王旭
中国建筑第二工程局有限公司华东公司 上海市 200000
摘要:为了提高房屋建筑混凝土结构耐久性能试验精确度,提出房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究。通过建立房屋建筑混凝土结构耐久生命预测函数,分析房屋建筑混凝土结构荷载受力,计算房屋建筑混凝土结构耐久性能扩散系数,得到房屋建筑混凝土结构耐久性能测试曲线方程。实验结果表明,文中设计的房屋建筑混凝土结构耐久性能试验精确度明显高于对照组,能够有效提高房屋建筑混凝土结构耐久性能试验精确度。
关键词:房屋建筑;?混凝土结构;?耐久性能;?性能试验;
房屋建筑混凝土结构作为房屋建筑中的重要组成部分,其耐久性能能够直接决定其使用寿命。针对房屋建筑混凝土结构耐久性能方面的研究一直是相关部门的研究重点,而房屋建筑混凝土结构耐久性能试验是判断房屋建筑混凝土结构耐久性能的有效途径。在我国,针对房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究中,普遍通过计算房屋建筑混凝土结构硬度以及承载力的方式,测试房屋建筑混凝土结构耐久性能。但由于房屋建筑混凝土结构耐久性能是一个变化的过程,会受到外界因素的干扰而改变,因此,必须以动态的视角进行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验。针对以往房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究中的不足,本文设计一种房屋建筑混凝土结构耐久性能试验方法,通过试验的方式,得出房屋建筑混凝土结构耐久性能,为确保房屋建筑混凝土结构安全提供专业性指导。
1 房屋建筑混凝土结构耐久性能试验方法
1.1 建立房屋建筑混凝土结构耐久生命预测函数
在外部环境的侵蚀作用下,空气及环境中的水分子由房屋建筑混凝土结构表层向内渗透,当房屋建筑混凝土结构内部的水分子浓度达到一定的标准时,房屋建筑混凝土结构开始被腐蚀。当分子密度达到一定浓度房屋建筑混凝土结构遭到破坏,房屋建筑混凝土结构耐久性能失去时效性,可在此时近似看作房屋建筑混凝土结构寿命到达终点。基于此,设其目标函数为,建立房屋建筑混凝土结构耐久生命预测函数表示为。
xcover表示为房屋建筑混凝土保护厚度;m表示为房屋建筑混凝土结构耐久性能全生命衰减系数;α表示为房屋建筑混凝土结构厚度;ωe表示为水分子发生扩散显现的速度;erf表示为大气环境中其他对房屋建筑混凝土结构造成影响的因素;ccr表示为房屋建筑混凝土结构应力影响参数;cn表示为气体分子在房屋建筑混凝土结构中扩散的活化作用;exp表示为房屋建筑混凝土结构全生命耐久周期;T0表示为房屋建筑混凝土结构在养护初期的标准温度;T表示为所处环境平均温度。基于上述函数,明确房屋建筑混凝土结构耐久性能劣化的影响,并通过数据推导得到了房屋建筑混凝土结构的耐久性能的寿命预测。
1.2 房屋建筑混凝土结构荷载受力分析
在建立房屋建筑混凝土结构耐久生命预测函数的基础上,引入回弹法分析房屋建筑混凝土结构荷载受力情况,结合数据概率统计评估与分析获取的数据值。考虑到房屋建筑混凝土结构荷载受力情况呈现正态均匀分布,符合278-3000《防腐技术规范》对房屋建筑混凝土结构建设提出的要求。
结合表1中表述数据,采用SPT-T40房屋建筑混凝土结构探测设备,检验房屋建筑混凝土是否存在裂缝、裂缝长度与宽度。根据裂缝的发展趋势分析外界环境因素对房屋建筑混凝土结构耐久性能产生的影响。包括:大气环境空气中的湿度与温度;房屋建筑混凝土组织结构是否发生变异;房屋建筑混凝土材料是否存在沉降与横向位移;钢筋腐蚀作用力;集中应力等。基于房屋建筑混凝土组织结构,若维持其行为耐久性,需保障表层对外接触区域与具有较为良好的隔离性与合适的厚度。采用Profatere4检测设备,探测房屋建筑中钢筋位置,得到房屋建筑混凝土隔离层厚度与底层钢筋长度测量结果如表2所示。
