房屋結構的安全性、適用性及耐久性要求包括結構的功能性要求、結構的安全性要求、結構的適用性要求、結構的耐久性要求及既有結構的可靠性評定。
一、結構的功能要求
1、能承受在施工和使用期間可能出現的各種作用。
2、保持良好的使用效能。
3、具有足夠的耐久效能。
4、當發生火災時,在規定的時間內可保持足夠的承載力。
5、當發生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時,結構能保持必要的整體穩固性,不出現與起因不相稱的破壞後果,防止出現結構的連續倒塌。
二、結構的安全性要求
安全性是指在正常施工和正常使用的條件下,結構應能承受可能出現的各種荷載作用和變形而不發生破壞;在偶然事件發生後,結構仍能保持必要的整體穩定性。
1、建築結構安全等級
建築結構設計時,應根據結構破壞可能產生的後果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)的嚴重性,採用不同的安全等級。
建築物中各類結構構件的安全等級,宜與整個結構的安全等級相同,對其中部分結構構件的安全等級可進行調整,但不得低於三級。
安全等級 破壞後果
一級 很嚴重:對人的生命、經濟、社會或環境影響很大
二級 嚴 重:對人的生命、經濟、社會或環境影響較大
三級 不嚴重:對人的生命、經濟、社會或環境影響較小
2、建築裝飾裝修荷載變動對建築結構安全性的影響
在裝飾裝修施工過程中,會對建築結構增加一定數量的施工荷載,可能使得建築物區域性面積上的荷載值遠遠超過設計允許的範圍。
裝飾裝修施工過程中常見的荷載變動主要有:
①在樓面上加鋪任何材料屬於對樓板增加了面荷載。
②在室內增加隔牆、封閉陽臺屬於增加了線荷載。
③在室內增加裝飾性的柱子,特別是石柱,懸掛較大的吊燈,房間區域性增加假山盆景,這些裝修做法就是對結構增加了集中荷載。
三、結構的適用性要求
適用性是指在正常使用時,結構具有良好的工作效能。
1、杆件剛度與梁的位移計算
結構構件在規定的荷載作用下,雖有足夠的強度,但其變形也不能過大。限制過大變形的要求即為剛度要求,或稱為正常使用下的極限狀態要求。
梁的變形主要是彎矩引起的彎曲變形,剪力所引起的變形很小,一般可以忽略不計。影響梁變形的因素除荷載外,還有材料效能、構件的截面、構件的跨度。
2、混泥土結構的裂縫控制
裂縫控制主要針對混凝土梁(受彎構件)及受拉構件,裂縫控制分為三個等級:
①構件不出現拉應力。
②構件雖有拉應力,但不超過混凝土的抗拉強度。
③允許出現裂縫,但裂縫寬度不宜超過允許值。
對①②等級的混凝土構件,一般只有預應力構件才能達到。
四、結構的耐久性要求
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。
1、結構設計使用年限
《建築結構可靠性設計統一標準》規定,建築結構的設計基準期為50年,同時給出了建築結構的設計使用年限,具體如下表。
類別 設計使用年限
臨時性建築結構 5
易於替換的結構構件 25
普通房屋和構築物 50
標誌性建築和特別重要的建築結構 100
2、混泥土結構的環境類別
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鏽蝕
II 凍融環境 反覆凍融導致混凝土損傷
III 海洋氯化物環境 氯鹽引起鋼筋鏽蝕
IV 除冰鹽等其他氯化物環境 氯鹽引起鋼筋鏽蝕
V 化學腐蝕環境 硫酸鹽等化學物質對混凝土的腐蝕
3、混泥土結構環境作用等級
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。
4、混泥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範》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規定。
預應力混凝土構件的混凝土最低強度等級不應低於C40,Ca代表引氣混凝土的強度等級。
②保護層厚度一般環境下,設計使用年限為50年的配筋混凝土結構構件,其受力鋼筋的混凝土保護層厚度,不應小於鋼筋的公稱直徑,且應符合下表規定。
③水膠比、水泥用量的一些要求對於一類、二類和三類環境中,設計使用年限為50年的結構混凝土,其最大水膠比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、最大氯離子含量以及最大鹼含量,按照耐久性的要求應符合有關規定。
