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混凝土結(jié)構(gòu)耐久性三級(jí)模糊綜合評(píng)判

城市建設(shè)理論研究 · 2013-10-22 10:05

  首先按建筑基本單元(如地基、基礎(chǔ)、柱、主梁、次梁、樓板等)類別抽取一定數(shù)量的樣本(建議不少于10個(gè)),預(yù)測(cè)每一個(gè)構(gòu)件的剩余使用壽命,進(jìn)而計(jì)算出耐久性系數(shù),據(jù)此計(jì)算出構(gòu)件樣本的評(píng)判矩陣,沿用傳力樹(shù)的概念建立構(gòu)件的權(quán)重集,求得構(gòu)件(一級(jí))評(píng)判結(jié)果。由一級(jí)評(píng)判結(jié)論構(gòu)造分項(xiàng)工程二級(jí))評(píng)判矩陣,用分項(xiàng)工程的權(quán)重集求得二級(jí)評(píng)判結(jié)果。由二級(jí)評(píng)判結(jié)果構(gòu)造整體建筑結(jié)構(gòu)(三級(jí))的評(píng)判矩陣,用整體建筑結(jié)構(gòu)的權(quán)重集,給出結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)判結(jié)論。

  結(jié)構(gòu)的使用壽命或耐久年限定義為建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下,能夠完成預(yù)定使用功能的時(shí)間。因此,必須明確結(jié)構(gòu)的預(yù)定功能和結(jié)構(gòu)功能失效的準(zhǔn)則,這是混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)和壽命評(píng)估的關(guān)鍵。

  影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素是混凝土中的鋼筋銹蝕。目前在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估中,主要有以下四種壽命準(zhǔn)則。

  碳化壽命準(zhǔn)則是以鋼筋保護(hù)層混凝土碳化從而失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,使鋼筋開(kāi)始產(chǎn)生銹蝕的時(shí)間作為混凝土結(jié)構(gòu)的壽命。

  采用碳化壽命準(zhǔn)則的主要理由是考慮到鋼筋一旦開(kāi)始銹蝕,不大的銹蝕量、不長(zhǎng)的時(shí)間就足以使混凝土開(kāi)裂。這一準(zhǔn)則比較適合于不允許鋼筋銹蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件(如預(yù)應(yīng)力構(gòu)件等)。但對(duì)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)講,以鋼筋開(kāi)始銹蝕作為結(jié)構(gòu)使用壽命終止的標(biāo)志顯然過(guò)于保守,也不現(xiàn)實(shí)。大量實(shí)際工程調(diào)查表明,混凝土碳化深度達(dá)到鋼筋表面并不是鋼筋銹蝕的充分條件,特別是在比較干燥的地區(qū),有許多使用了幾十年的構(gòu)件,碳化深度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)鋼筋表面,而鋼筋尚未銹蝕;當(dāng)然還有的情況是混凝土碳化深度沒(méi)有達(dá)到鋼筋的表面時(shí),鋼筋已開(kāi)始銹蝕。在采用碳化壽命準(zhǔn)則時(shí)還應(yīng)綜合考慮其他影響因素,如環(huán)境、侵蝕條件和結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。銹脹開(kāi)裂壽命準(zhǔn)則是以混凝土表面出現(xiàn)順筋的銹脹裂縫所需時(shí)間作為結(jié)構(gòu)的使用壽命。這一準(zhǔn)則認(rèn)為,混凝土中的鋼筋銹蝕使混凝土縱向開(kāi)裂以后,鋼筋銹蝕速度會(huì)明顯加快,將這一界限視為危及結(jié)構(gòu)安全的前兆。

  由于鋼筋銹脹開(kāi)裂的標(biāo)準(zhǔn)很難定量,其銹脹開(kāi)裂對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)的安全性和適用性影響不大,于是人們又提出了裂縫寬度與鋼筋銹蝕量控制的壽命準(zhǔn)則,即認(rèn)為裂縫寬度或鋼筋銹蝕量達(dá)到某一限值時(shí)壽命終止。但對(duì)于工業(yè)廠房或一般民用建筑的混凝土結(jié)構(gòu),采用以上三個(gè)壽命準(zhǔn)則似第5章混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估和使用壽命的預(yù)測(cè)乎仍然偏嚴(yán)。在實(shí)際工程中不乏這樣的實(shí)例,構(gòu)件混凝土早已脫落,鋼筋銹蝕嚴(yán)重,但構(gòu)件仍在“正?!笔褂?,對(duì)于一般鋼筋混凝土構(gòu)件,以受力破壞作為判斷壽命終止的準(zhǔn)則似乎更合理一些。

  承載力壽命準(zhǔn)則是考慮鋼筋銹蝕等原因引起的抗力退化,以構(gòu)件的承載力降低到某一界限值作為壽命終止的標(biāo)志。需要說(shuō)明的是,以上所述的四種混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命準(zhǔn)則在前面己有所討論,這里一方面為了便于以后應(yīng)用而進(jìn)行比較總結(jié),另一方面也是為了說(shuō)明這樣的事實(shí),即混凝土結(jié)構(gòu)的性能退化過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的演化過(guò)程,不僅取決于結(jié)構(gòu)本身,而且還與結(jié)構(gòu)所處環(huán)境有非常密切的關(guān)系,因此,并不存在規(guī)定不變的混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命準(zhǔn)則,對(duì)不同類型的結(jié)構(gòu)、不同的使用環(huán)境等必須區(qū)別對(duì)待。

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