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【摘 要】 钢筋混凝土结构在建筑行业应用广泛,在分析其工作原理的基础上对结构特性进行研究,建立数学模型研究时变因素下钢筋混凝土结构的耐久性,借鉴强度和延性抗震评估理论研究钢筋混凝土结构的抗震性能。以安全生产为基本原理,阐述钢筋混凝土结构建筑施工中的注意要点。
【关键词】 钢筋混凝土结构;耐久性;抗震性;施工
1 引言
随着我国城市建设规模的不断发展,建筑行业的重要性逐渐显现出来,近些年,无论是城市房屋建设还是道路桥梁建设,钢筋混凝土结构被广泛应用,研究其结构特性和施工方法非常必要。
钢筋混凝土结构是指以钢筋作为配筋材料、结合混凝土而成的结构。[1]受到铁丝网水泥砂浆填充物的启发影响,法国建筑学家开始尝试将钢筋混凝土结构应用在建筑中。随后,钢筋混凝土结构取代传统的建筑材料,开始广泛应用在建筑行业。
钢筋和混凝土两种不同性能的材料能有效的共同工作,是由于混凝土硬化后与钢筋之间产生的力学效应,主要包括:胶结力、摩擦力以及机械咬合力。两者共同承担,钢筋承受拉力、混凝土承受压力,弥补缺点、发挥优点,提高性能,加强承载。
本文基于钢筋混凝土结构的工作原理,首先,对钢筋混凝土的结构特点进行研究,主要从耐久性、抗震性两方面探索研究;接着,在分析钢筋混凝土结构特点的基础上,基于建筑安全的角度对其施工方法和施工质量进行简单阐述。
2 钢筋混凝土结构特性研究
知道了工作原理之后开始研究其特性特点。首先,对时变因素条件下钢筋混凝土结构的耐久性进行分析研究并建立函数模型;其次,以强度理论为基、融合延性抗震法,对结构的抗震性能进行研究。
2.1基于可靠度的耐久性研究
耐久性反映了结构设计中对结构抵抗自然环境和使用环境作用能力的要求。[1]耐久性与安全性、适用性有着一脉相承的关系,钢筋混凝土结构在时变因素的作用下受到影响,结构抗力会发生变化,进而影响其可靠度。本节从时变因素开始分析,探索荷载、环境以及材料自身作用的相关影响下,结构抗力的变化,以及其对可靠度、耐久性的影响。
荷载造成的结构影响有两方面,一种直接影响结构的安全性和可靠度;一种是损伤在结构上的累积效果。直接影响指的是结构瞬间失效,就是说承载已经达到极限,不能再次使用。结构的累积损伤是指随着时间的推移,荷载对结构各个瞬时间作用效果的累积,蠕变就属于结构损伤的范畴。
环境对钢筋混凝土结构的影响包括自然环境和使用环境对结构的影响两类。涉及自然环境中的酸雨、二氧化碳以及人为制造的化学物质对结构的影响,包括混凝土碳化、氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀、冻融循环、化学腐蚀等。
内部作用对钢筋混凝土结构的影响,包括结构材料老化引起性能下降,使得结构强度降低,也包括组成结构的材料发生化学反应使得化学成分发生变化,导致结构的破坏。例如常见的碱—集料反应就属于结构的内部作用。
根据《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-92)的规定,结构可靠度为结构在规定时间内,规定的条件下完成预定功能的概率。
2.2基于强度和延性的抗震性研究
钢筋混凝土结构一般作为建筑物的主要承重结构,加之我国地处地震多发带,研究钢筋混凝土结构的抗震性能非常有必要。根据我国相关的抗震规范,如:建筑工程抗震性设计通则(CECS160,2004)、建筑抗震设计规范(GB50011—2001),借鉴钢筋混凝土结构强度和延性的抗震评估理论,对结构的抗震性能进行研究。
延性是结构抗震性能的主要判断依据,包括两方面的能力:承受较大的非弹性变形同时保障结构强度不下降的能力;消化破碎能量的能力。[3]
现行的抗震性能研究大多以结构延性调整结构反应的设计计算方法,然而,某种程度上延性本身就是一种“破坏”,因此,仅仅以延性为指标进行抗震性能的研究不尽完善。同样是需要考察强度的影响的。
钢筋混凝土结构的抗震机理为用强度和延性共同作用来消散地震能量,弹性阶段依靠结构强度来消散,等地面加速度增大令其降伏后,再用结构延性来消散地震能量。
基于强度和延性的钢筋混凝土结构抗震性能研究过程如下框图所示:
3 钢筋混凝土结构施工方法
钢筋混凝土的结构特点决定了其在建筑行业的广泛应用,但是现阶段我国部分建筑工程仍停留在初级阶段,施工组织不健全,工程管理不善,导致钢筋混凝土结构的施工质量不尽人意,工程事故也不可避免。本文基于工程安全的角度对钢筋混凝土结构的施工方法进行研究。
钢筋混凝土结构施工过程中,钢筋的施工要点包括:[4]
4 小结
荷载作用、环境作用以及材料内部作用使得钢筋混凝土结构的性能时刻都在变化,考虑时变因素对抗力的影响提出了钢筋混凝土结构可靠度计算公式。钢筋混凝土结构是通过强度和延性来消散地震作用效能的,前期处于弹性阶段,靠强度;后期非弹性,靠延性;以其为基用ETABS计算抗震能力。
在分析研究钢筋混凝土结构特点的基础上,从施工安全角度出发对其施工过程中要点进行了简要阐述。
参考文献:
[1]张玉新主编,混凝土结构设计原理[M].重庆市:重庆大学出版社,2011.01
[2]工程结构可靠度设计统一标准(GB50153-92)
[3]王曉锋.配置高强钢筋混凝土框架柱抗震性能研究[D].中国建筑科学研究院,2013.