五、既有結構的可靠性評定
1、發生下列6種情況時,宜對既有結構的可靠性進行評定
①結構的使用時間超過規定的年限。
②結構的用途或使用要求發生改變。
③結構的使用環境惡化。
④結構存在較嚴重的質量缺陷。
⑤出現材料效能劣化,構件損傷或其他不利狀態。
⑥對既有結構的可靠性有懷疑或異議。
2、既有結構可靠性評定分為承載能力評定、適用性評定、耐久性評定和抵抗偶然作用能力評定
①承載能力評定:結構構件和連線的承載力可採取下列方法進行評定
a、基於結構良好狀態的評定方法
b、基於材料效能分項係數
c、構件分項係數的評定方法
d、基於可靠指標的評定方法
e、重力荷載檢驗的評定方法等
②適用性評定:結構構件正常使用極限狀態,應以現行結構設計標準限定的變形和位移為基準,對結構構件的狀況進行評價。
結構構件的變形和位移等狀況可透過現場的檢測確定;現場測定時應區分施工偏差和構件的變形或位移。當不能透過現場的檢測確定時,應採用結構分析的方法計算確定。
③耐久性評定:既有建築結構耐久性的評定應實施下列現場檢測
a、確定已出現耐久性極限狀態標誌的構件和連線
b、測定構件材料效能劣化的狀況
c、測定有害物質的含量或侵入深度
d、確定環境侵蝕性的變化情況
結構構件的耐久年數可採取下列方法推定
a、經驗的方法
b、依據實際劣化情況驗證或校準已有劣化模型的方法
c、基於快速檢驗的方法
d、其他適用的方法等
④抗偶然作用能力的評定既有結構抵抗偶然作用的能力,宜從結構體系和構件佈置、連線與構造、承載力、防災減災和防護措施等方面綜合評定。
對於罕見地震可採取下列方法評定:
a、按現行標準對建築物的總高度、層數、高寬比等限制要求和結構構造措施進行抗倒塌能力的評定
b、採取結構分析的方法對結構整體的變形限值和薄弱層變形限值予以評定
對於發生在建築內部的火災,可進行下列評定
a、對於未設定噴淋設施的建築,可評價可燃物全部燃燒的持續時間與結構構件耐火極限的關係
b、對於設定噴淋設施的建築,應評價煙感和噴淋設施的有效性
c、建築內的排煙措施和疏散措施
房屋結構的安全性、適用性及耐久性要求包括結構的功能性要求、結構的安全性要求、結構的適用性要求、結構的耐久性要求及既有結構的可靠性評定。
一、結構的功能要求
1、能承受在施工和使用期間可能出現的各種作用。
2、保持良好的使用效能。
3、具有足夠的耐久效能。
4、當發生火災時,在規定的時間內可保持足夠的承載力。
5、當發生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時,結構能保持必要的整體穩固性,不出現與起因不相稱的破壞後果,防止出現結構的連續倒塌。
二、結構的安全性要求
安全性是指在正常施工和正常使用的條件下,結構應能承受可能出現的各種荷載作用和變形而不發生破壞;在偶然事件發生後,結構仍能保持必要的整體穩定性。
1、建築結構安全等級
建築結構設計時,應根據結構破壞可能產生的後果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)的嚴重性,採用不同的安全等級。
建築物中各類結構構件的安全等級,宜與整個結構的安全等級相同,對其中部分結構構件的安全等級可進行調整,但不得低於三級。
安全等級 破壞後果
一級 很嚴重:對人的生命、經濟、社會或環境影響很大
二級 嚴 重:對人的生命、經濟、社會或環境影響較大
三級 不嚴重:對人的生命、經濟、社會或環境影響較小
2、建築裝飾裝修荷載變動對建築結構安全性的影響
在裝飾裝修施工過程中,會對建築結構增加一定數量的施工荷載,可能使得建築物區域性面積上的荷載值遠遠超過設計允許的範圍。
裝飾裝修施工過程中常見的荷載變動主要有:
①在樓面上加鋪任何材料屬於對樓板增加了面荷載。
②在室內增加隔牆、封閉陽臺屬於增加了線荷載。
③在室內增加裝飾性的柱子,特別是石柱,懸掛較大的吊燈,房間區域性增加假山盆景,這些裝修做法就是對結構增加了集中荷載。
三、結構的適用性要求
適用性是指在正常使用時,結構具有良好的工作效能。
1、杆件剛度與梁的位移計算
結構構件在規定的荷載作用下,雖有足夠的強度,但其變形也不能過大。限制過大變形的要求即為剛度要求,或稱為正常使用下的極限狀態要求。
