碳化作用下基于可靠度的混凝土结构耐久性设计方法研究

对碳化作用下基于可靠度的混凝土结构耐久性设计方法进行了研究。首先确定碳化作用对应的结构耐久性极限状态和可靠指标,然后选择碳化深度预测模型,以设计使用寿命模式建立失效概率方程,最后在满足结构设计使用年限的条件下综合确定结构与材料的耐久性指标,并给出不同环境条件下的计算实例。     

港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计原则与方法

系统阐述港珠澳大桥跨海工程混凝土结构耐久性设计的原则与方法,首先介绍港珠澳大桥工程概况及120年使用年限的总体要求;根据工程的环境、水文地质数据分析工程场址条件下混凝土结构劣化的主要过程和因素;确定耐久性设计的控制过程为海洋氯离子侵入和表层混凝土碳化引起的钢筋锈蚀。针对耐久性控制过程,分析耐久性极限状态、构件使用年限、环境作用类别和程度以及裂缝控制宽度;然后建立针对港珠澳大桥工程场址条件的氯离子侵入过程设计模型,使用全概率方法校准的分项系数法完成针对不同时用年限、不同暴露条件下的结构耐久性参数和混凝土保护层厚度设计;最终确定用于港珠澳大桥混凝土结构120年使用年限的耐久性设计与质量参数。     

混凝土结构耐久性设计原则、方法与标准

结合最新颁布的《混凝土结构耐久性设计标准》(GB/T 50476—2019)综述混凝土结构耐久性的总体设计原则、方法和规定。结合混凝土结构耐久性的定义,分析耐久性设计的三要素：性能劣化、耐久性极限状态以及设计使用年限,强调耐久性设计需要向全寿命耐久性规划拓展。结合标准规定,解析使用环境分类和等级划分表示性能劣化、耐久性极限状态以及设计使用年限针对整体结构与构件的不同含义。然后,结合定性设计方法分析典型环境下材料和构件层次上耐久性规定以及耐久性指标,针对防腐蚀附加措施和后张法预应力体系分析耐久性多重保护的理念。综述表明,标准最大程度总结了我国混凝土结构耐久性科学认识与工程实践,发展基于模型的性能化设计、设计阶段系统开展维护设计、推动耐久性多屏障设计理念是耐久性标准将来的发展方向。     

《混凝土结构耐久性设计规范》简介

混凝土结构的耐久性设计已为世界土木工程界所关注,本文简要介绍了《混凝土结构耐久性设计规范》的主要内容及该规范对混凝土耐久性的设计原则,规范在环境类别的基础上加入了环境作用等级的划分,对结构构件处于不同环境等级的作用下采取相应不同的设计要求.该规范将对我国处在高速发展阶段的混凝土工业借鉴国际经验,提高使用年限,避免不必要...     

《混凝土结构设计规范》修订简介(三)——混凝土结构的耐久性设计

强调了混凝土结构耐久性设计的重要性、基本原理及定性设计方法.根据修订规范介绍了:耐久性环境类别;对混凝土材料的耐久性能要求;防止材料劣化的技术措施;延长设计使用年限的方法;使用期的检测、维护要求.可以帮助设计人员理解和执行修订规范的耐久性设计.     

国家体育场的混凝土结构耐久性设计

国家体育场(鸟巢)作为2008年第二十九届奥林匹克运动会的主体育场,其建筑造型和特殊的身份必将使其成为重要的文化遗产而载入史册,因此,它的结构耐久性和耐久性设计就显得尤为重要。详细介绍了国家体育场混凝土结构耐久性使用年限、环境分类及环境作用等级、混凝土及混凝土组分设计、钢筋保护层厚度、裂缝控制、施工要求、使用阶段的维护与检修、结构耐久性寿命预测等耐久性(100年)的设计内容。     

