混凝土結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)

      混凝土結(jié)構(gòu) （concrete structure）， 以混凝土為主制作的結(jié)構(gòu)。包括素混凝結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)等?！绊拧保ㄒ魌óng），與 “混凝土”同義，可并用，但在同一技術(shù)文件、圖紙、書刊中，兩者不宜混用。

1主要種類

素混凝土

      素混凝土是針對鋼筋混凝土、預應力混凝土等而言的。素混凝土是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要組成部分，由水泥、砂（細骨料）、石子（粗骨料）、礦物參合料、外加劑等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。普通混凝土干表觀密度為1900～2500kg/m3，是由天然砂、石作骨料制成的。當構(gòu)件的配筋率小于鋼筋混凝土中縱向受力鋼筋最小配筋百分率時，應視為素混凝土結(jié)構(gòu)。這種材料具有較高的抗壓強度，而抗拉強度卻很低，故一般在以受壓為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中采用，如柱墩、基礎(chǔ)墻等。

鋼筋混凝土

      當在混凝土中配以適量的鋼筋，則為鋼筋混凝土。鋼筋和混凝土這種物理、力學性能很不相同的材料之所以能有效地結(jié)合在一起共同工作，主要靠兩者之間存在粘結(jié)力，受荷后協(xié)調(diào)變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數(shù)接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護層，使鋼筋不受銹蝕并提高構(gòu)件的防火性能。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點，可形成強度較高，剛度較大的結(jié)構(gòu)，其耐久性和防火性能好，可模性好，結(jié)構(gòu)造型靈活，以及整體性、延性好，減少自身重量，適用于抗震結(jié)構(gòu)等特點，因而在建筑結(jié)構(gòu)及其他土木工程中得到廣泛應用。

預應力混凝土

   預應力混凝土是在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載之前，利用張拉配在混凝土中的高強度預應力鋼筋而使混凝土受到擠壓，所產(chǎn)生的預壓應力可以抵銷外荷載所引起的大部分或全部拉應力，也就提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂度。這樣的預應力混凝土一方面由于不出現(xiàn)裂縫或裂縫寬度較小，所以它比相應的普通鋼筋混凝土的截面剛度要大，變形要小；另一方面預應力使構(gòu)件或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形與外荷載產(chǎn)生的變形方向相反（習慣稱為“反拱”），因而可抵銷后者一部分變形，使之容易滿足結(jié)構(gòu)對變形的要求，故預應力混凝土適宜于建造大跨度結(jié)構(gòu)?；炷梁皖A應力鋼筋強度越高，可建立的預應力值越大，則構(gòu)件的抗裂性越好。同時，由于合理有效地利用高強度鋼材，從而節(jié)約鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重。由于抗裂性高，可建造水工、儲水和其它不滲漏結(jié)構(gòu)。

2結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點

優(yōu)點

      和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點具體體現(xiàn)在以下幾個方面：整體性好，可灌筑成為一個整體；可模性好，可灌筑成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)；耐久性和耐火性好;工程造價和維護費用低。

缺點

      主要缺點是：混凝土抗拉強度低，部分地采用了鋼筋混凝土樓板。容易出現(xiàn)裂縫；結(jié)構(gòu)自重比鋼、木結(jié)構(gòu)大；室外施工受氣候和季節(jié)的限制；新舊混凝土不易連接，增加了補強修復的困難?；炷两Y(jié)構(gòu)的缺點具體體現(xiàn)在以下幾個方面：
      此外，混凝土結(jié)構(gòu)施工工序復雜，周期較大，且受季節(jié)和氣候的影響較大。如遇損傷，則修復比較困難?；炷恋母魺帷⒏袈曅阅芤草^差。

