拉鋼筋重心處的拉應(yīng)力;σcq——按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的裂縫截面處受壓區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)力;ν——混凝土彈性系數(shù)。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度剛度公式的建立鋼筋應(yīng)力σsqη——裂縫截面處的內(nèi)力臂系數(shù)。對(duì)受壓區(qū)合力作用點(diǎn)取矩，得：則有從而9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度剛度公式的建立混凝土應(yīng)力σcq混凝土壓應(yīng)力合力

令得

對(duì)受拉鋼筋合力作用點(diǎn)取矩，得：則有從而ζ——受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)。取得9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度參數(shù)η、ζ

和ψ裂縫截面處的內(nèi)力臂系

η對(duì)常用的混凝土強(qiáng)度和配筋情況，η值在0.83~0.93之間波動(dòng)?！兑?guī)范》為簡(jiǎn)化計(jì)算，取η

=0.87。受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)ζ試驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明，在正常使用階段彎矩的范圍內(nèi)，彎矩的變化對(duì)系數(shù)的影響很小，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果回歸分析，可得：代入后得到9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度參數(shù)η、ζ

和ψ鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果回歸分析，可得：系數(shù)ψ的物理意義是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度。系數(shù)ψ為裂縫之間鋼筋的平均應(yīng)變（或平均應(yīng)力）與裂縫截面鋼筋應(yīng)變（或應(yīng)力）之比，即系數(shù)ψ越小，裂縫之間的混凝土協(xié)助鋼筋抗拉作用越大。Mcr——混凝土截面的開(kāi)裂彎矩，考慮混凝土收縮影響乘以0.8的降低系數(shù)；ω1——與鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)的系數(shù)，由試驗(yàn)取1.1。ηcr——截面開(kāi)裂時(shí)的內(nèi)力臂系數(shù)；Ate——有效受拉混凝土截面面積。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度參數(shù)η、ζ

和ψ鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ得到取ηcr/η=0.67，h/h0

=1.1,令ρte=As/Ate,得到

ρte——按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率,ρte=As/Ate,當(dāng)ρte<0.01時(shí)，取ρte=0.01。當(dāng)ψ<0.2時(shí)，取ψ=0.2；當(dāng)ψ>1.0時(shí)，取ψ=1.0；對(duì)直接承受重復(fù)荷載作用的構(gòu)件，取ψ=1.0。對(duì)于矩形、T形、倒T形和工形截面受彎構(gòu)件9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章3.受彎構(gòu)件短期剛度短期剛度的影響因素其他條件相同時(shí)，截面有效高度h0對(duì)Bs的影響最大。因此，提高截面彎曲剛度最有效的措施是增大截面高度。在常用配筋率下，混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)Bs影響不大；而增大受拉鋼筋配筋率，Bs略有增大。其他條件相同時(shí)，截面形狀對(duì)Bs有影響；有受拉翼緣或受壓翼緣時(shí)，Bs有所增大。其他條件相同時(shí)，

Mq越大，Bs越小。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章4.受彎構(gòu)件長(zhǎng)期剛度θ——考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)撓度增大系數(shù)。受彎構(gòu)件按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮荷載長(zhǎng)期作用影響所求得的截面彎曲剛度，稱(chēng)為長(zhǎng)期剛度（long-termrigidity）。我國(guó)《規(guī)范》建議，對(duì)于矩形、T形和工形截面受彎構(gòu)件，θ可按下式計(jì)算：ρ'——縱向受壓鋼筋配筋率ρ——縱向受拉鋼筋配筋率θ=2.0，當(dāng)ρ'=0θ

=1.6，當(dāng)ρ'=

ρρ'/ρ

=

1，當(dāng)ρ'/ρ

>

1注意：對(duì)翼緣位于受拉區(qū)的倒T形梁，θ應(yīng)增加20%。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章4.受彎構(gòu)件長(zhǎng)期剛度全部載荷Mk載荷長(zhǎng)期作用Mq載荷短期作用Mk–Mq長(zhǎng)期撓度表示為得到折算彎曲剛度為荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮準(zhǔn)永久荷載長(zhǎng)期作用影響的剛度。實(shí)質(zhì)上是考慮荷載長(zhǎng)期作用部分使剛度降低的因素后，對(duì)短期剛度Bs進(jìn)行修正。9.2受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算第9章5.受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算最小剛度原則沿梁長(zhǎng)各截面的平均剛度是變值，這給撓度計(jì)算帶來(lái)不便。為簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)于等截面梁，可假定各同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等，并取該區(qū)段內(nèi)最大彎矩Mmax處的最小剛度Bmin來(lái)計(jì)算構(gòu)件的撓度，這就是最小剛度原則（principleofminimumrigidity）。撓度驗(yàn)算flim——受彎構(gòu)件的撓度限值，按附表11采用。219.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算◆裂縫控制的目的◆裂縫出現(xiàn)、分布和開(kāi)展過(guò)程◆平均裂縫間距◆平均裂縫寬度◆裂縫寬度驗(yàn)算9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章1.裂縫控制的目的