荷载作用下混凝土桥墩耐久性研究进展

耐久性设计是保证混凝土构筑物实现设计使用年限的重要手段。由于目前关于混凝土结构的耐久性设计中没有考虑荷载作用对其耐久性的影响,造成了一些混凝土建筑物在远未达到设计使用年限时便出现不得不大修的情况。为了说明荷载作用对混凝土桥墩耐久性性能的影响,结合桥墩的受力形式和常见环境导致的耐久性破坏,介绍了目前关于荷载作用对混凝土构件抗冻融性能、抗碳化性能和抗氯离子侵蚀性能影响的研究成果,得到了荷载因素是影响混凝土桥墩耐久性的重要因素的结论,同时指出了目前关于这方面研究存在的不足。     

荷载作用下混凝土桥墩耐久性研究进展

耐久性设计是保证混凝土构筑物实现设计使用年限的重要手段.由于目前关于混凝土结构的耐久性设计中没有考虑荷载作用对其耐久性的影响,造成了一些混凝土建筑物在远未达到设计使用年限时便出现不得不大修的情况.为了说明荷载作用对混凝土桥墩耐久性性能的影响,结合桥墩的受力形式和常见环境导致的耐久性破坏,介绍了目前关于荷载作用对混凝土构件抗冻融性能、抗碳化性能和抗氯离子侵蚀性能影响的研究成果,得到了荷载因素是影响混凝土桥墩耐久性的重要因素的结论,同时指出了目前关于这方面研究存在的不足.     

关于混凝土结构的耐久性规定 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)若干修订问题讲座(四)

１耐久性是结构的基本功能“耐久性”是混凝土结构和其它材料结构应具有的一项基本功能。在《建筑结构可靠度设计统一标准》关于结构功能要求中明确指出“在正常维护下具有足够的耐久性能”；在新版《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第3章“基本设计规定”第一次专门设置“耐久性规定”一节。混凝土结构耐久性问题日显突出，已为广大业主和建设者逐步加以重视；此外，对结构设计使用年限已有了明确规定，对“足够的”耐久性有了定量设计的可能。混凝土结构的耐久性已与强度并列为混凝土结构两大基本特性；混凝土结构因耐久性不足而未…     

大坝混凝土耐久性的影响因素及对策

大坝混凝土耐久性的影响因素及对策陈益民，尚月，陈胡星混凝土耐久性，就是在预期的使用年限内，混凝土材料在安全条件和预见的使用环境下，保持其良好行为和优良性能的能力。通俗地说，就是混凝土在使用过程中能保持不明显损坏的年限。它是水泥和混凝土抵抗内部的（固有...     

混凝土结构耐久性控制区及设计参数的定量分析

现行规范的混凝土结构耐久性设计方法难以定量分析结构几何参数、环境作用等级、材料性能衰退等因素对结构服役寿命的影响。为此,针对氯化物腐蚀环境,提出了混凝土结构的耐久性控制区,并建立了混凝土结构耐久性设计参数的定量分析方法。首先基于混凝土中氯离子扩散补偿理论和结构几何外形建立混凝土结构的耐久性控制区模型;然后结合Fick第二定律,建立不同扩散维数下混凝土结构的耐久性定量分析模型,据此合理选取耐久性设计参数,并通过定量分析确定其取值。最后结合工程实例和设计规范对比验证了文中方法的有效性和适用性。研究表明,所提方法能够综合考虑混凝土结构几何外形及尺寸、环境作用等级、初始暴露龄期和材料性能衰退等因素对混凝土结构服役寿命的影响,可以有效克服现行规范耐久性设计方法中设计参数重复设置,不能有效反映材料性能衰退和结构几何外形的影响等不足。     

钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法

对处于氯盐环境中的混凝土结构,为使其在设计使用寿命期内具有合格的可靠度要求,基于结构抗力劣化过程的动态计算模型及动态可靠度分析,在我国 现行结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数的确定方法。针对50年设计使用年限 情况,考虑港口结构3种荷载组合以及5种可变荷载与恒载效应比影响,给出不同的环境条件、水灰比、保护层厚度下结构耐久性系数γD的取值。从而建立 了基于耐久性的可靠度设计实用方法。     