3結(jié)構(gòu)簡史

國際簡況

      從現(xiàn)代人類的工程建設(shè)史上來看，相對于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼、鐵結(jié)構(gòu)而言，混凝土結(jié)構(gòu)是一種新興結(jié)構(gòu)，它的應用也不過一百多年的歷史。但有的考古學者認為，水泥的起源約在公元前5—10萬年，以后在公元前3000年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔，這是現(xiàn)存的最早的混凝土結(jié)構(gòu)物。其后在古希臘和羅馬時代，用這種水泥建造了很多建筑物和公路。
      進入近代以來，經(jīng)過了J．Smeaton，J．Parker等人的試作階段，1824年英國的燒瓦工人Joseph Aspdin調(diào)配石灰?guī)r和粘土，首先燒成了人工的硅酸鹽水泥，并取得專利，成為水泥工業(yè)的開端。以后，對如何克服混凝土抗拉強度很低這一問題進行了研究，1854年法國技師J．L．Lambot將鐵絲網(wǎng)斂入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博覽會上展出，這可以說是最早的RC制品。從此以后，F(xiàn)rancois Conigne，Wilkinson等人改進了Lambot的制品，到1867年法國技師Joseph Monier取得了用格子狀配筋制作橋面板的專利，RC工藝迅速地向前發(fā)展。1867這一年，是全世界公認為最早的RC橋架設(shè)的一年。1877年美國的Thaddeus H yatt調(diào)查了梁的力學性質(zhì)，1887年德國的Konen提出了用混凝土承擔壓力和用鋼筋承擔拉力的設(shè)計方案，德國的J．Baushinger確認了混凝土中的鋼筋不受銹蝕等問題，于是RC結(jié)構(gòu)又有了新的發(fā)展。1892年法國的Hennebique闡述了箍筋對抗剪的有效作用，并于1898年提出了T形粱的方案。關(guān)于柱子，前面提到的Conigne在RC樁方面得到了很多專利，Considere根據(jù)實驗于1902年取得了螺旋鋼筋柱的專利。
      總而言之，混凝土結(jié)構(gòu)是在19世紀中期開始得到應用的，由于當時水泥和混凝土的質(zhì)量都很差，同時設(shè)計計算理論尚未建立，所以發(fā)展比較緩慢。直到19世紀末以后，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，以及試驗工作的開展、計算理論的研究、材料及施工技術(shù)的改進，這一技術(shù)才得到了較快的發(fā)展。目前已成為現(xiàn)代工程建設(shè)中應用最廣泛的建筑材料之一。
      在工程應用方面，混凝土結(jié)構(gòu)最初僅在最簡單的結(jié)構(gòu)物如拱、板等中使用。隨著水泥和鋼材工業(yè)的發(fā)展。混凝土和鋼材的質(zhì)量不斷改進、強度逐步提高。例如在美國20世紀60年代使用的混凝土抗壓強度平均為28N/mm2，20世紀70年代提高到42 N/mm2 ，一些特殊需要的結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度可達80—100 N/mm2，而實驗室做出的抗壓強度最高已達266 N/mm2。前蘇聯(lián)20世紀70年代使用鋼材平均屈服強度為380 MPa，20世紀80年代提高到420 N/mm2；美國在20世紀70年代鋼材平均屈服強度已達420 N/mm2。預應力鋼筋所用強度則更高。這些均為進一步擴大鋼筋混凝土的應用范圍創(chuàng)造了條件，特別是自20世紀70年代以來，很多國家巳把高強度鋼筋和高強度混凝土用于大跨、重型、高層結(jié)構(gòu)中，在減輕自重、節(jié)約鋼材上取得了良好的效果。