计算房屋建筑混凝土结构实际多方平均受力值,设其目标函数为S,分析现场房屋建筑混凝土结构强度及平均荷载受力表示为。
n表示为试验区域;i表示为房屋建筑混凝土结构受力平均值;f表示为试验中受荷载受力最小值,计算单位为MPa;m表示为试验房屋建筑混凝土结构组间数。
根据上述计算公式,可掌握房屋建筑混凝土结构在自然状态的受力情况,为房屋建筑混凝土结构持续耐久性能分析提供时效数据支撑。
1.3 计算房屋建筑混凝土结构耐久性能扩散系数
基于上述分析房屋建筑混凝土结构荷载受力,根据Fick第二定律关系,设其目标函数为Dx*,计算房屋建筑混凝土结构耐久性能扩散系数可表示为。
t0表示为初期房屋建筑混凝土结构养护时间;t表示为房屋建筑混凝土结构暴露大气时间;η表示为耐久性能效应值;f(σ)表示为对房屋建筑混凝土结构耐久性能造成影响的应力系数;D0表示为离子参数系数;ωe表示为离子扩散对房屋建筑混凝土结构耐久性能产生的活化能;R表示为大气中气体与离子常数。根据上述公式,可得出房屋建筑混凝土结构耐久性能扩散系数,以此判断房屋建筑混凝土结构在不同深度下离子的实际扩散速度,为得到房屋建筑混凝土结构耐久性能测试曲线方程提供动态试验结果。
1.4 得到房屋建筑混凝土结构耐久性能测试曲线方程
结合上述计算,在房屋建筑混凝土结构耐久性能测试设计阶段,根据环境腐蚀及其他外界因素的作用分析,确定房屋建筑混凝土结构耐久性能劣化的主要原因,提出耐久性能试验指标。通过近似概率统计的方式,设其目标函数为G,计算房屋建筑混凝土结构耐久性能在脱钝状态下的极限耐久值可表示为。
Ccr表示为房屋建筑混凝土结构受到侵蚀状态下,大气离子的极限浓度值(气体凝胶含量),计算单位为%;Cs表示为房屋建筑混凝土结构表层离子浓度值(同上),计算单位同上;C0表示为房屋建筑混凝土结构经过养护后,初期状态下的离子含量值;erf表示为高斯函数概率误差值;xd表示为房屋建筑混凝土结构耐久保护层厚度,计算单位为mm;Dct表示为离子扩散速度,计算单位为m2/s。在此基础上,得到房屋建筑混凝土结构耐久性能测试曲线方程表示为:
η表示为房屋建筑混凝土结构耐久极限状态;P表示为房屋建筑混凝土结构耐久性能失效概率。根据上述计算公式,获取房屋建筑混凝土结构的极限耐久数值,输出计算结果,得出房屋建筑混凝土结构耐久性能试验结果,完成对房屋建筑混凝土结构耐久性能的试验,实现房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究。
2 实验分析
2.1 实验准备
实验工程采用某市房屋混凝土结构建筑,总建筑面积大约为565.2m2,该工程主要分为地上3层和地下1层,底板面高度大约为1.45m。基于房屋建筑混凝土结构耐久性能具有一定的特殊性,以此选用经过自然状态下养护的房屋建筑混凝土结构样本试件,将房屋建筑混凝土结构作为一种组织结构体,执行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验。实验选取对比指标为试验精确度,通过多次试验的方式,判断两种试验方法的精度。使用本文设计试验方法和传统试验方法进行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验,记录其试验准确次数,分别设置为实验组与对照组。
3 结束语
通过房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究,能够取得一定的研究成果,解决传统房屋建筑混凝土结构耐久性能试验中存在的问题。在后期的发展中,应加大对房屋建筑混凝土结构耐久性能的研究力度。截至目前,国内外针对房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究仍存在一些问题,在日后的研究中还需要进一步对房屋建筑混凝土结构的优化设计提出深入研究,为提高房屋建筑混凝土结构的耐久性能提供参考。
参考文献
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