保證結(jié)構(gòu)使用功能要求滿足結(jié)構(gòu)耐久性的要求滿足結(jié)構(gòu)外觀的要求9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章2.裂縫出現(xiàn)、分布和開(kāi)展過(guò)程①裂縫出現(xiàn)前。②出現(xiàn)第一條裂縫。當(dāng)距離裂縫一定距離l后，混凝土和鋼筋恢復(fù)到原先相同的應(yīng)力狀態(tài)，粘結(jié)應(yīng)力消失，鋼筋與混凝土各自的應(yīng)力又趨于均勻分布，l稱(chēng)為粘結(jié)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度。③產(chǎn)生相鄰裂縫。裂縫的最小間距為l，最大間距為2l，平均間距可近似取lm=2l。①②③9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章3.平均裂縫間距Ac——軸拉構(gòu)件混凝土截面面積。由平衡條件由平衡條件綜上設(shè)引入得到9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章3.平均裂縫間距取為常數(shù)，且由于得到k1——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（常數(shù)）。上式為按黏結(jié)滑移理論得到的平均裂縫間距計(jì)算公式。上式表明，平均裂縫間距l(xiāng)m與混凝土強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與d/ρ呈線性關(guān)系;當(dāng)ρ相同時(shí)，鋼筋直徑越細(xì)，裂縫間距越小;當(dāng)d/ρ趨于零時(shí)，lm趨于零，這并不符合實(shí)際情況。另外，試驗(yàn)表明，裂縫間距還與混凝土保護(hù)層厚度有關(guān)；保護(hù)層厚的構(gòu)件，lm也大。綜上，需要對(duì)上式進(jìn)行修正。9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章3.平均裂縫間距修正后k2、k1——由試驗(yàn)結(jié)果確定的常數(shù)，k2=1.9，k1=0.08；cs——最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至構(gòu)件受拉區(qū)邊緣的距離，mm。

當(dāng)cs<20，取cs=20；當(dāng)cs>65，取cs=65。以上分析是針對(duì)軸拉構(gòu)件的，對(duì)于受彎、偏拉和偏壓構(gòu)件也類(lèi)似。此時(shí)，可將截面受拉區(qū)近似為一軸拉構(gòu)件，根據(jù)粘黏結(jié)力的有效影響范圍，近似取有效受拉面積Ate，將式中的ρ改用按有效受拉面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率ρte，即ρte=

As/Ate。9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章3.平均裂縫間距《規(guī)范》建議的平均裂縫間距為β——系數(shù)，軸拉構(gòu)件取β=1.1，其他構(gòu)件均取β=1.0；deq——縱向受拉鋼筋的等效直徑，mm；ni——第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù)；di——第i種縱向受拉鋼筋的直徑，mm;νi——第i種縱向受拉鋼筋的相對(duì)黏結(jié)特性系數(shù)。鋼筋類(lèi)型普通鋼筋先張法預(yù)應(yīng)力筋后張法預(yù)應(yīng)力筋光圓鋼筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋螺旋肋鋼絲鋼絞線帶肋鋼筋鋼絞線光面鋼絲νi0.71.01.00.80.60.80.50.4其中9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章4.平均裂縫寬度試驗(yàn)表明，裂縫寬度的離散性較大，因此，采用平均裂縫寬度（meancrackwidth）確定裂縫寬度。ac——反映裂縫間混凝土伸長(zhǎng)對(duì)裂縫寬度影響的系數(shù)，對(duì)受彎構(gòu)件和偏壓構(gòu)件取ac=0.77，軸拉構(gòu)件和偏拉構(gòu)件取ac=0.85。由于得到ψ——縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，σsq——按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的裂縫截面處

縱向受拉鋼筋重心處的拉應(yīng)力。9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章4.平均裂縫寬度σsq取值軸拉構(gòu)件偏拉構(gòu)件偏壓構(gòu)件其中Nq——按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的軸力值；As——縱向受拉鋼筋截面面積，對(duì)軸拉構(gòu)件，取全部縱筋截面面積；對(duì)偏拉構(gòu)件，

