探討混凝土結(jié)構(gòu)在地震中的破壞

李 濤

（身份證號：500221198710026617 重慶市 400020）

探討混凝土結(jié)構(gòu)在地震中的破壞

李 濤

（身份證號：500221198710026617 重慶市 400020）

混凝土是建筑工程中的重要原料，在建筑工程中起到了關(guān)鍵作用?；炷潦┕ぜ夹g(shù)在建筑工程中的廣泛使用，大大地推動了建筑工程行業(yè)的快速發(fā)展。但是混凝土結(jié)構(gòu)通常會受到自然災害的影響，特別是地震的影響。本文綜述了混凝土在建筑工程中應用現(xiàn)狀、地震對混凝土結(jié)構(gòu)和強度的影響、混凝土結(jié)構(gòu)加固方法分析等內(nèi)容。

混凝土結(jié)構(gòu)；地震破壞；強度分析；加固方法

引言

隨著我國建筑工程業(yè)的快速發(fā)展，混凝土施工技術(shù)得到了廣泛地應用。正是由于各種技術(shù)在建筑工程中的使用，促使了我國建筑業(yè)的快速發(fā)展?；炷潦┕ぜ夹g(shù)就是在建筑工程施工中廣泛使用的一種技術(shù)，一方面因為施工技術(shù)的不成熟；另一方面是因為我國自然環(huán)境復雜，導致了建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常會遭到破壞，這種情況是一種不可避免的現(xiàn)象，特別是地震對建筑物混凝土結(jié)構(gòu)造成的破壞是巨大的，所以要加強混凝土的抗震研究，保證人們的居住安全。

1 混凝土在建筑工程中應用現(xiàn)狀

隨著我國社會的快速發(fā)展和現(xiàn)代化進程的向前推進，建筑工程業(yè)在我國得到了迅速發(fā)展，但是發(fā)展的過程中也存在著很多的問題，而混凝土施工技術(shù)在建筑施工中的應用取得了一定的成效。另外，隨著混凝土施工技術(shù)在建筑工程施工過程中的廣泛使用，混凝土施工技術(shù)的好壞就越來越?jīng)Q定了建筑物的質(zhì)量。

混凝土是一種新型的建筑材料，它主要由水泥、水、細骨料、化學外加劑、等原材料按一定比例配合而成，它是一種很好的人工建筑石材。在建筑工程業(yè)發(fā)展中，混凝土是一種很好的建筑材料，在建筑工程施工中起著至關(guān)重要的作用。目前，混凝土施工技術(shù)被廣泛地應用到各種土建工程中，比如道路工程、房屋建筑工程、橋梁建筑工程、水壩建筑工程等。

2 地震對混凝土結(jié)構(gòu)和強度的影響

2.1 地震對混凝土早期強度的影響

有研究人員做了混凝土強度檢測實驗，實驗內(nèi)容是將不同齡期（12h、24h、72h等）的混凝土放到震動臺上，7度震動后對其強度進行檢測，同時將受震的混凝土模塊和為首震動的混凝土模塊進行對比分析，而實驗和對比結(jié)果顯示：在澆筑早期受到震動的混凝土的強度有所損失，而且早期（12h）受震的混凝土強度損失很明顯，損失強度可達17%，但齡期為72h的混凝土模塊的強度損失要遠小于早期12h的，損失率只為4%左右。另外，研究人員對不同齡期的混凝土模塊進行了不同程度震動下的結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)不同地震震動下的混凝土經(jīng)過養(yǎng)護（一般養(yǎng)護時間為一個月左右）后，混凝土強度得到了很好地恢復。

2.2 混凝土受破環(huán)及性能的分析

有關(guān)混凝土受震破壞的研究發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)受震破壞主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)層間屈服強度有明顯的薄弱樓層、柱端與節(jié)點的破壞較為突出、砌體填充墻破壞等方面。具體來說就是某些混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和強度存在著很大程度的不均勻性，這就使得結(jié)構(gòu)存在著層間強度薄弱的樓層，當發(fā)生地震的時候，這些薄弱的樓層就容易發(fā)生變形，很容易受到地震的破壞；同時鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的一般受破壞表現(xiàn)為梁輕柱重、柱頂要比柱底重，發(fā)生地震時這些結(jié)構(gòu)就容易受到地震的破壞，特別是角柱和邊柱更容易受到地震的破壞，這些破壞主要表現(xiàn)為柱端彎曲破壞，當震害較輕的時候柱子發(fā)生水平或者斜向斷裂，而震害較重時混凝土被壓酥，導致鋼筋外漏或者鋼筋繃斷；還有就是砌體填充墻由于剛度大、承載力低，當受到地震破壞時（特別是嚴重地震時），填充墻發(fā)生裂縫。

宏觀上說混凝土是骨料和水泥漿組成的兩相材料，但是從微觀角度看它又是三相材料，這說明了混凝土材料具有很強的復雜性，有研究人員發(fā)現(xiàn)在骨料表面的水泥漿體結(jié)構(gòu)與水泥石中的結(jié)構(gòu)有著明顯的區(qū)別，這就是影響混凝土抗地震破壞性能的關(guān)鍵，這個骨料表面的水泥漿體是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)是決定混凝土抗震能力的關(guān)鍵。當受到地震破壞時，最初的裂縫處非常容易產(chǎn)生應力集中，這就導致了裂縫迅速擴展，從而造成了混凝土材料的破壞。

