混凝土结构耐久性研究的回顾与展望

混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式 ,但是由于其材料自身和使用环境的特点 ,使得混凝土结构存在严重的耐久性问题 ,这已经给各国带来了巨大的经济损失和财政负担 .本文通过数据和工程实例说明混凝土结构耐久性问题的严重性 ,回顾了混凝土结构耐久性研究的发展状况 ;同时还系统地介绍了混凝土结构耐久性研究的主要内容 ,包括 :混凝土的碳化、碱 -集料反应和冻融破坏、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀、混凝土构件耐久性和混凝土结构体系耐久性 ;最后展望了混凝土结构耐久性研究的发展方向 .  

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

通过对不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验，得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律，根据试验结果的统计分析，给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式，最后，还给出了锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系，可用于具有锈蚀钢筋的混凝土结构的有限元分析。  

在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次，提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法，并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标，从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态，以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平，3个层次均划分为5个模糊等级，对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论，将定性指标给予定量化，采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度，用可信度与频数统计（CMFS）方法确定权重，用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析，总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程，用Matlab语言编制了评估程序，用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估，评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》，已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统，效果良好.  

混凝土小型空心砌块墙体非线性有限元分析

为了控制混凝土小型空心砌块建筑(CSHBB)中的墙体裂缝，提出了一种非线性有限元分析方法.该方法采用通用有限元分析软件ANSYS对不同构造措施和不同结构类型砌块墙体进行了水平和垂直双向荷载作用下的全过程分析，研究了不同类型砌块墙体在平面荷载作用下的应力和位移变化规律以及初裂荷载、极限荷载，分析了各种砌块墙体的整体变形性能，比较了不同构造措施在提高砌块墙体初裂荷载、极限荷载和变形性能方面的作用.同时进行了足尺寸混凝土小型空心砌块墙体的抗侧力试验研究，并把有限元的计算结果与试验结果进行了比较分析.研究结果表明，构造措施能显著提高砌块墙体的整体性能；门窗洞口明显削弱了砌块墙体的抗裂性能；该有限元方法是一种经济有效的分析方法,能替代部分试验研究.  

地震荷载作用下海洋平台结构物动力可靠度分析

主要针对地震荷载作用下的海洋平台结构动力可靠性问题进行研究。海洋平台动力可靠性实质上是综合应用动力响应理论和概率理论，先对平台结构响应特性起主要影响作用的随机变量进行抽样，然后进行平台结构随机响应分析，并对响应结果进行概率统计分析，进而求得平台结构动力可靠性。本文分析过程中，考虑了地震裂度、地震输入方向、不同地震波等因素对结构响应的影响。应用本文所提出的海洋平台结构物动力可靠度分析方法，结合工程应用，进行南海某三腿海洋平台动力可靠性评估。分析结果表明，考虑了柱－土共同作用后，平台结构刚度降低，系统结构更为柔软，因此考虑桩－土共同作用后的结构响应比考虑六倍桩径处固定时的结构响应小；南海某三腿海洋平台体系动力可靠指标小于目标可靠指标，该平台在实际工程应用中是安全、合理和可行的。  

随不同位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系

为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系，本文从理论上推导了钢筋应力、钢筋与混凝土的粘结应力以及钢筋与混凝土的相对滑移之间的相互关系，并通过数学分析得到了三者的解析表达式，在此理论研究的基础上，根据拔出试验数据，给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系，推导出了反应这种变化规律的位置函数，得到了与端部滑移及位置均有关系的钢筋与混凝土粘结应力的表达式。  

海洋平台结构疲劳损伤与寿命预测方法

在系统地分析和总结国内外有关海洋工程结构的疲劳损伤及其寿命可靠性评估方法研究的基础上，提出了基于随机疲劳理论的海洋平台结构疲劳可靠性分析方法，以此作为结构疲劳理论发展的主要方向之一。在此方法中，结合海洋工程结构的特点，提出了疲劳应力范围分布模型的修正，将疲劳寿命划分为疲劳裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命两个阶段。采用体系可靠度理论，分析了结构疲劳全寿命及其可靠性，在后将此方法运用到中国南海某一平台结构，说明了该方法的实用性与简便性。  

函数型神经网络法在混凝土碳化分析中的应用

混凝土碳化是结构耐久性研究中的一个重要问题。本文首次提出庆用函数型神经网络法进行混凝土的碳化分析。该方法使用单层网络进行学习和计算，使网络的结构得以简化，收敛速度加快。将该网络应用于混凝土碳化的分析和预测。其结果优于传统的ＢＰ网络，并且学习速度有了较大的提高。  

考虑混凝土碳化规律的钢筋锈蚀度预测模型

依据电化学原理，考虑了混凝土碳化规律以及钢筋锈蚀后变化对预测钢筋锈蚀率的影响，同时把氧化在混凝土中的扩散系数视为随时间变化的变量，提出了一个新的预测模型，并通过分析这一产生误差的原因，提出了用模型因子对预测公式进行修正。同时，理论分析表明：采用一般的混凝土碳化表达式与采用简化的混凝土碳化表达式相比，钢筋锈蚀率预测值会有显著差别；而考虑钢筋半径随锈蚀率的增加而减小以及氧气在混凝土中扩散系数随时间变化  

钢筋混凝土拱桥的极限承载力

本文针对大跨度钢筋混凝土拱桥结构在变形、失稳破坏期间产生的几何非线性和材料非线性的特性，采用有限变形理论和混凝土的本构关系，对钢筋混凝土拱桥进行了极限承载力分析，并以钢筋混凝土拱的模型试验结果验证了理论分析结果．