      為了克服鋼筋混凝土易于產(chǎn)生裂縫這一缺點，促成了預應力混凝土的出現(xiàn)。預應力混凝土的應用又對材料強度提出新的更高的要求，而高強度混凝土及鋼材的發(fā)展反過來又促進了預應力混凝土結(jié)構(gòu)應用范圍的不斷擴大。預應力混凝土除了用以改善建筑結(jié)構(gòu)外(例如增大跨度、減小截面等)，還應用于高層建筑、橋隧建筑、海洋結(jié)構(gòu)、壓力容器、飛機跑道及公路路面等方面。預應力混凝土的應用已不僅在某些范圍內(nèi)用來代替鋼結(jié)構(gòu)和改善普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且在一些方面，例如原子能發(fā)電站的高溫高壓的大型壓力容器，只有采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)建造才能保證安全。對防腐蝕有特殊要求的海洋結(jié)構(gòu)—如采油平臺，也非采用預應力混凝土或鋼筋混凝土建造不可。
      為改善鋼筋混凝土自重大的缺點，世界各國已經(jīng)大力研究發(fā)展了各種輕質(zhì)混凝土(由膠結(jié)料、多孔粗骨科、多孔或密實的細骨科與水拌制而成)，其干容重一般不大于18kN/m3，如陶?；炷?、浮石混凝土、火山渣混凝土、膨脹礦渣混凝土等。輕質(zhì)混凝土可在預制和現(xiàn)澆的建筑結(jié)構(gòu)中采用，例如可制成預制大型壁板、屋面板、折板以及現(xiàn)澆的薄殼、大跨、高層結(jié)構(gòu)。但在應用中應當考慮到它的一些特殊性能(彈性模量低、收縮、徐變大等)，國外輕質(zhì)混凝土用于承重結(jié)構(gòu)的強度等級為C30～C60，其容重一般為14～18kN/m3。國內(nèi)常用的強度等級為C20、C30，也可配制C40或更高的強度，其容重一般為12～18kN/m3。由輕混凝土制成的結(jié)構(gòu)自重較普通混凝土可減少20～30%，由于自重減輕，結(jié)構(gòu)地震作用減小，因此在地震區(qū)采用輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)可有效地減小地震力，節(jié)約材料和造價。
      二次世界大戰(zhàn)后，國外建筑工業(yè)化的發(fā)展很快，已從采用一般的標準設(shè)計定向工業(yè)化建筑體系，趨向于做到一件多用或僅用較少幾種類型的構(gòu)件(如梁板合一構(gòu)件、墻柱合一構(gòu)件等)就能建造成各類房屋。實踐充分顯示出建筑工業(yè)化在加快建設(shè)速度、降低建筑造價、保證施工質(zhì)量等方面的巨大優(yōu)越性。在大力發(fā)展裝配或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的同時，有些國家還采用了工具式模板、機械化現(xiàn)澆與預制相結(jié)合，即裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。
      由于輕質(zhì)、高強混凝土材料的發(fā)展以及結(jié)構(gòu)設(shè)計理論水平的提高，使得混凝土結(jié)構(gòu)應用跨度和高度都不斷地增大。例如；目前世界上最高的混凝土建筑為香港中環(huán)廣場達78層374m、其次是平壤柳京飯店達105層300m、芝加哥水塔廣場大樓達76層262m；最高的全部輕混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑是休士敦貝殼廣場大廈52層215m；預應力輕骨科混凝土建造的飛機庫(西德)房蓋結(jié)構(gòu)跨度達90m；預應力混凝土箱形截面橋梁跨度已達240m以上(日本沃名大橋)；蘇聯(lián)及加拿大分別建成了533m及549m高的預應力混凝土電視塔。
      所有這些都顯示了近代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工水平日新月異的，迅速發(fā)展。
      此外，對于防射線混凝土、纖維混凝土等也正在積極研究中，并已在有特殊要求的結(jié)構(gòu)上開始應用。纖維混凝土使混凝土的性質(zhì)獲得飛躍的發(fā)展，把混凝土的拉、壓強度比從1/l0提高到1/2，并且具有早強、體積穩(wěn)定(收縮、徐變小)的特性；并有可能建造600—900m高的建筑，跨度達500—600m的橋梁，以及海上浮動城市、海底城市、地下城市等。