3 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法分析

3.1 抗震加固的原則

我國自然環(huán)境復雜、地震時有發(fā)生，地震給建筑物造成了極大的破壞，混凝土結(jié)構(gòu)也很容易遭到破壞，所以說為了加強建筑物的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，就要加強建筑物本身的抗震加固，但是在建筑物抗震加固過程中要遵循一些主要的基本原則，這些原則主要包含了以下方面：①建筑物在進行抗震加固之前要進行科學地、專業(yè)地檢測、鑒定，這樣才能保證建筑物加固的合理性，同時要考慮到建筑物的重要性和經(jīng)濟合理性，拆除對抗震沒有意義的加固；②對建筑物的加固處理要有目標建筑物和重點加固對象，比如說醫(yī)院、學校、養(yǎng)老院、儲油設(shè)施、水庫等重點工程，要加大對這些建筑和工程的加固工作；③建筑物的抗震加固是針對整體結(jié)構(gòu)而進行的，通過加固要提高結(jié)構(gòu)的變形能力，能夠有效地防止地震中出現(xiàn)的損毀。

建筑物的抗震加固其實就是通過改變建筑結(jié)構(gòu)，從而改善抗震性能。抗震加固時還要參照以下原則：①建筑物結(jié)構(gòu)的抗震鑒定是實施建筑加固的前提，實施建筑加固之前要進行充分地結(jié)構(gòu)抗震鑒定；②在進行建筑物加固之前要進行充分的建筑結(jié)構(gòu)調(diào)查，這樣有利于制定出合理的加固方案；③在選擇建筑加固方案時，要充分地考慮到建筑結(jié)構(gòu)的總體抗震性能，因為建筑加固不是進行局部加固，而是要進行整體加固；④建筑物加固以后，要求建筑物各樓層綜合抗震能力不宜超過下一樓層綜合抗震能力的20%；⑤建筑物加固之后，要保證混凝土框架中少出現(xiàn)短柱、短梁或強梁弱柱等不利于結(jié)構(gòu)；⑥對建筑物實施加固時，要盡可能地保證不改變原有的結(jié)構(gòu)；⑦加固方案用增設(shè)抗震墻體、增設(shè)層間支撐時，要防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部應力集中，預防內(nèi)力的重分布的情況出現(xiàn)從而破壞結(jié)構(gòu)；⑧對建筑物進行加固時，既要考慮結(jié)構(gòu)的安全性，也要考慮建筑的適用舒適性，而且還要考慮到加固施工成本、考慮到施工對人們生活的影響問題。

3.2 抗震加固的方法分析

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和對建筑工程研究力度的加大，在對建筑物的加固過程中，有許多可以選擇的方法。從建筑承載能力方面考慮，可采用卸載法、加大截面法、混凝土置換加固法、外包鋼（或外粘鋼板）加固法、粘貼纖維復合材加固法、增設(shè)墻體法、鋼管約束加固法等；而從能量的摩擦耗能方面考慮，可以采用消能減震法、隔震加固法等；從混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點方面考慮，可以采用柱外包角鋼加固法、混凝土構(gòu)件增大截面法、節(jié)點外貼碳纖維加固法、節(jié)點粘鋼加固法等。這就要求在進行建筑物抗震加固時要充分地考慮的各方面的因素，最終達到最好的加固效果。

4 我國建筑工程混凝土施工技術(shù)的發(fā)展前景

隨著社會的快速發(fā)展，人們對生活的水平要求越來越高，其中居住環(huán)境就是人們最為關(guān)心的，但是由于建筑施工技術(shù)發(fā)展水平有限，再加上自然環(huán)境的復雜性，給建筑安全帶來了很大隱患。不過我相信隨著科技的發(fā)展和建筑施工技術(shù)的不斷完善，特別是建筑物的抗震加固技術(shù)的完善，人們的生活一定會得到更大的保障，而且我國建筑業(yè)也迅速地發(fā)展。

5 結(jié)語

總而言之，混凝土施工技術(shù)在建筑業(yè)中的作用是巨大的，所以一定要加強對它的研究，特別是混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能研究，爭取早日實現(xiàn)地震對建筑物的零傷害。

[1]李正，李忠獻.一種修正的混凝土彈性損傷本構(gòu)模型及其應用[J].工程力學，2011（08）.

[2]李正，李忠獻.基于修正彈塑性損傷模型的鋼筋混凝土高橋墩地震損傷分析[J].土木工程學報，2011（07）.

TU375

A

1673-0038（2015）37-0120-02

2015-8-27

李濤（1987-），男，助理工程師，參與結(jié)構(gòu)設(shè)計5年，在高層住宅、大型商場、大型車庫、各種花園洋房以及各種寫字樓等結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有著豐富的經(jīng)驗。