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混凝土建筑究竟能使用多少年?

发表于 2020-2-26 21:39:24
经常有新闻报道说,大桥使用了多少年,超过了多少年仍然再使用等等。 钢筋混凝土结构的建筑几乎能占到全世界建筑的80%,如果使用年限几十年,到期难道全部拆除吗?
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发表于 2020-2-26 21:40:02
好多好多年啊。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-1.jpg 这是世界上第一座现代意义上的钢筋混凝土建筑,地址是法国巴黎的 72 rue Charles Michels,1853 年建成的,到现在还在。你搜这个地址还能在现在的谷歌街景里看到它,这还是中间经历了二战的摧残什么的。
再看看纽约啊波士顿啊伦敦啊这些地方的地铁是啥时候建成的,到现在不还每天运着上百万人次。
再往远了说,古罗马的万神殿现在还在啊,这个大穹顶就是混凝土的啊。
不相信?请看最后一张图从古罗马建筑实际取样的样本。
不偷工减料的话,现代科技没理由比这些差的。
更多细节请戳这个回答链接:
古罗马的混凝土技术为什么会失传?

混凝土建筑究竟能使用多少年?-2.jpg

混凝土建筑究竟能使用多少年?-3.jpg

混凝土建筑究竟能使用多少年?-4.jpg
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发表于 2020-2-26 21:40:40
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发表于 2020-2-26 21:41:18
素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构关于使用年限的讨论一定不要脱离两个字—“设计”!
“设计使用年限”是指[b]设计规定[/b]的结构或结构构件[b]不需进行大修[/b]即可按其预定目的使用的时期;
“使用年限”就是单纯的指使用的时期。
上面两句话一定要读三遍,虽然有点绕,但是土木工程中的每一个词都是严谨的。
如果超设计规定的情况,那就当然不能按照设计使用年限来对结构进行评价。
打个比方:有一天你因为坏肚子去看医生,医生给你开了一种叫“不超过55吨”的止泻药,并叮嘱说不能再吃一种叫“超载”的火锅了,吃了这种火锅会坏肚子的。然而你坚持去吃这种火锅,然后拉的床都下不来。那你说说,能怪医生的药没有药效么?你能怪你自己身体不行么?你能怪火锅不卫生么?
武汉长江大桥难道就没有大修过么?
中俄铁路桥就没有大修过么?
赵州桥就没有维修过么?
只要是经过维修,并且能够满足现行规范的荷载,那混凝土结构就是可用的。如果不能用了,降低荷载等级不就完了么。
混凝土结构并没有原罪。
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发表于 2020-2-26 21:41:24
泻药
我们建筑常用的混凝土通常是由是硅酸盐水泥,石子骨料和钢筋骨架一起混合而成的混合物。这种材料经过水的混合搅拌后形成的结构和天然石料相差无几,同样具备着极强的抗压能力。而在混凝土中加入钢筋则使得整体建筑具有了较高的抗拉强度,因此钢筋混凝土一般都是组合一起使用,综合性能强大,常用于实际工程之中。在理论上混凝土本身的寿命是无限的,当然这只是理想情况,在实际应用中,由于各种外界因素,往往达不到理论寿命。
对于暴露在各种环境中的混凝土建筑,能影响到它寿命的因素实在事太多了,如树木扎根,风霜雨雪、洪水等……无一不是能对混凝土造成巨大影响的因素。即便是大自然中的岩石,在水流或者大风的长期洗刷下,也迟早会被腐蚀变成碎沙子,更何况是人造的混凝土呢?
其次是钢筋,在现代建筑中,钢筋所拥有的抗拉能力是不可缺少的,但是,基于钢筋本身的铁属性,极易被氧化腐蚀。因此,在现在建筑中,是通过加强混凝土层的厚度来保护钢筋,减缓钢筋的腐蚀速度的。
浙江大学某某工程研究所某某某老师曾发表过一篇论文《[b]混凝土结构全寿命性能设计理论框架研究》 最后被刊登在2013的学术期刊《工业建筑》上,论文里明确指出[/b]为了发展基于性能的设计理论,从结构性能概念、性能方法、性能设计的基本要求出发,构建结构全寿命性能设计的性能体系模型。将荷载作用等级通过不同设计使用年限的荷载取值标准来体现,并给出可变荷载取值标准的确定方法。将结构的性能水平划分为三个方面,并将结构的耐久性划分为三个等级,提出了采用三级性能指标(标准)作为结构性能的控制指标(标准)。建议耐久性等级为一、二、三级时,风险性能标准β分别取1.0、1.5、2.0;提出采用有害介质扩散深度、钢筋锈蚀率及锈胀裂缝宽度指标作为结构耐久性设计的控制指标。
也就是说现阶段钢筋混凝土结构房屋只要混凝土的保护层厚度按国家规范要求设置,正常使用50~70年没问题,甚至要更久。到期后能通过房屋安全评估的话,也是可以继续使用的,如果有点小问题,通过加固改造后,可以通过国家审图中心的安全工程师的评估之后,也能继续使用。
而题主提出的到期之后会不会被拆除,按照现在国家和城镇化发展的速度,大概率最后房屋被拆除的原因不会是因为房屋本身结构和年限问题,而是因为城市发展问题,现在很多大城市拆迁的很多都是上世纪60年代到80年代的房屋,到今天已经有半个世纪的历史,这些房屋大都因为已经无法满足现代人的基本生活需要而被拆除,还有一部分没有被拆除的建筑,大都是因为这些建筑有着一定的历史文化基础,有些是上百年甚至更久的建筑,这些建筑是中华民族建筑史上不可磨灭的印记,有着很重要的文化研究和传承价值,所以可以保留至今。
题主有机会可以去天津五大道附件看看,那里有很多民国时期的建筑,被保留至今,现在还有人居住,包括袁世凯故居等,还有历史上很出名的张将军和赵四小姐相遇的利顺德大酒店。
本人新手答主,文中观点仅代表个人观点,如有不同见解的朋友,欢迎讨论,不喜勿喷,谢谢。
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发表于 2020-2-26 21:41:44
[size=5][b]简略回答版:[/b][/size]



