2022年一級建造師考試《建筑實務》章節知識點:1A412013結構工程的耐久性
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環球網校一級建造師《建筑實務》知識點：1A412013結構工程的耐久性
一、建筑結構耐久性的含義
建筑結構在自然環境和人為環境的長期作用下，發生著極其復雜的物理化學反應而造成損傷，隨著時間的延續，損傷的積累使結構的性能逐漸惡化，以致不再能滿足其功能要求。所謂結構的耐久性是指結構在規定的工作環境中，在預期的使用年限內，在正常維護條件下不需進行大修就能完成預定功能的能力。建筑結構中，混凝土結構耐久性是一個復雜的多因素綜合問題，我國規范增加了混凝土結構耐久性設計的基本原則和有關規定，現簡述如下。
二、設計使用年限分類
我國《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068—2001首次提出了建筑結構的設計使用年限，見表1A411013-1。設計使用年限是設計規定的一個時期，在這一時期內，只需正常維修(不需大修)就能完成預定功能，即房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所應達到的使用年限。
設計使用年限分類 表1A411013-1
| 類別 | 設計使用年限（年） | 示例 |
| 1 | 5 | 臨時性結構 |
| 2 | 25 | 易于替換的結構構件 |
| 3 | 50 | 普通房屋和構筑物 |
| 4 | 100 | 紀念性建筑和特別重要的建筑結構 |
三、混凝土結構耐久性的環境類別
在不同環境中，混凝土的劣化與損傷速度是不一樣的，因此應針對不同的環境提出不同要求。根據《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476—2008規定，結構所處環境按其對鋼筋和混凝土材料的腐蝕機理，可分為如下五類，見表1A411013-2。
環境類別 表1A411013-2
| 環境類別 | 名稱 | 腐蝕機理 |
| Ⅰ | 一般環境 | 保護層混凝土碳化引起鋼筋銹蝕 |
| Ⅱ | 凍融環境 | 反復凍融導致混凝土損傷 |
| Ⅲ | 海洋氯化物環境 | 氯鹽引起鋼筋銹蝕 |
| Ⅳ | 除冰鹽等其他氯化物環境 | 氯鹽引起鋼筋銹蝕 |
| Ⅴ | 化學腐蝕環境 | 硫酸鹽等化學物質對混凝土的腐蝕 |
注：一般環境系指無凍融、氯化物和其他化學腐蝕物質作用。
四、混凝土結構環境作用等級
根據《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476—2008規定，環境對配筋混凝土結構的作用程度見表1A411013-3。
環境作用等級 表14411013-3
環境作用等級 表14411013-3
| 環境類別 環境類別 環境作用等級 |
A 輕微 |
B 輕度 |
C 中度 |
D 嚴重 |
E 非常嚴重 |
F 極端嚴重 |
| 一般環境 | Ⅰ-A | Ⅰ-B | Ⅰ-C | |||
| 凍融環境 | Ⅱ-C | Ⅱ-D | Ⅱ-E | |||
| 海洋氯化物環境 | Ⅲ-C | Ⅲ-D | Ⅲ-E | Ⅲ-F | ||
| 除冰鹽等其他級化物環境 | Ⅳ-C | Ⅳ-D | Ⅳ-E | |||
| 化學腐濁環境 | Ⅴ-C | Ⅴ-D | Ⅴ-E |
當結構構件受到多種環境類別共同作用時，應分別滿足每種環境類別單獨作用下的耐久性要求。
五、混凝土結構耐久性的要求
1.混凝土最低強度等級
結構構件的混凝土強度等級應同時滿足耐久性和承載能力的要求，故《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476—2008中對配筋混凝土結構滿足耐久性要求的混凝土最低強度等級作出相應規定，見表1A411013-4。
滿足耐久性要求的混凝土最低強度等級 表1A411013-4
| 環境類別與作用等級 | 設計使用年限 | ||
| 100年 | 50年 | 30年 | |
| Ⅰ-A | C30 | C25 | C25 |
| Ⅰ-B | C35 | C30 | C25 |
| Ⅰ-C | C40 | C35 | C30 |
| Ⅱ-C | Ca35、C45 | Ca30、C45 | Ca30、C40 |