國內(nèi)簡況

      在19世紀末20世紀初，我國也開始有了鋼筋混凝土建筑物，如上海市的外灘、廣州市的沙面等，但工程規(guī)模很小，建筑數(shù)量也很少。解放以后，我國在落后的國民經(jīng)濟基礎(chǔ)上進行了大規(guī)模的社會主義建設(shè)。隨著工程建設(shè)的發(fā)展及國家進一步的改革開放，混凝土結(jié)構(gòu)在我國各項工程建設(shè)中得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用。
      我國20世紀70年代起，在一般民用建設(shè)中巳較廣泛地采用定型化、標準化的裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件，并隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展以及墻體改革的推行，發(fā)展了裝配式大板居住建筑，在多高層建筑中還廣泛采用大模剪力墻承重結(jié)構(gòu)外加掛板或外砌磚墻結(jié)構(gòu)體系。各地還研究了框架輕板體系，最輕的每平方米僅為3～5kN。由于這種結(jié)構(gòu)體系的自重大大減輕，不僅節(jié)約材料消耗，而且對于結(jié)構(gòu)抗震具有顯著的優(yōu)越性。
      改革開放后，混凝土高層建筑在我國也有了較大的發(fā)展。繼20世紀70年代北京飯店、廣州白云賓館和一批高層住宅（如北京前三門大街、上海漕溪路住宅建筑群）的興建以后，80年代，高層建筑的發(fā)展加快了步伐，結(jié)構(gòu)體系更為多樣化，層數(shù)增多，高度加大，已逐步在世界上占據(jù)領(lǐng)先地位；目前國內(nèi)最高的混凝土結(jié)構(gòu)建筑是廣州的中天廣場，80層322m高，為框架—筒體結(jié)構(gòu)；香港的中環(huán)廣場達78層374m，三角形平面筒中筒結(jié)構(gòu)，是世界上最高的混凝土建筑；廣州國際大廈63層199m，是80年代世界上最高的部分預應力混凝土建筑。隨著高層建筑的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法和試驗研究工作，在我國得到了極為迅速的發(fā)展，許多方面已達到或接近于國際先進水平。
      在大跨度的公共建筑和工業(yè)建筑中，常采用鋼筋混凝土桁架、門式剛架、拱、薄殼等結(jié)構(gòu)形式。在工業(yè)建設(shè)中已經(jīng)廣泛地采用了裝配式鋼筋混凝土及預應力混凝土。為了節(jié)約用地；在工業(yè)建筑中多層工業(yè)廠房所占比重有逐漸增多的趨勢，在多層工業(yè)廠房中除現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系以外，裝配整體式多層框架結(jié)構(gòu)體系已被普遍采用。并發(fā)展了整體預應力裝配式板柱體系，由于其構(gòu)件類型少，裝配化程度高、整體性好、平面布置靈活，是一種有發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)體系。同時升板結(jié)構(gòu)、滑模結(jié)構(gòu)也有所發(fā)展。此外，如電視塔、水培、水池、冷卻塔、煙囪、貯罐、筒倉等特殊構(gòu)筑物也普遍采用了鋼筋混凝土和預應力混凝土。如9度抗震設(shè)防、高380m的北京中央電視塔、高405m的天津電視塔、高490m的上海東方明珠電視塔等。
      混凝土結(jié)構(gòu)在水利工程、橋隧工程、地下結(jié)構(gòu)工程中的應用也極為廣泛。用鋼筋混凝土建造的水閘、水電站、船塢和碼頭在我國已是星羅棋布。如黃河上的劉家峽、龍羊峽及小浪底水電站，長江上的葛洲壩水利樞紐工程及正在建設(shè)的三峽工程等。
      鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁也有很大的發(fā)展，如著名的武漢長江大橋引橋；福建烏龍江大橋，最大跨度達144m，全長548m。四川滬州大橋，采用了預應力混凝土T形結(jié)構(gòu)，三個主跨為170m，主橋全長1255．6m，引道長達7000m，是目前我國最長的公路大橋。為改善城市交通擁擠，城市道路立交橋正在在迅速發(fā)展。
      隨著混凝土結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中的大量使用，我國在混凝土結(jié)構(gòu)方面的科學研究工作已取得較大的發(fā)展。在混凝土結(jié)構(gòu)基本理論與設(shè)計方法、可靠度與荷載分析、單層與多層廠房結(jié)構(gòu)、大板與升板結(jié)構(gòu)、高層、大跨、特種結(jié)構(gòu)、工業(yè)化建筑體系、結(jié)構(gòu)抗震及現(xiàn)代化測試技術(shù)等方面的研究工作都取得了很多新的成果，基本理論和設(shè)計工作的水平有了很大提高，已達到或接近國際水平。
      作為反映我國混凝土結(jié)構(gòu)學科水平的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也隨著工程建設(shè)經(jīng)驗的積累、科研工作的成果和世界范圍技術(shù)的進步而不斷改進。1952年東北地區(qū)首先頒布了《建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計暫行標準》；1955年制定的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計暫行規(guī)范》（結(jié)規(guī)6—55），采用了前蘇聯(lián)規(guī)范中的按破壞階段設(shè)計法；1966年頒布了我國第一本《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（BJG2l—66），采用了當時較為先進的以多系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計法；1974年編制了采用單一安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計法的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TJ10—74），以及一些有關(guān)的專門規(guī)程和規(guī)定。規(guī)范（BJG2l—66）和（TJl0—74）的頒布標志著我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范步入了從無到有、由低向高發(fā)展的階段。為了解決各類材料的建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計方法的合理和統(tǒng)一問題，1984年頒布的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準》（GBJ68—84）規(guī)定我國各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范均統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，其特點是以結(jié)構(gòu)功能的失效概率作為結(jié)構(gòu)可靠度的量度，由定值的極限狀態(tài)概念轉(zhuǎn)變到非定值的極限狀態(tài)概念上，從而把我國結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計方法提高到當時的國際水平，對提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性具有深刻意義。為配合(GBJ68—84)的執(zhí)行，1989年頒布的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10—89）使我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范提高到了一個新的水平。
      經(jīng)過近十幾年我國工程建設(shè)的快速發(fā)展以及進入WTO的需要，自1997年起，我國對工程建設(shè)標準進行了全面修訂，并頒布了《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50068—2001）及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002）等。新標準的頒布，將推動新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的應用，使混凝土結(jié)構(gòu)不斷地發(fā)展，不停地演進，達到新的水平。