古罗马的万神殿,完全由混凝土制成,屹立了两千年后,现在依然保存完好。从理论上来说,混凝土的使用年限在设计正确、施工合理、没有强烈环境影响的条件下,几乎是无限长的。
不过现代的混凝土建筑使用年限都是有国家标准的,根据国家《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50352-2005)的规定,建筑的设计使用年限分为四类:
1、临时性建筑设计使用年限为5年;
2、易替换结构构件的建筑设计使用年限为25年;
3、普通建筑物(例如民宅)和构筑物设计使用年限为50年;
4、纪念性建筑和特别重要的建筑设计(例如三峡大坝)使用年限为100年;
不过在实际使用中的寿命是大于设计年限的。


[size=5][b]多说两句版:[/b][/size]



普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料,与水、砂、石子,必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材,是按照不同的配比来进行调配而成,所以每个建筑物所时用到的混凝土配比都不同。
在整个混凝土家族中,普通混凝土使用最早,用途最广,后期很多品种的混凝土(例如钢筋混凝土、清水混凝土等)都是在它的基础上发展起来的。


[b]一、混凝土的历史[/b]
混凝土在古罗马时期就已经被使用,我们现在去看古罗马的建筑,就会发现它们大部分都是石头+混凝土建造而成,但是大规模使用是从二战以后才开始的。
二战之前欧洲的居民根本看不上混凝土这种“不上档次”的材料,人们更倾向于木材、大理石等材料,但是二战以后整个欧洲到处都是废墟,经济的衰退又导致民众不再负担的起高昂的建筑材料。想要在短时间内以更低的价格建出结实且御寒的房屋,人们想到了古罗马有种材料叫混凝土,价格低廉并且能很快就能成型,于是混凝土材料正式进入现代建筑领域。
建筑大师柯布西耶的作品“新型密集型住宅马赛公寓”就是建于1952年的二战期间。他为缓解二战后欧洲房屋紧缺的状况,使用混凝土作为建筑材料以应对战争期间钢材和水泥的短缺,设计了马赛公寓。
马赛公寓很好地证明了混凝土同石头、木头、陶土一样,能够作为外露的建筑材料使用,柯布认为建筑表面的装饰都是多余的,而保留模板的痕迹和表面粗粝的呈现方式更能体现建筑物的本质。混凝土的使用为现代主义建筑大规模推广带来了契机。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-1.jpg