受拉較大邊的縱筋截面面積；對(duì)受彎、偏壓構(gòu)件，取受拉區(qū)縱筋截面面積；e'——軸拉力作用點(diǎn)至受壓區(qū)或受拉較小邊縱筋合力點(diǎn)的距離，yc——截面重心至受壓或較小受拉邊緣的距離；e——軸壓力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離；z——縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)合力點(diǎn)之間的距離，且e0——荷載準(zhǔn)永久組合下的初始偏心距，取ys——截面重心至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離；ηs——使用階段的軸壓力偏心距增大系數(shù)，當(dāng)γf'——受壓區(qū)翼緣加強(qiáng)系數(shù)。14，??；；；；9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章5.裂縫寬度驗(yàn)算最大裂縫寬度短期組合作用下，最大裂縫寬度wmax可由平均裂縫寬度wm乘以短期裂縫寬度的擴(kuò)大系數(shù)τs得到;考慮荷載長(zhǎng)期作用的影響，還應(yīng)在平均裂縫寬度wm的基礎(chǔ)上，乘以荷載長(zhǎng)期作用的影響系數(shù)τl。令得到且由于構(gòu)件受力特征系數(shù)。對(duì)受彎、偏壓構(gòu)件：αcr=1.9；對(duì)偏拉構(gòu)件：αcr=2.4；對(duì)軸拉構(gòu)件：αcr=2.7。αcr——9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章5.裂縫寬度驗(yàn)算裂縫控制等級(jí)等級(jí)要求計(jì)算方法一級(jí)——嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。-二級(jí)——一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk。-三級(jí)——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件構(gòu)件的最大裂縫寬度wmax不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的最大裂縫寬度限值wlim。9.3構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算第9章5.裂縫寬度驗(yàn)算影響裂縫寬度的主要因素（1）受拉鋼筋應(yīng)力ssq

裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力呈線性關(guān)系，鋼筋應(yīng)力越高，則平均應(yīng)變?cè)酱?，裂縫寬度越大。（2）縱筋直徑

d

鋼筋直徑越大，則在相同截面面積條件下鋼筋表面積越小，使鋼筋與混凝土之間的粘黏結(jié)力減小，裂縫間距及裂縫寬度越大。（3）配筋率

rte

構(gòu)件受拉區(qū)配筋率越大，裂縫寬度越小。（4）混凝土保護(hù)層厚度

c

在其它條件相同的情況下，混凝土保護(hù)層越厚，裂縫寬度就越大，因而增大保護(hù)層厚度對(duì)構(gòu)件表面裂縫寬度是不利的。（5）鋼筋表面形狀

帶肋鋼筋的粘黏結(jié)強(qiáng)度較光面鋼筋大很多，故采用帶肋鋼筋，裂縫寬度要小。（6）作用荷載性質(zhì)

荷載長(zhǎng)期作用，裂縫寬度較大；反復(fù)荷載或動(dòng)力荷載作用，裂縫寬度有所增加。減小裂縫寬度措施采用直徑較細(xì)的鋼筋和變形鋼筋，增大鋼筋截面面積或增大構(gòu)件截面尺寸等。339.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)◆結(jié)構(gòu)耐久性劣化原因◆結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)◆結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境類(lèi)別◆結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章《耐久性標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的定義:在環(huán)境作用和正常維護(hù)、使用條件下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。1.結(jié)構(gòu)耐久性劣化原因混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性劣化，往往是內(nèi)因和外因綜合作用的結(jié)果，其原因可歸納為：設(shè)計(jì)構(gòu)造不周如保護(hù)層厚度太小，鋼筋間距太大，沉降縫構(gòu)造不正確，構(gòu)件開(kāi)孔時(shí)洞邊配筋不當(dāng)，隔熱層、分隔層、防滑層等處理不當(dāng)。材料使用不當(dāng)如水泥品種使用不當(dāng)，外加劑使用不當(dāng)，骨料級(jí)配不當(dāng)?shù)取Ｊ┕べ|(zhì)量不良如支模不當(dāng)，水灰比過(guò)大，使用含有氯離子的早強(qiáng)劑，海水?dāng)嚢杌炷粒瑵矒v不密實(shí)，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，快速冷卻或干燥，溫度太低等。環(huán)境介質(zhì)侵蝕如CO2、SO2、H2CO3氣體的侵蝕，含有侵蝕性的水、硫酸鹽及堿溶液的侵蝕等。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章2.結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)鋼筋開(kāi)始銹蝕的極限狀態(tài)鋼筋開(kāi)始銹蝕的極限狀態(tài)是對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件耐久性保證率較高、相對(duì)保守的極限狀態(tài)，一般適用于設(shè)計(jì)使用年限50年以上的重要結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，尤其是難以維護(hù)的構(gòu)件。鋼筋適量銹蝕的極限狀態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)在使用期間可維護(hù)的構(gòu)件，可采用鋼筋適量銹蝕的極限狀態(tài)。該極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)的鋼筋銹蝕量以及構(gòu)件表面狀態(tài)，為宏觀檢測(cè)設(shè)備可以檢測(cè)到的起銹狀態(tài)?；炷帘砻孑p微損傷的極限狀態(tài)混凝土表面輕微損傷的極限狀態(tài)應(yīng)為不影響結(jié)構(gòu)外觀、不明顯損害構(gòu)件的承載力和表層混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)，主要針對(duì)處于凍融環(huán)境和化學(xué)腐蝕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章3.結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境類(lèi)別環(huán)境類(lèi)別和作用等級(jí)環(huán)境類(lèi)別名稱(chēng)劣化機(jī)理Ⅰ一般環(huán)境正常大氣作用引起鋼筋銹蝕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)境氯鹽侵入引起鋼筋銹蝕Ⅳ除冰鹽等其他氯化物環(huán)境氯鹽侵入引起鋼筋銹蝕Ⅴ化學(xué)腐蝕環(huán)境硫酸鹽等化學(xué)物質(zhì)對(duì)混凝土的腐蝕《耐久性標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的環(huán)境類(lèi)別結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境是結(jié)構(gòu)性能劣化的外因。結(jié)構(gòu)耐久性與設(shè)計(jì)使用年限和工作環(huán)境有著密切的關(guān)系，同一結(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中使用壽命短，不同的使用環(huán)境可以采取不同的措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)使用壽命。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章3.結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境類(lèi)別環(huán)境類(lèi)別和作用等級(jí)《耐久性標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的環(huán)境作用等級(jí)