| Ⅱ-D | Ca40 | Ca35 | Ca35 |
| Ⅱ-E | Ca45 | Ca40 | Ca40 |
| Ⅲ-C、IⅣ-C、Ⅴ-C、Ⅲ-D、Ⅳ-D | C45 | C40 | C40 |
| Ⅴ-D、Ⅲ-E、Ⅳ-E | C50 | C45 | C45 |
| Ⅴ-E、Ⅲ-F | C55 | C50 | C50 |
注：預應力混凝土構件最低強度等級應≥C40;Ca為引氣混凝土。
2.一般環境中混凝土材料與鋼筋最小保護層
一般環境中的配筋混凝土結構構件，其普通鋼筋的保護層最小厚度與相應的混凝土強度等級、最大水膠比應符合表1A411013-5的要求。(2011單7)
一般環境中混凝土材料與鋼筋最小保護層厚度 表1A411013-5
一般環境中混凝土材料與鋼筋最小保護層厚度 表1A411013-5
| 設計使用年限 環境作用等級 |
100年 | 50年 | 30年 | |||||||
| 混凝土強度等級 | 最大水膠比 | 最小保護層厚度 （mm） |
混凝土強度等級 | 最大水膠比 | 最小保護層厚度 （mm） |
混凝土強度等級 | 最大水膠比 | 最小保護層厚度 （mm） |
||
| 板、墻等面形構件 | Ⅰ-A | ≥C30 | 0.55 | 20 | ≥C25 | 0.60 | 20 | ≥C25 | 0.60 | 20 |
| Ⅰ-B | C35 ≥C40 |
0.50 0.45 |
30 25 |
C30 ≥C35 |
0.55 0.50 |
25 20 |
C25 ≥C30 |
0.60 0.55 |
25 20 |
|
| Ⅰ-C | C40 C45 ≥C50 |
0.45 0.40 0.36 |
40 35 30 |
C35 C40 ≥C45 |
0.50 0.45 0.40 |
35 30 25 |
C30 C35 ≥C40 |
0.55 0.50 0.45 |
30 25 20 |
|
| 梁、柱等條形構件 | Ⅰ-A | C30 ≥C35 |
0.55 0.50 |
25 20 |
C25 ≥C30 |
0.60 0.55 |
25 20 |
≥C25 | 0.60 | 20 |
| Ⅰ-B | C35 ≥C40 |
0.50 0.45 |
35 30 |
C30 ≥C35 |
0.55 0.50 |
30 25 |
C25 ≥C30 |
0.60 0.55 |
30 25 |
|
| Ⅰ-C | C40 C45 ≥C50 |
0.45 0.40 0.36 |
45 40 35 |
C35 C40 ≥C45 |
0.50 0.45 0.40 |
40 35 30 |
C30 C35 ≥C40 |
0.55 0.50 0.45 |
35
30 25 |
|
注：
① Ⅰ-A環境中使用年限低于100年的板、墻.當混凝土骨料最大公稱粒徑≤15mm時，保護層最小厚度可降為15mm.但最大水膠比不應大于0.55;
② 年平均氣溫>20℃且年平均溫度>75%的環境，除I-A環境中的板，墻構件外，混凝土最低強度等級應比表中規定提高一級，或將保護層最小厚度增大5mm;
③ 直接接觸土體澆筑的構件，其混凝土保護層厚度應≥70mm，有混凝土墊層時.可按上表確定;
④ 處于流動水中或同時受水中泥沙沖刷的構件。其保護層厚度宜增加10〜20mm;
⑤ 預制構件的保護層厚度可比表中規定減少5mm;
⑥ 當膠凝材料中粉煤灰和礦渣等滲量<20%時，表中水膠比低于0.45的，可適當增加。
大截面混凝土墩柱在加大鋼筋混凝土保護層厚度的前提下，其混凝土強度等級可低于表1A411013-5的要求，但降低幅度應≤兩個強度等級，且設計使用年限為100年和50年的構件，其強度等級應≥C25和C20。
當采用的混凝土強度等級比表1A411013-5的規定低一個等級時，混凝土保護層厚度應增加5mm;當低兩個等級時，混凝土保護層厚度應增加10mm。
具有連續密封套管的后張預應力鋼筋，其混凝土保護層厚度可與普通鋼筋相同且應≥孔道直徑的1/2;否則應比普通鋼筋增加10mm。
先張法構件中預應力鋼筋在全預應力狀態下的保護層厚度可與普通鋼筋相同，否則應比普通鋼筋增加10mm。
直徑>16mm的熱軋預應力鋼筋保護層厚度可與普通鋼筋相同。
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