探討混凝土結構在地震中的破壞

李 濤

（身份證號：500221198710026617 重慶市 400020）

探討混凝土結構在地震中的破壞

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鍵作用。混凝土施工技術在建筑工程中的廣泛使用，大大地推動了建筑工程行業的快速發展。但是混凝土結構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狀、地震對混凝土結構和強度的影響、混凝土結構加固方法分析等內容。

混凝土結構；地震破壞；強度分析；加固方法

引言

隨著我國建筑工程業的快速發展，混凝土施工技術得到了廣泛地應用。正是由于各種技術在建筑工程中的使用，促使了我國建筑業的快速發展。混凝土施工技術就是在建筑工程施工中廣泛使用的一種技術，一方面因為施工技術的不成熟；另一方面是因為我國自然環境復雜，導致了建筑工程中混凝土結構經常會遭到破壞，這種情況是一種不可避免的現象，特別是地震對建筑物混凝土結構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狀

隨著我國社會的快速發展和現代化進程的向前推進，建筑工程業在我國得到了迅速發展，但是發展的過程中也存在著很多的問題，而混凝土施工技術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在建筑工程施工過程中的廣泛使用，混凝土施工技術的好壞就越來越決定了建筑物的質量。

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。在建筑工程業發展中，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重要的作用。目前，混凝土施工技術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 地震對混凝土結構和強度的影響

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果分析，發現不同地震震動下的混凝土經過養護（一般養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 混凝土受破環及性能的分析

有關混凝土受震破壞的研究發現，混凝土結構受震破壞主要表現在結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層、柱端與節點的破壞較為突出、砌體填充墻破壞等方面。具體來說就是某些混凝土結構的質量和強度存在著很大程度的不均勻性，這就使得結構存在著層間強度薄弱的樓層，當發生地震的時候，這些薄弱的樓層就容易發生變形，很容易受到地震的破壞；同時鋼筋混凝土框架結構的一般受破壞表現為梁輕柱重、柱頂要比柱底重，發生地震時這些結構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，這些破壞主要表現為柱端彎曲破壞，當震害較輕的時候柱子發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，有研究人員發現在骨料表面的水泥漿體結構與水泥石中的結構有著明顯的區別，這就是影響混凝土抗地震破壞性能的關鍵，這個骨料表面的水泥漿體是混凝土中最薄弱的環節，這個環節是決定混凝土抗震能力的關鍵。當受到地震破壞時，最初的裂縫處非常容易產生應力集中，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 混凝土結構加固方法分析

3.1 抗震加固的原則

我國自然環境復雜、地震時有發生，地震給建筑物造成了極大的破壞，混凝土結構也很容易遭到破壞，所以說為了加強建筑物的質量和結構安全，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，比如說醫院、學校、養老院、儲油設施、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構而進行的，通過加固要提高結構的變形能力，能夠有效地防止地震中出現的損毀。

建筑物的抗震加固其實就是通過改變建筑結構，從而改善抗震性能。抗震加固時還要參照以下原則：①建筑物結構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構抗震鑒定；②在進行建筑物加固之前要進行充分的建筑結構調查，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構的總體抗震性能，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短柱、短梁或強梁弱柱等不利于結構；⑥對建筑物實施加固時，要盡可能地保證不改變原有的結構；⑦加固方案用增設抗震墻體、增設層間支撐時，要防止結構出現局部應力集中，預防內力的重分布的情況出現從而破壞結構；⑧對建筑物進行加固時，既要考慮結構的安全性，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

隨著科學技術的發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；從混凝土結構節點方面考慮，可以采用柱外包角鋼加固法、混凝土構件增大截面法、節點外貼碳纖維加固法、節點粘鋼加固法等。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的發展前景

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

5 結語

總而言之，混凝土施工技術在建筑業中的作用是巨大的，所以一定要加強對它的研究，特別是混凝土結構的抗震性能研究，爭取早日實現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，參與結構設計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構設計方面有著豐富的經驗。