[b]二、混凝土的使用年限及影响因素[/b]
前面提到按照国家设计规定,混凝土建筑物安全使用年限是50-100年,不过不要单纯的认为是混凝土的使用寿命只有50-100年,那可就真的冤枉混凝土了,混凝土作为目前市面上较为安全靠谱的建筑使用材料,其理论的使用寿命是没有年限的。
规定使用年限的原因,是因为混凝土不可能一直处于理想状态下。如果长期处于酸碱的环境中,再坚实的混凝土也会出现各种问题,比如自然界的空气侵蚀风化、碳化等因素会导致混凝土腐蚀、开裂、脱落,这种情况下混凝土就会失去或降低抗弯、抗拉、抗剪等能力,使其整体的承载力下降或者被破坏,所以混凝土的实际使用寿命是与它的结构设计、配比、材料特性、以及不同自然环境的影响密切相关。
不过放心,在合理设计正确施工的情况下,混凝土使用寿命都是大于国家规定的设计年限的。


在混凝土家族中还有一位更常见的小伙伴——钢筋混凝土。
最早的混凝土里面是没有钢筋的,这种单纯的混凝土虽然承重能力很好,但是它属于脆性材料,只能用于建筑的基础、柱子等主要承受压力的结构,而不能用于建筑的大梁、楼板等主要承受拉力的结构。后来人们为了使混凝土的抗弯性和抗压性变得更好,在施工过程中就将钢筋加入到混凝土之中,就是常见的的“钢筋混凝土”。
钢筋混凝土有很好的整体性,尤其是现浇结构(*现浇结构:施工现场在所建建筑结构上用混凝土在支有模板的情况下现场浇注的),很适用于地震频发地带。此外,钢筋混凝土对抗爆炸或抵抗暴风也有着较强的作用。
但是钢筋混凝土使用年限会比混凝土要短一些,因为钢筋毕竟是金属,金属时间一久会被腐蚀,所以一般使用钢筋混凝土需要做防腐的处理,且钢筋混凝土造价要比普通混凝土贵很多。


[b]三、混凝土建筑超过国家规定的使用年限后怎么办?[/b]
打个比方应该会更好理解一点:一般汽车在使用六年后都会要求一年一审,要上线做检测,检测合格后才可以继续使用。建筑物也一样,到了使用设计年限后,需要由具备资质的机构做相关结构安全方面的鉴定检测,一般是由国家审图中心的工程人员来审核,他们会用专业的探伤仪进行评估,如果经过检测结构体系没问题,那就可以继续使用,如果出现一些小问题可以通过修补加固改造,达到标准后继续使用。但是如果经过检测结构安全存在严重问题,经过加固也不能使用,那就必须拆除。


[b]四、最后一点小观点[/b]
到期且可以维修加固的混凝土建筑并不提倡直接拆除,混凝土是不可降解资源,拆除下来的废弃物除了影响环境就没有其他的作用了。
对于整个地球的环境而言,“更新”会是比“拆除”更优化的方式。
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发表于 2020-2-26 21:42:36
混凝土建筑究竟能使用多少年?-1.jpg 古罗马混凝土构件
混凝土使用多少年?也许一百年,一千年。是根据使用环境,使用要求而决定的,在常规情况下,不受外界因素的严重影响,可以是很久很久。
但现有的建筑设计使用年限,最长也一百年左右。但是实际不止,也有达不到的情况。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-2.jpg 混凝土设计相关部分参数
在使用混凝土过程中,会用他来抵抗各种破坏因素作用。
所以,混凝土耐久性的好坏就是非常重要的。
他将决定使用混凝土建筑而成的工程寿命,也是建筑使用中比较重要的一环。
耐久性是混凝土一个非常重要的性能,所以长期以来都备受人们的高度重视。
一般情况下,我们选取的混凝土必定要具有良好的耐久性。
但总有些意外情况,比如环境和天气问题,混凝土可能会被损坏。或者是外力的作用使其收到破坏也影响其使用寿命。
混凝土要有抗冻性、抗渗性和耐蚀性,三点为混凝土耐久性,
影响混凝土耐久性的破坏作用主要有六种:
[size=5]一.冰冻-融解循环:[/size]