4混凝土加固方法

      本段內(nèi)容為現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2006
      有關(guān)混凝土加固方法部分設(shè)計規(guī)定，為便于讀者查證，條文結(jié)構(gòu)順序未變動。
      5 增大截面加固法
      5.1 設(shè)計規(guī)定
      5.1.1 本方法適用于鋼筋混凝土受彎和受壓構(gòu)件的加固。
      5.1.2 采用本方法時，按現(xiàn)場檢測結(jié)果確定的原構(gòu)件混凝土強度等級不應低于C10。
      5.1.3 當被加固構(gòu)件界面處理及其粘結(jié)質(zhì)量符合本規(guī)范要求時，可按整體截面計算。
      5.1.4 采用增大截面加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，其正截面承載力應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，GB 50010的基本假定進行計算。
      6 置換混凝土加固法
      6.1 設(shè)計規(guī)定
      6.1.1 本方法適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的局部加固。
　　6.1.2 采用本方法加固梁式構(gòu)件時，應對原構(gòu)件加以有效的支頂。當采用本方法加固柱、墻等構(gòu)件時，應對原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在施工全過程中的承載狀態(tài)進行驗算、觀測和控制，置換界面處的混凝土不應出現(xiàn)拉應力，若控制有困難，應采取支頂?shù)却胧┻M行卸荷。
      6.1.3 采用本方法加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，其非置換部分的原構(gòu)件混凝土強度等級，按現(xiàn)場檢測結(jié)果不應低于該混凝土結(jié)構(gòu)建造時規(guī)定的強度等級。
      6.1.4 當混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件置換部分的界面處理及其施工質(zhì)量符合本規(guī)范的要求時，其結(jié)合面可按整體工作計算。
      7 外加預應力加固法
      7.1 設(shè)計規(guī)定
      7.1.1 本方法適用于下列場合的梁、板、柱和桁架的加固：
      1 原構(gòu)件截面偏小或需要增加其使用荷載；
　　2 原構(gòu)件需要改善其使用性能；
　　3 原構(gòu)件處于高應力、應變狀態(tài)，且難以直接卸除其結(jié)構(gòu)上的荷載。
      7.1.2 采用外加預應力方法加固混凝土結(jié)構(gòu)時，應根據(jù)被加固構(gòu)件的受力性質(zhì)、構(gòu)造特點和現(xiàn)場條件，選擇適用的預應力方法：
      1 對正截面受彎承載力不足的梁、板構(gòu)件，可采用預應力水平拉桿進行加固；若正截面和斜截面均需加固的梁式構(gòu)件，可采用下?lián)问筋A應力拉桿進行加固。若工程需要，且構(gòu)造條件允許，也可同時采用水平拉桿和下?lián)问嚼瓧U進行加固。
      2 對受壓承載力不足的軸心受壓柱、小偏心受壓柱以及彎矩變號的大偏心受壓柱，可采用雙側(cè)預應力撐桿進行加固；若彎矩不變號，也可采用單側(cè)預應力撐桿進行加固；
      3 對桁架中承載力不足的軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件，可采用預應力拉桿進行加固；對受拉鋼筋配置不足的大偏心受壓柱，也可采用預應力拉桿進行加固。
      7.1.3 當采用外加預應力方法對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進行加固時，其原構(gòu)件的混凝土強度等級應基本符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010對預應力結(jié)構(gòu)混凝土強度等級的要求。
      7.1.4 當采用本方法加固混凝土結(jié)構(gòu)時，其新增的預應力拉桿、撐桿、綴板以及各種緊固件和錨固件等均應進行可靠的防銹蝕處理。
      7.1.5 采用本方法加固的混凝土結(jié)構(gòu)，其長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃。
      8 外粘型鋼加固法
      8.1 設(shè)計規(guī)定
      8.1.1 外粘型鋼(角鋼或槽鋼)加固法適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱結(jié)構(gòu)的加固。
      8.1.2 采用外粘型鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑進行灌注。
      9 粘貼纖維復合材加固法
      9.1 設(shè)計規(guī)定
      9.1.1 本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。本方法不適用于素混凝土構(gòu)件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50010規(guī)定的最小配筋率的構(gòu)件加固。
      9.1.2 被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。
      9.1.3 外貼纖維復合材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應將纖維受力方式設(shè)計成僅承受拉應力作用。
      9.1.4 粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的纖維復合材，不得直接暴露于陽光或有害介質(zhì)中，其表面應進行防護處理。表面防護材料應對纖維及膠粘劑無害，且應與膠粘劑有可靠的粘結(jié)強度及相互協(xié)調(diào)的變形性能。
      10 粘貼鋼板加固法
      10.1 設(shè)計規(guī)定
      10.1.1 本方法適用于對鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件的加固。
　　本方法不適用于素混凝土構(gòu)件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于現(xiàn)行國家標準《混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010規(guī)定的最小配筋率的構(gòu)件加固。
      10.1.2 被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。
      10.1.3 粘貼鋼板加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應將鋼板受力方式設(shè)計成僅承受軸向應力作用。
      10.1.4 粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的鋼板，其外表面應進行防銹蝕處理。表面防銹蝕材料對鋼板及膠粘劑應無害。
      11 增設(shè)支點加固法
      11.1 設(shè)計規(guī)定
      11.1.1 本方法適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)的加固。
      11.1.2 本方法按支承結(jié)構(gòu)受力性能的不同可分為剛性支點加固法和彈性支點加固法兩種。設(shè)計時，應根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點和工作條件選用其中一種。