[4]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)
【关键词】 钢筋混凝土结构;耐久性;抗震性;施工
1 引言
随着我国城市建设规模的不断发展,建筑行业的重要性逐渐显现出来,近些年,无论是城市房屋建设还是道路桥梁建设,钢筋混凝土结构被广泛应用,研究其结构特性和施工方法非常必要。
钢筋混凝土结构是指以钢筋作为配筋材料、结合混凝土而成的结构。[1]受到铁丝网水泥砂浆填充物的启发影响,法国建筑学家开始尝试将钢筋混凝土结构应用在建筑中。随后,钢筋混凝土结构取代传统的建筑材料,开始广泛应用在建筑行业。
钢筋和混凝土两种不同性能的材料能有效的共同工作,是由于混凝土硬化后与钢筋之间产生的力学效应,主要包括:胶结力、摩擦力以及机械咬合力。两者共同承担,钢筋承受拉力、混凝土承受压力,弥补缺点、发挥优点,提高性能,加强承载。
本文基于钢筋混凝土结构的工作原理,首先,对钢筋混凝土的结构特点进行研究,主要从耐久性、抗震性两方面探索研究;接着,在分析钢筋混凝土结构特点的基础上,基于建筑安全的角度对其施工方法和施工质量进行简单阐述。
2 钢筋混凝土结构特性研究
知道了工作原理之后开始研究其特性特点。首先,对时变因素条件下钢筋混凝土结构的耐久性进行分析研究并建立函数模型;其次,以强度理论为基、融合延性抗震法,对结构的抗震性能进行研究。
2.1基于可靠度的耐久性研究
耐久性反映了结构设计中对结构抵抗自然环境和使用环境作用能力的要求。[1]耐久性与安全性、适用性有着一脉相承的关系,钢筋混凝土结构在时变因素的作用下受到影响,结构抗力会发生变化,进而影响其可靠度。本节从时变因素开始分析,探索荷载、环境以及材料自身作用的相关影响下,结构抗力的变化,以及其对可靠度、耐久性的影响。
荷载造成的结构影响有两方面,一种直接影响结构的安全性和可靠度;一种是损伤在结构上的累积效果。直接影响指的是结构瞬间失效,就是说承载已经达到极限,不能再次使用。结构的累积损伤是指随着时间的推移,荷载对结构各个瞬时间作用效果的累积,蠕变就属于结构损伤的范畴。
环境对钢筋混凝土结构的影响包括自然环境和使用环境对结构的影响两类。涉及自然环境中的酸雨、二氧化碳以及人为制造的化学物质对结构的影响,包括混凝土碳化、氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀、冻融循环、化学腐蚀等。
内部作用对钢筋混凝土结构的影响,包括结构材料老化引起性能下降,使得结构强度降低,也包括组成结构的材料发生化学反应使得化学成分发生变化,导致结构的破坏。例如常见的碱—集料反应就属于结构的内部作用。
根据《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-92)的规定,结构可靠度为结构在规定时间内,规定的条件下完成预定功能的概率。
2.2基于强度和延性的抗震性研究
钢筋混凝土结构一般作为建筑物的主要承重结构,加之我国地处地震多发带,研究钢筋混凝土结构的抗震性能非常有必要。根据我国相关的抗震规范,如:建筑工程抗震性设计通则(CECS160,2004)、建筑抗震设计规范(GB50011—2001),借鉴钢筋混凝土结构强度和延性的抗震评估理论,对结构的抗震性能进行研究。
延性是结构抗震性能的主要判断依据,包括两方面的能力:承受较大的非弹性变形同时保障结构强度不下降的能力;消化破碎能量的能力。[3]
现行的抗震性能研究大多以结构延性调整结构反应的设计计算方法,然而,某种程度上延性本身就是一种“破坏”,因此,仅仅以延性为指标进行抗震性能的研究不尽完善。同样是需要考察强度的影响的。
钢筋混凝土结构的抗震机理为用强度和延性共同作用来消散地震能量,弹性阶段依靠结构强度来消散,等地面加速度增大令其降伏后,再用结构延性来消散地震能量。
基于强度和延性的钢筋混凝土结构抗震性能研究过程如下框图所示:
3 钢筋混凝土结构施工方法
钢筋混凝土的结构特点决定了其在建筑行业的广泛应用,但是现阶段我国部分建筑工程仍停留在初级阶段,施工组织不健全,工程管理不善,导致钢筋混凝土结构的施工质量不尽人意,工程事故也不可避免。本文基于工程安全的角度对钢筋混凝土结构的施工方法进行研究。
钢筋混凝土结构施工过程中,钢筋的施工要点包括:[4]
4 小结
荷载作用、环境作用以及材料内部作用使得钢筋混凝土结构的性能时刻都在变化,考虑时变因素对抗力的影响提出了钢筋混凝土结构可靠度计算公式。钢筋混凝土结构是通过强度和延性来消散地震作用效能的,前期处于弹性阶段,靠强度;后期非弹性,靠延性;以其为基用ETABS计算抗震能力。
在分析研究钢筋混凝土结构特点的基础上,从施工安全角度出发对其施工过程中要点进行了简要阐述。
参考文献:
[1]张玉新主编,混凝土结构设计原理[M].重庆市:重庆大学出版社,2011.01
[2]工程结构可靠度设计统一标准(GB50153-92)
[3]王曉锋.配置高强钢筋混凝土框架柱抗震性能研究[D].中国建筑科学研究院,2013.
[4]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)