梁的變形主要是彎矩引起的彎曲變形,剪力所引起的變形很小,一般可以忽略不計。影響梁變形的因素除荷載外,還有材料效能、構件的截面、構件的跨度。
2、混泥土結構的裂縫控制
裂縫控制主要針對混凝土梁(受彎構件)及受拉構件,裂縫控制分為三個等級:
①構件不出現拉應力。
②構件雖有拉應力,但不超過混凝土的抗拉強度。
③允許出現裂縫,但裂縫寬度不宜超過允許值。
對①②等級的混凝土構件,一般只有預應力構件才能達到。
四、結構的耐久性要求
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。
1、結構設計使用年限
《建築結構可靠性設計統一標準》規定,建築結構的設計基準期為50年,同時給出了建築結構的設計使用年限,具體如下表。
類別 設計使用年限
臨時性建築結構 5
易於替換的結構構件 25
普通房屋和構築物 50
標誌性建築和特別重要的建築結構 100
2、混泥土結構的環境類別
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鏽蝕
II 凍融環境 反覆凍融導致混凝土損傷
III 海洋氯化物環境 氯鹽引起鋼筋鏽蝕
IV 除冰鹽等其他氯化物環境 氯鹽引起鋼筋鏽蝕
V 化學腐蝕環境 硫酸鹽等化學物質對混凝土的腐蝕
3、混泥土結構環境作用等級
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。
4、混泥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範》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規定。
預應力混凝土構件的混凝土最低強度等級不應低於C40,Ca代表引氣混凝土的強度等級。
②保護層厚度一般環境下,設計使用年限為50年的配筋混凝土結構構件,其受力鋼筋的混凝土保護層厚度,不應小於鋼筋的公稱直徑,且應符合下表規定。
③水膠比、水泥用量的一些要求對於一類、二類和三類環境中,設計使用年限為50年的結構混凝土,其最大水膠比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、最大氯離子含量以及最大鹼含量,按照耐久性的要求應符合有關規定。
五、既有結構的可靠性評定
1、發生下列6種情況時,宜對既有結構的可靠性進行評定
①結構的使用時間超過規定的年限。
②結構的用途或使用要求發生改變。
③結構的使用環境惡化。
④結構存在較嚴重的質量缺陷。
⑤出現材料效能劣化,構件損傷或其他不利狀態。
⑥對既有結構的可靠性有懷疑或異議。
2、既有結構可靠性評定分為承載能力評定、適用性評定、耐久性評定和抵抗偶然作用能力評定
①承載能力評定:結構構件和連線的承載力可採取下列方法進行評定
a、基於結構良好狀態的評定方法
b、基於材料效能分項係數
c、構件分項係數的評定方法
d、基於可靠指標的評定方法
e、重力荷載檢驗的評定方法等
②適用性評定:結構構件正常使用極限狀態,應以現行結構設計標準限定的變形和位移為基準,對結構構件的狀況進行評價。
結構構件的變形和位移等狀況可透過現場的檢測確定;現場測定時應區分施工偏差和構件的變形或位移。當不能透過現場的檢測確定時,應採用結構分析的方法計算確定。
③耐久性評定:既有建築結構耐久性的評定應實施下列現場檢測
a、確定已出現耐久性極限狀態標誌的構件和連線
b、測定構件材料效能劣化的狀況
c、測定有害物質的含量或侵入深度
d、確定環境侵蝕性的變化情況
結構構件的耐久年數可採取下列方法推定
a、經驗的方法
b、依據實際劣化情況驗證或校準已有劣化模型的方法
c、基於快速檢驗的方法
d、其他適用的方法等
④抗偶然作用能力的評定既有結構抵抗偶然作用的能力,宜從結構體系和構件佈置、連線與構造、承載力、防災減災和防護措施等方面綜合評定。
對於罕見地震可採取下列方法評定:
a、按現行標準對建築物的總高度、層數、高寬比等限制要求和結構構造措施進行抗倒塌能力的評定
b、採取結構分析的方法對結構整體的變形限值和薄弱層變形限值予以評定
對於發生在建築內部的火災,可進行下列評定
a、對於未設定噴淋設施的建築,可評價可燃物全部燃燒的持續時間與結構構件耐火極限的關係
b、對於設定噴淋設施的建築,應評價煙感和噴淋設施的有效性
c、建築內的排煙措施和疏散措施