      11.1.3 設(shè)計支承結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時，宜采用有預加力的方案。預加力的大小，應以支點處被支頂構(gòu)件表面不出現(xiàn)裂縫和不增設(shè)附加鋼筋為度。
      11.1.4 制作支承結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的材料，應根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境及使用要求確定。當在高濕度或高溫環(huán)境中使用鋼構(gòu)件及其連接時，應采用有效的防銹，隔熱措施。
      12 植筋技術(shù)
      12.1 設(shè)計規(guī)定
      12.1.1 本章適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的錨固：不適用于素混凝土構(gòu)件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于最小配筋百分率規(guī)定的構(gòu)件錨固。素混凝土構(gòu)件及低配筋率構(gòu)件的植筋應按錨栓進行設(shè)計計算。
      12.1.2 采用植筋技術(shù)時，原構(gòu)件的混凝土強度等級應符合下列規(guī)定：
      1 當新增構(gòu)件為懸挑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，其原構(gòu)件混凝土強度等級不得低于C25；
　　2 當新增構(gòu)件為其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，其原構(gòu)件混凝土強度等級不得低于C20。
      12.1.3 采用植筋錨固時，其錨固部位的原構(gòu)件混凝土不得有局部缺陷。若有局部缺陷，應先進行補強或加固處理后再植筋。
      12.1.4 種植用的鋼筋，應采用質(zhì)量和規(guī)格符合本規(guī)范第4章規(guī)定的帶肋鋼筋。當采用進口帶肋鋼筋時，除應按現(xiàn)行專門規(guī)程檢驗其性能外，尚應要求其相對肋面積Ar符合0.055≤Ar≤0.08的規(guī)定。
      12.1.5 植筋用的膠粘劑必須采用改性環(huán)氧類和改性乙烯基酯類(包括改性氨基甲酸酯)的膠粘劑。當植筋的直徑大于22mm時，應采用A級膠。錨固用膠粘劑的質(zhì)量和性能應符合本規(guī)范第4章的規(guī)定。
      13 錨栓技術(shù)
      13.1 設(shè)計規(guī)定
      13.1.1 本章適用于普通混凝上承重結(jié)構(gòu)；不適用于輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)及嚴重風化的結(jié)構(gòu)。
      13.1.2 混凝土結(jié)構(gòu)采用錨栓技術(shù)時，其混凝土強度等級：對重要構(gòu)件不應低于C30級；對一般構(gòu)件不應低于C20級。
      13.1.3 承重結(jié)構(gòu)用的錨栓，應采用有機械鎖鍵效應的后擴底錨栓(圖13.1.3)，也可采用適應開裂混凝土性能的定型化學錨栓.當采用定型化學錨栓時，其產(chǎn)品說明書標明的有效錨固深度：對承受拉力的錨栓，不得小于8.0do(do為錨栓公稱直徑)；對承受剪力的錨栓，不得小于6.5do 。
當定型化學錨栓產(chǎn)品說明書標明的有效錨固深度大于1Odo時，應按植筋的設(shè)計規(guī)定核算其承載載力。
      13.1.4 在考慮地震作用的結(jié)構(gòu)中嚴禁采用膨脹型錨栓作為承重構(gòu)件的連接件。
      13.1.5 當在地震區(qū)承重結(jié)構(gòu)中采用錨栓時，應采用加長型后擴底錨栓，且僅允許用于設(shè)防烈度不高于8度、建于Ⅰ、Ⅱ類場地的建筑物；定型化學錨栓僅允許用于設(shè)防烈度不高于7度的建筑物。
      13.1.6 承重結(jié)構(gòu)錨栓連接的設(shè)計計算，應采用開裂混凝土的假定；不得考慮非開裂混凝土對其承載力的提高作用。
      13.1.7 錨栓受力分析應符合本規(guī)范附錄M的規(guī)定。
      14 裂縫修補技術(shù)
      14.1 設(shè)計規(guī)定
      14.1.1 本章適用于承爪構(gòu)件混凝十裂縫的修補；對承載力不足引起的裂縫，除應按本章適用的方法進行修補外，尚應采用適當?shù)募庸谭椒ㄟM行加固。
      14.1.2 經(jīng)可靠性鑒定確認為必需修補的裂縫，應根據(jù)裂縫的種類進行修補設(shè)計，確定其修補材料、修補方法和時間。
      14.1.3 混凝上結(jié)構(gòu)的裂縫依其形成可分為以下三類：
      1 靜止裂縫：形態(tài)、尺寸和數(shù)量均已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。修補時，僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法。
      2 活動裂縫：寬度在現(xiàn)行環(huán)境和工作條件下始終不能保持穩(wěn)定、易隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力、變形或環(huán)境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫.修補時，應先消除其成因，并觀察一段時間，確認已穩(wěn)定后，再依靜，卜裂縫的處理方法修補；若不能完全消除其成因，但確認對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的安全性不構(gòu)成危害時，可使用具有彈性和柔韌性的材料進行修補。
      3 尚在發(fā)展的裂縫：長度、寬度或數(shù)量尚在發(fā)展，但經(jīng)歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發(fā)展后，再進行修補或加固。
      14.1.4 裂縫修補方法應符合下列規(guī)定：
      1 表面封閉法：利用混凝上表層微細獨立裂縫(裂縫寬度ω≤0.2mm)或網(wǎng)狀裂紋的毛細作用吸收低粘度且具有良好滲透性的修補膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其他需要防滲的部位，尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。
      2 注射法：以一定的壓力將低粘度、高強度的裂縫修補膠液注入裂縫腔內(nèi)；此方法適用于O.1mm≤ω≤1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷的補強和封閉.注射前，應按產(chǎn)品說明書的規(guī)定，對裂縫周邊進行密封。
      3. 壓力注漿法：在一定時間內(nèi)，以較高壓力(按產(chǎn)品使剛說明書確定)將修補裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內(nèi)；此法適用于處理大型結(jié)構(gòu)貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而婉蜒的裂縫。
      4 填充密封法：在構(gòu)件表面沿裂縫走向騎縫鑿出槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的U形溝槽，然后用改性環(huán)氧樹脂或彈性填縫材料充填，并粘貼纖維復合材以封閉其表面；此法適用于處理ω>0.5mm的活動裂縫和靜止裂縫。填充完畢后，其表面應做防護層。[1]