这个是最常见的破坏作用之一,也是导致很多人经常用抗冻性来代表混凝土耐久性。
冻融循环这个在混凝土中会产生温度应力,正应力等一些常见的内应力。
会促使裂缝的发展、造成结构疏松,甚至可能会出现表层剥落或整体崩溃的情况出现。
[size=5]二.环境水作用:[/size]

这个包括了淡水浸溶和含盐水及酸性水的侵蚀等,这些溶液在一定的条件下就会产生剧烈化学反应导致腐蚀,最终会让混凝土迅速的被破坏掉。环境水破坏两种变化:一是减少组分,二是增加组分。
即混凝土中的某些组分直接溶解或分解,产生化学变化生成新产物,导致混凝土体积不稳定。
常见的例子,比如沿海地区早期建筑,使用海砂海水,碱性环境里的Cl离子与钢筋产生化学反应,使得钢筋锈蚀松散,体积增大,保护层剥落等病害状况。
[size=5]三.风化的作用:[/size]

主要包括了干湿、冷热的循环,在温度以及湿度变幅比较大变化比较快的地方,或者有其他的破坏因素一起时,会加速混凝土崩溃。
[size=5]四.中性化的作用:[/size]

我们知道在空气中存在很多的酸性气体(如H2S和CO2),在适当的温度以及湿度条件下,我们使用混凝土时在其中降低碱度液相,让其在使用过程中和某些物质组分分解,能使其体积发生变化。
[size=5]五.钢筋锈蚀:[/size]

钢筋会因为电化学作用而生锈导致体积增加,而后会胀坏混凝土的保护层,
其次,又继续加速钢筋锈蚀,恶性循环会使钢筋和混凝土两者同时受到严重破坏,这也是成为毁坏钢筋混凝土结构最主要原因。
[size=5]六.碱-集料的反应:[/size]

使用过程中最常见的就是水泥或者是水中的碱分物质和某些活性集料起反应,然后在生成碱硅酸盐凝胶,碱硅酸盐凝胶会使体积膨胀变大,
然后就能使整个混凝土的建筑物整体崩解掉,较大的损失了混凝土本身的抗压能力。
这样的反应又名碱-硅酸的反应,还有碱-硅酸盐的反应、碱-碳酸盐的反应。
简单拙见,有更好的想法及意见欢迎评论讨论,相互学习。
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发表于 2020-2-26 21:42:52
常规的混凝土结构是50年。出自混规GB50010-2010
混凝土建筑究竟能使用多少年?-1.jpg

一般的大型桥梁,设计期限是100年,出自公桥通规。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-2.jpg



混凝土结构的寿命,一个因素之一是混凝土的破坏
混凝土建筑究竟能使用多少年?-3.jpg

作用机制如上图,在空气中腐蚀性砌体和环境中存在腐蚀性液体的情况下,混凝土其实是处于不断被破坏的状态。结构设计领域,会根据设计期限以及客观的使用环境,采取保护层厚度。
当这个厚度的保护层被破坏时,钢筋开始被锈蚀,失去受力能力,此时结构[b]理论上[/b]已经处于无法工作状态。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-4.jpg
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发表于 2020-2-26 21:43:24
大一点的我也说不准,但是像一些小县城的自建房二三层楼那种,五十年起步是没问题的,问题出在地基上。
混凝土建筑究竟能使用多少年?-1.jpg 我随便搜的网图。
和小区多栋高层建筑不同,这种自建房周围环境不确定,建房时间早晚也不一样,有可能会出现地基沉降的情况,我家的房有十多年了,客厅中间已经有裂隙出现了,就是某一侧沉降下去导致的。但是问题不大,就一两毫米。所以建筑是很耐用的,上百年也轻轻松松。但是配套设施恐怕就不行了。
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发表于 2020-2-26 21:44:03
题主应该指的是
设计使用年限吧


外行可以理解为质保期,过了质保期不代表会坏啊,亲
毕竟成百上千年的木质石头茅草屋都有存在着
没人能准确说钢混结构的建筑多少年会坏,不确定的因素太多了
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