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-AⅠ-BⅠ-C———凍融環(huán)境——Ⅱ-CⅡ-DⅡ-E—海洋氯化物環(huán)境——Ⅲ-CⅢ-DⅢ-EⅢ-F除冰鹽等其他氯化物環(huán)境——Ⅳ-CⅣ-DⅣ-E—化學(xué)腐蝕環(huán)境——Ⅴ-CⅤ-DⅤ-E—結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境是結(jié)構(gòu)性能劣化的外因。結(jié)構(gòu)耐久性與設(shè)計(jì)使用年限和工作環(huán)境有著密切的關(guān)系，同一結(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中使用壽命短，不同的使用環(huán)境可以采取不同的措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)使用壽命。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章4.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容《耐久性標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、環(huán)境類(lèi)別及其作用等級(jí)；（2）采用有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式和布置；（3）規(guī)定結(jié)構(gòu)材料的性能與指標(biāo)；（4）確定鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度；（5）提出混凝土構(gòu)件裂縫控制與防排水等構(gòu)造要求；（6）針對(duì)嚴(yán)重環(huán)境作用，采取合理的防腐蝕附加措施或多重防護(hù)措施；（7）采用保證耐久性的混凝土成型工藝，提出保護(hù)層厚度的施工質(zhì)量驗(yàn)收要求；（8）提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)、維護(hù)與修復(fù)要求，包括檢測(cè)與維護(hù)必需的構(gòu)造與設(shè)施；（9）根據(jù)使用階段的檢測(cè)，必要時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行耐久性再設(shè)計(jì)。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章4.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求材料要求處于一、二、三類(lèi)環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)，其混凝土材料耐久性的基本要求：

環(huán)境等級(jí)最大水膠比最低強(qiáng)度等級(jí)最大氯離子含量(%)最大堿含量(kg/m3)一0.60C200.30不限制一a0.55C250.203.0二b0.50(0.55)C30(C25)0.10

三a0.45(0.50)C35(C30)0.10

三b0.40C400.06

9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章4.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求材料要求處于一類(lèi)環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最低強(qiáng)度等級(jí)為C30，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的最低強(qiáng)度等級(jí)為C40；混凝土中的最大氯離子含量為0.06%；宜使用非堿活性骨料，當(dāng)使用堿活性骨料時(shí)，混凝土中的最大堿含量3.0kg/m3；混凝土保護(hù)層宜按表4-2的規(guī)定；當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減小。處于二、三類(lèi)環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取專(zhuān)門(mén)的有效措施：限制混凝土的水灰比；適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)；保證混凝土的抗凍性能；提高混凝土的抗?jié)B能力；使用環(huán)氧涂層鋼筋；構(gòu)造上避免積水；構(gòu)件表面增加防護(hù)層使之不直接承受環(huán)境作用等。特別是規(guī)定維修的年限或?qū)Y(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行局部更換，均可延長(zhǎng)主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用年限。9.4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)第9章4.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求構(gòu)造規(guī)定和技術(shù)措施混凝土保護(hù)層厚度《規(guī)范》根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件類(lèi)別，規(guī)定了混凝土保護(hù)層的最小厚度：構(gòu)件中受力鋼筋的保護(hù)層厚度