      混凝土結(jié)構(gòu)安全性取決于設(shè)計、施工和使用過程中的正常維修和保養(yǎng)，也與工程技術(shù)人員和管理人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)相關(guān)聯(lián)。設(shè)計、施工取決于工程的法律、法規(guī)、規(guī)范所規(guī)定的安全設(shè)置水準，設(shè)計安全系數(shù)偏低、施工質(zhì)量差，混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和結(jié)構(gòu)整體牢固性先天不足，為混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生安全事故埋下隱患；養(yǎng)護維修不及時結(jié)構(gòu)安全性也得不到保證。在我國，由于設(shè)計、施工以及維修保養(yǎng)等原因造成的安全事故時有發(fā)生。此外由于自然災害造成的安全事故頻繁發(fā)生，給國家、人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。究其原因主要表現(xiàn)以下幾個方面：
      1現(xiàn)行技術(shù)標準存在差異，安全系數(shù)設(shè)置水平偏低
      按照我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所采用的可靠度設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)安全性的可靠度定義為“規(guī)定”荷載作用下的強度保證率，既不反映不同設(shè)計規(guī)范在荷載標準值上存在很大差異，也不體現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體上的差別。而設(shè)計規(guī)范中的結(jié)構(gòu)可靠度只是對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件而言，構(gòu)件的安全性很大程度取決與荷載的取值，設(shè)計時安全系數(shù)設(shè)置水平與荷載系數(shù)取值有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料，我國規(guī)范中的動荷載安全系數(shù)比美、英等國家規(guī)范低14%～21%，比歐洲規(guī)范低7%；靜載安全系數(shù)比美、英等國低17%，比歐洲低13%；在強度安全系數(shù)方面，我國規(guī)范的混凝土強度安全系數(shù)比歐美低15%，鋼材強度安全系數(shù)低6%。這樣一來按我國規(guī)范設(shè)計的柱子假設(shè)動載和靜載比為1：2，由于荷載和材料方面的影響其承載能力較美、英規(guī)范設(shè)計的柱子的承載能力低35%，較歐洲低28%；梁板的安全系數(shù)比美英低24%，比歐洲低18%。
      2設(shè)計、施工等人為錯誤或差錯
      由于設(shè)計差錯或錯誤造成的結(jié)構(gòu)安全事故主要因為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件沒有足夠的承載能力，導致結(jié)構(gòu)開裂和結(jié)構(gòu)坍塌。但絕大多數(shù)人為錯誤或差錯并非主觀故意和惡意，出現(xiàn)設(shè)計差錯或錯誤往往都設(shè)計人員素質(zhì)不高、設(shè)計能力差、調(diào)查研究不細致、基礎(chǔ)資料不全、設(shè)計參數(shù)的選取不合理、計算能力差、缺乏設(shè)計經(jīng)驗；其次由于行政干預、掌管意志、缺乏合理的設(shè)計周期；再次勘測設(shè)計的全過程監(jiān)理尚未全面展開，即使有設(shè)計監(jiān)理也是流于形式，把關(guān)不嚴。
      混凝土結(jié)構(gòu)安全事故相當一部分是由于施工質(zhì)量差造成的。在我國現(xiàn)行工程項目建設(shè)招投標管理體制下，或多或少存在高資質(zhì)中標，低能力施工的現(xiàn)象，工程層層轉(zhuǎn)包，施工材料以次充好，偷工減料，為工程質(zhì)量埋下重大隱患。同時由于施工管理水平低下，從業(yè)人員素質(zhì)較低，也是當今我國建筑行業(yè)中的一個突出問題，難以及時發(fā)現(xiàn)和有效消除因人為的差錯，而最終釀成的安全事故。
      3火災、爆炸事故
      火災和爆炸可能導致災難性的后果。2001年發(fā)生的震驚全國的石家莊爆炸，造成整棟房屋所有單元連續(xù)倒塌；衡陽113特大火災事故造成衡陽大廈倒塌和重大人員傷亡。這些都是由于混凝土結(jié)構(gòu)遭火災后，混凝土的抗壓強度和鋼筋抗拉強度降低，導致結(jié)構(gòu)的承載能力降低。特別是爆炸，瞬間巨大沖擊力遠遠超過結(jié)構(gòu)的極限承載能力，造成結(jié)構(gòu)瞬間破壞。
      4自然災害
      自然災害所指的地震、滑坡、泥石流、颶風、洪水等不可抗力的自然現(xiàn)象，一旦發(fā)生會造成災難性的破壞。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計全球自然災害導致結(jié)構(gòu)倒塌的數(shù)量相當驚人，造成的損失不可估量。1976年的唐山7.8級的大地震，80%的建筑物倒塌或遭到毀滅性的破壞；今年夏天的云娜號臺風襲擊浙江溫嶺，造成數(shù)億元的經(jīng)濟損失，以及重慶、四川省東部地區(qū)特大暴雨，洪水患難造成大量的房屋和交通設(shè)施的破壞等等。
      但是要完全避免自然災害對結(jié)構(gòu)的破壞是不現(xiàn)實，也是不可能的，也沒有必要。但隨著經(jīng)濟發(fā)展、國力增強、社會財富的增加和科學技術(shù)的進步，增強防患意識，提高對災害的預測水平和結(jié)構(gòu)抗災能力完全必要的，并以此作為改進結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量的重點。
      5缺乏較為完整的法規(guī)和標準體系及管理機制
      在我國工程建設(shè)和使用在管理上缺乏立法約束，重視項目建設(shè)，輕視使用過程中的日常維修、保養(yǎng)；重視建設(shè)資金的投入，忽視保養(yǎng)維修基金設(shè)置。在結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)維修缺乏強制性措施，一些結(jié)構(gòu)由于保養(yǎng)不及時或長年失修造成結(jié)構(gòu)損傷，最終導致結(jié)構(gòu)破壞。其次，設(shè)計、施工、保養(yǎng)及維修技術(shù)不配套，過于依賴技術(shù)規(guī)范的作用，缺乏指南、工法等較為具體詳盡的技術(shù)標準。再次，規(guī)范的錯位認識與管理，局限于現(xiàn)有的標準、規(guī)范，缺乏創(chuàng)新性。隨著技術(shù)進步，對規(guī)范、標準的修訂不及時，缺乏與時俱進。
