荷载对混凝土耐久性的影响

荷载(hèzài)对混凝土耐久性的影响王挺智、聂忠元、李晨共十五页目前，世界上公布的混凝土耐久性研究中最多的模型，是与腐蚀相关，多以氯离子引起钢筋腐蚀为出发点。许多学者对氯离子传输性能和钢筋腐蚀进行了大量的研究和调查，绝大部分研究并没有考虑荷载或裂缝的因素，尤其是没有考虑因荷载引起的微裂缝影响，很少将氯离子渗透性能与荷载引起的微裂缝或者与荷载本身联系起来研究，而实际上的工程结构往往是承受各种荷载作用的，混凝土中总是存在着因各种载荷(zàihè)引起的裂缝或微裂缝。因此，施加在钢筋混凝土上的荷载对腐蚀介质的渗透有重要影响，从而造成对混凝土耐久性的改变。

引言(yǐnyán)：共十五页载荷(zàihè)的分类：共十五页

1.均布面荷载Q：建筑物楼面或墙面上分布的荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载。都将均布面荷载Q的计算。2.线荷载：建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载q。3.集中荷载：当在建筑物原有的楼面或屋面(wūmiàn)承受一定重量的柱子，放置或悬挂较重物品(如洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等)时，其作用面积很小，可简化为作用于某一点的集中荷载。(二)按荷载作用面大小(dàxiǎo)分类共十五页

1.永久作用(永久荷载(hèzài)或恒载)：在设计基准期内，其值不随时间变化;或其变化可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。2.可变作用(可变荷载或活荷载)：在设计基准期内，其值随时间变化。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。3.偶然作用(偶然荷载、特殊荷载)：在设计基准期内可能出现，也可能不出现，而一旦出现其值很大，且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。(一)按随时间(shíjiān)的变异分类共十五页

1.静态作用或静力作用：不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以(kěyǐ)忽略不计，如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等。2.动态作用或动力作用：使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，例如地震作用、吊车设备振动、高空坠物冲击作用等。(三)按结构(jiégòu)的反应分类1.垂直荷载：如结构自重、雪荷载等;2.水平荷载：如风荷载、水平地震作用等。(四)按荷载作用方向分类共十五页混凝土是一种由水泥浆将粗细骨料结合在一起的多相材料，其组织疏松多孔，在混凝土尚未承受荷载时，其内部已经存在着很多细微的裂缝、空隙和缺陷。当荷载作用时，在有细微裂缝、空隙和微缺陷的地方都会发生应力集中现象，特别是与拉应力垂直的细微裂缝尖端，将发生高度(gāodù)的应力集中现象，导致裂缝扩展。由于被扩展的裂缝是杂乱分散的，不可能集中在几个断面上，形成贯通整个保护层的通缝。不过肯定有很多微裂缝在垂直于钢筋的方向连通了，裂缝的宽度也增大了，氯离子在混凝土中的有效扩散系数一定会增大。因此，拉应力荷载会加速钢筋锈蚀破坏过程，而且荷载越大，氯离子扩散得越快，锈蚀破坏也越快，对耐久性的影响也就越大。影响(yǐngxiǎng)机理：共十五页将混凝土的组织结构看成类似的海绵，内部(nèibù)本身存在着很多细微的裂缝、空隙和缺陷。在外力的作用，海绵内部的空隙，裂缝会发生挤压形变，而混凝土凝结以后形变程度非常小，达到一定程度时，结构就会发生断裂(duànliè)等破坏。共十五页载荷下破坏了原有的结构，造成众多封闭孔被连接贯通，使得氯离子的扩散更加迅速到达(dàodá)的范围也更加的广。而当氯离子通过这些通孔到达刚筋表面(biǎomiàn)时，腐蚀钢筋，造成整体破坏共十五页实验(shíyàn)研究：法国的R．Francois和J．C．MASO采用3点弯曲的方法施加荷载，施加2种水平的荷载，分别对应于规范中要求的含氯离子的腐蚀环境和非腐蚀环境中的最大荷载。通过对制作的钢筋混凝土梁喷洒(pēnsǎ)盐雾或通入二氧化碳气体，促进氯离子和二氧化碳的渗透和钢筋腐蚀，通过研究，发现氯离子和二氧化碳的渗透与荷载引起的混凝土微观结构变化有关。经过12年的观察，他们进一步发现，施加在钢筋混凝土梁上的荷载对腐蚀介质的渗透和钢筋腐蚀有重要影响。钢筋的应力和氯离子扩散系数存在幂函数关系。

共十五页造成(zàochénɡ)的事故：1986年3月15日，新加坡的6层新世界酒店在不到60秒时间内轰然倒塌，50人被埋在碎石下，最后只有17人生还。这起事故是新加坡在二战后发生(fāshēng)的最严重灾难。经过彻查发现酒店在最初的设计上存在严重失误。建筑工程师在设计时完全忽视了整座大楼的静负荷，即大楼本身的重量。也就是说，新世界酒店从设计之初就注定了悲剧命运。共十五页1993年8月13日，泰国呵叻府的6层皇家广场酒店在不到10秒内轰然倒地(dǎodì)，共造成137人死亡，227人受伤。事故发生时，这家酒店正在举行几场会议和研讨会，包括一场大型教师讨论会以及泰国一家石油公司的会议。赶到现场后，救援人员使用手提钻和撬棍展开营救。酒店屋顶为应对供水短缺储存的大量水造成偶然载荷过大是导致坍塌的主要原因。此外，皇家广场酒店1990年加盖的3层楼层并未进行适当评估，业主和一名工程师因此被警方逮捕。共十五页感谢(gǎnxiè)大家听我瞎逼逼如有错误(cuòwù)请大神指正共十五页除了在钢筋表面进行表面处理外，设计师在设计的时候应该更多的考虑到载荷(zàihè)对设计建筑耐久性的影响，譬如设计减震或者预留相应的富余载荷(zàihè)设计。在结构设计的时候应尽量避免应力集中的设计，或者在无法避免的时候在应力集中部位增加强度或者辅助装置。此外还可以从混凝土入手，设计出来类似海绵这种具有柔韧性的材料，减弱氯离子的渗透使得耐久性得到提升。那以后(yǐhòu)怎么办：共十五页内容(nèiróng)总结荷载(hèzài)对混凝土耐久性的影响。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。如安装荷载(hèzài)、屋面与楼面活荷载(hèzài)、雪荷载(hèzài)、风荷载(hèzài)、