混凝土与砌体结构专题课报告3p
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  • 资料分类:结构设计
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   2010年6月到7月,我认真听取了学院精心为我们安排的混凝土与砌体结构专题讲座。通过听讲座,拓展了我对混凝土及砌体结构方面的认识,使我对当今混凝土与砌体结构的发展及前沿课题有了深入了解。
   下面我从混凝土结构的耐久性、预制混凝土结构、砌体结构三个方面对自己的收获作下总结。
一、混凝土结构的耐久性
1.混凝土结构耐久性概念
   在建筑施工中混凝土结构的耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。影响混凝土结构耐久性的因素十分复杂,主要有内外两方面的因素作用,其中混凝土材料的自身特性和结构的设计与施工质量是决定其耐久性的内因;混凝土结构所处的环境条件和防护措施,是影响混凝土结构耐久性的外因。
   混凝土结构的耐久性问题表现为:混凝土损伤(裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等);钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱等三个方面。由于混凝土的缺陷(例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等),环境中的水及侵蚀性介质就可能渗人混凝土内部,产生碳化,冻融、钢筋锈蚀作用而影响结构的受力性能。并且结构在使用年限内还会受到各种机械物理损伤(腐损,撞击等)及冲刷、溶蚀、生物侵蚀的作用。从短期效果而言,这些问题影响结构的外观和使用功能;从长远看,则会降低结构安全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命。
2.耐久性设计原则
   提高混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。《桥规JTG D62》增加耐久性的设计内容,提出了按结构使用环境进行耐久性设计的一般概念,明确规定了不同使用环境下,结构混凝土耐久性的基本要求,对影响混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和碱含量等做出了限值规定。应该指出对影响混凝土身耐久性的主要指标加以控制,满足这些限值规定是混凝土结构耐久性设计的基本内容。
   I、结构工作环境分类
   混凝土结构耐久性与结构工作的环境有密切关系。同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中使用寿命短。结构工作环境分类,可使设计者针对不同的环境种类采用相应的对策。
   II、混凝土的基本要求
   影响耐久性的主要因素是混凝土本身的质量,提高密实度而减小混凝土的渗透性,可从根本上提高其抵抗碳化和有害介质入侵的速度,这与混凝土强度等级、水灰比等因素有关,此外,对耐久性有重大影响的氯离子含量及碱含量也应加以限制。新规范从混凝土组成成分的角度,提出了与耐久性有关的要求。
   III、设计使用年限
   耐久性设计目标是保证结构的设计使用年限。结构构件的设计使用年限是在正常的维护条件下,能够保持其使用功能而无需进行大修加固的时间。设计使用年限根据《建筑结构可靠度统一标准》确定,临时性结构为5年,一般不考虑时间因素;易于替换的结构构件为25年;普通房层和构筑物为50年;纪念性建筑和特别重要的建筑结构为100年。设计使用年限越高,耐久性要求越严格。
   混凝土结构可以就地取材,造价低亷,可塑性强,耐久性好,比较适合我国的国情。改革开放30年以来,在已建成的400多亿平方米建筑和现在每年建成20亿平方米的建筑中,混凝土结构占有绝大的比例,并且今后还将长久地作为主导结构形式继续发挥作用。
二、预制混凝土结构
   预制混凝土结构起源于西欧,发展于欧美,现已成为欧美等发达国家的一种主要建筑结构体系。随着预制混凝土建筑技术的发展及预制混凝土结构体系的推广,预制混凝土结构体系逐渐表现出一些优越于现浇混凝土结构的特点,如有利于提高劳动生产率、保护环境、节约资源等;工程实践也证明,经过合理设计的预制混凝土结构体系,具有与现浇混凝土结构相同或相似的抗震性能。
   1.预制混凝土结构的建造与特点
   预制装配式施工方法现已在全世界普及。装配式建筑工地的建筑材料,完全是由工厂运来的半成品,施工单位在现场对地基做一定处理后,用半成品进行房屋的组装。建筑工地不再把瓦工、木工、钢筋工等工种分得那么细,建筑工人由过去那种复杂的多工种角色,转变为单一的背着射钉枪、电钻等专用工具的装配工角色。房屋的装配化制造完全避免了传统建房的缺点,施工速度非常快,可在短期内竣工;工人劳动强度大幅度降低,交叉作业方便有序;房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度,以确保房屋制造的质量;施工时的噪声降低,物料堆放场地减少,有利于环境的保护;由于工厂化的生产和现场的标准装配,使房屋制造成本降低。因此,装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。
   2.预制混凝土在我国的应用
   解放初期,我国借鉴前苏联经验首先在重点工业建设中以装配化和施工机械化为重点开始发展建筑工业化。在之后的二三十年里,我国在设计标准化、构件生产工厂化、施工机械化等方面做了许多努力,并形成了符合我国国情的装配式混凝土建筑型形式。1977年北京采用装配式混凝土建造的房屋占混凝土结构房屋总数的30%,上海占50%。20世纪70年代,预制混凝土空心楼板得到了普遍应用。70年代末,我国引进了南斯拉夫预制预应力混凝土板柱结构体系,即IMS体系。
   预制混凝土结构在国外等发达国家已被广泛运用,但要构建我国的住宅产业化体系,在我国推广该体系的运用,还有以下一些问题亟待解决:1)加强预制混凝土结构体系的研究,特别是预制混凝土构件连接方式及结构体系的研究;2)加快建立我国的预制混凝土建筑标准体系,如预制混凝土构件标准、预制结构的设计及安装标准等;3)全面引导并推进我国预制混凝土生产企业的发展,鼓励预制混凝土生产企业进行技术革新及产业升级。
三、砌体结构
   众所周知,砌体结构是一种传统的结构形式。砌体结构之所以能保留到现在,是由于其具有一定的优势。砌体材料都是地方性的,符合“因地制宜,就地取材”的原则,与钢筋混凝土结构相比,可以节省水泥和钢材。砌体材料具有良好的耐久性,化学稳定性和大气稳定性;另外,施工也比较方便。
   然而事物都具有两面性的。砌体结构存在着一些缺点:砌体结构材料与其他材料结构相比,强度低;砌体结构的抗震性能很差,由于砌体的抗拉强度、抗剪强度较低。地震-唐山、邢台、海城地震中大量的砌体房屋破损、毁坏甚至倒塌,造成巨大的人民财产损失。总结经验教训,砌体结构面临两条路,其一,竞争失败而淘汰;其二,改进砌体结构抗震性能,提高其延性和防倒塌能力。由于砌体结构比较符合我国的基本国情,不能淘汰,只能发展,于是1977年,提出在砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱的作法。经过模型试验和实际地震的考验,这种做法有效的提高了砌体结构的抗震性能。传统的砌体结构大多是粘土砖砌体,由于粘土砖浪费土地资源,浪费能源,不符合节土、节能要求,不符合建筑的可持续发展。目前,国内很多地区限制粘土砖的使用,尤其是大、中城市,例如北京、上海等地区不允许使用粘土砖。建筑学目前提出绿色建筑,就是要求建筑的发展在满足当代人的需求和发展时,对后代的需求和发展不构成威胁。砌体结构因而面临着挑战,墙体改革势在必行.大力发展新型建材,研究新的结构形式,是唯一的出路。砌块利用工业废渣,是粘土砖的替代物,目前,砌块建筑已经登上历史舞台。
   砌体结构作为传统的结构形式,能够克服其弱点,面临挑战,提出新的结构形式,使之重获新生,并保持其旺盛的生命力,不断的向前进步和发展。