   2、改善混凝土結(jié)構(gòu)安全性的主要方法與途徑
      1提高混凝土結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的設(shè)置標準
      提高結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的設(shè)置標準無疑有利于提高結(jié)構(gòu)安全性，但建設(shè)成本增加。合理設(shè)置安全系數(shù)既有利于提高結(jié)構(gòu)整體牢固性，又能適應政府或企業(yè)經(jīng)濟承受能力，從客觀實際出發(fā)，審視安全系數(shù)設(shè)置標準，著力提高結(jié)構(gòu)抗擊突發(fā)事件的能力，提高抗震、設(shè)防等級，增強結(jié)構(gòu)整體牢固性。對重要部位、重點場所，重點設(shè)置安全系數(shù)。設(shè)計荷載等級和結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的承載能力有必要儲備，并結(jié)合長遠考慮荷載等級和使用功能的可能變化。
      2完善結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計標準
      結(jié)構(gòu)耐久性是指結(jié)構(gòu)、構(gòu)件所處的各種作用維持使用功能的能力。長期以來，耐久性問題被各國結(jié)構(gòu)工程師十分關(guān)注的問題。在我國由于長期處于短缺經(jīng)濟和計劃經(jīng)濟歷史條件的影響，現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)范主要局限于荷載作用下結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的安全性問題，對于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在長期使用過程中由于環(huán)境作用導致材料性能劣化的影響，被置于比較次要或從屬地位，主要是對耐久性認識不足，環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)耐久性問題比較復雜，存在很多不確定性，不象結(jié)構(gòu)安全性通過加載試驗可以確定。而耐久性只有通過預測、估計。但隨著工程實踐和工程技術(shù)人員的理論研究，已有可能對耐久性的預測、估計接近實際。
      3加強施工過程中工程質(zhì)量的監(jiān)管
      工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性能和耐久性能，加強施工過程中工程質(zhì)量的監(jiān)管是有效遏制結(jié)構(gòu)安全事故的重要手段。政府和企業(yè)（業(yè)主）本著對國家、對社會、對人民負責的態(tài)度，認真履行監(jiān)管的職能；施工單位要嚴格按照《中華人民共和國產(chǎn)品質(zhì)量法》，經(jīng)得起歷史的檢驗、社會的檢驗和用戶的檢驗；社會監(jiān)理要認真履行監(jiān)理職責，把好過程關(guān)，禁止存在質(zhì)量隱患的產(chǎn)品投入使用。
      4制定科學合理的項目建設(shè)工期
      科學合理的項目建設(shè)工期是保證工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，然而在一些具體的項目建設(shè)中人為的行政干、預長官意志、盲目追求工期、進度，特別是一些政績工程，有大干快上的“大躍進”之風，缺乏合理工期，為結(jié)構(gòu)安全性和耐久性埋下了隱患。而今在科學發(fā)展觀的指導下，以科學的態(tài)度、科學的思維方式、科學的組織行為制定科學合理的建設(shè)工期，為結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性和耐久性創(chuàng)造前提條件。
      5強化使用過程中的安全檢測
      由于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的安全性與設(shè)計、施工和使用過程中的保養(yǎng)、維修相關(guān)，也與工程技術(shù)人員和管理人員的水平和素質(zhì)相關(guān)聯(lián)。在我國結(jié)構(gòu)工程施工中技術(shù)水平和人員素質(zhì)相對較差，安全系數(shù)的設(shè)置較低，質(zhì)量保證體系和質(zhì)量保證制度尚不完善，政府的監(jiān)督職能沒有真正發(fā)揮，有些項目交付使用時存在質(zhì)量缺陷，因此有必要加強結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在使用過程中的安全檢測。
      通過有效的安全檢測，即時發(fā)現(xiàn)問題，采取整改措施，避免事故的發(fā)生，把安全事故的發(fā)生率降低到最小限度，從而達到預防為主的目的。要結(jié)合結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的使用情況編制安全檢測計劃，配備檢測儀器，安排檢測經(jīng)費，對一些重點的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件要進行強制性檢測。
      6提高結(jié)構(gòu)材料的耐久性
      提高結(jié)構(gòu)材料的耐久性是提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件使用年限的有效途徑。隨著結(jié)構(gòu)耐久性問題的實踐和理論研究，控制水泥和粗骨料的使用，推廣引氣混凝土，開發(fā)耐銹蝕的鋼筋以及海砂混凝土的控制和利用，積極推廣應用耐久性能高的人工合成的高分子材料，結(jié)構(gòu)耐久性問題得到很大程度的提高。
   3、幾點建議
      1結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性在荷載取值標準上，要縮小與發(fā)達國家間的差距。而且除了提高相應的安全儲備外，更為重要的是加強工程的抗災、減災能力。
      2工程結(jié)構(gòu)在使用過程中檢測、保養(yǎng)和維修應足夠重視，更有必要建立使用過程中安全檢測制度，并制定相應的標準。
      3基礎(chǔ)設(shè)施和公共場所建設(shè)投資上，既要重視建設(shè)，也要重視維修，加大維修資金的投入。
      4積極推廣耐久性材料的使用，推廣應用高性能混凝土。