混凝土结构全寿命等耐久性设计的理论框架

为延长混凝土结构的寿命,实现混凝土结构可持续发展,节约成本和资源,提高结构在寿命周期内的经济效益,基于等耐久性设计和全寿命设计理念,提出了全寿命等耐久性设计方法,指出了其核心研究内容,并对设计方法的基本思路、理论框架、设计过程进行了研究。结果表明:全寿命等耐久性设计方法具有均衡结构耐久能力、延长使用寿命、减小全寿命成本的优点,可在结构设计的初步设计阶段发挥作用;将全寿命等耐久性设计方法应用于成本投入高、使用周期长的混凝土结构（如桥梁结构）,有望带来可观的经济效益。     

氯盐环境钢筋混凝土构件服役寿命计算

根据混凝土构件承载力的耐久性退化作用,建立了腐蚀环境作用下混凝土结构的3阶段服役寿命理论模型:诱导期、退化期和破坏期;即钢筋表面的自由氯离子浓度达到锈蚀临界值的时间、混凝土结构的主要材料(混凝土和钢筋)达到其材料耐久性破坏的限值、混凝土结构的承载力降低到安全使用极限状态作为各阶段的时间节点.基于氯离子扩散计算模型、钢筋...     

结构耐久性设计的混凝土保护层厚度

目前世界各国钢筋混凝土设计规范中的耐久性设计均通过一系列条文实现 ,无法确定目标使用年限 ,而且也无法表示不同措施对结构耐久性的影响程度是这种方法的主要缺陷。要改进这些缺陷 ,需在设计阶段明确结构使用寿命的要求 ,为此必须对结构构件抗力及适用性的衰减过程、极限状态、可靠性指标有一个明确的认识。在总结碳化钢筋腐蚀耐久性研究成果的基础上 ,提出了针对碳化钢筋腐蚀条件下钢筋混凝土构件中混凝土保护层厚度的要求     

钢筋混凝土结构的工作寿命设计-针对氯盐污染环境

混凝土耐久性现在正在向定量化发展,同时正在融入钢筋混凝土结构可靠度和工作寿命设计体系。通过将氯盐污染、氯离子渗透和导致钢筋锈蚀,转换为与时间相关的环境荷载与结构劣化进程,目前已形成具有实用价值、可操作的结构工作寿命设计体系。本文介绍了这方面最新进展,包括氯盐污染对结构的破坏作用,氯离子渗透数学模型与主要参数,以结构混凝主耐久性为基础的工作寿命、可靠度概念和理论计算方法,以及设计高耐久性钢筋混凝土结构的技术路线。     

结构设计规范应确保工程合理使用寿命要求——混凝土结构设计规范的问题讨论之二

对结构的设计使用年限与《建筑法》提出的建筑物合理使用寿命之间的关系进行了探讨,指出混凝土结构设计所提供的结构耐久性或设计使用年限应具备足够的保证率或安全裕度,并认为现行混凝土结构设计规范所设置的耐久性水准不能满足《建筑法》规定的"必须确保"主体结构在合理使用寿命内的质量要求。同时分析了我国混凝土结构工程短寿的多种原因,不仅要尽快提高技术规范的耐久与安全设置水准,而且要完善建筑物的管理制度。     

基于气候环境作用的混凝土材料与结构使用寿命预测方法

为了提升自然气候环境下钢筋混凝土结构使用寿命的预测精度,以混凝土受氯盐侵蚀为背景,分析了钢筋混凝土结构使用寿命的全过程,并给出各关键阶段使用寿命的计算模型;基于气候环境作用谱、混凝土微环境响应谱以及钢筋锈蚀速率时变模型的相关研究成果,提出新建混凝土结构耐久性设计的使用寿命预测方法,并给出算例说明;基于混凝土内钢筋锈蚀量的等效,提出混凝土材料与结构耐久性试验中的加速老化因子概念,并提出了基于人工气候环境耐久性试验的使用寿命预测方法。结果表明:该方法可以提高新建混凝土结构使用寿命的预测精度,并且使人工气候环境耐久性试验的设计更具有针对性。     

Durability problems of lining structures for Xiamen Xiang’an subsea tunnel in China

Durability problem of reinforced concrete for underground structures is a hot issue in the field of structural engineering.For underground structures,the prediction of structural service life and methodology for durability design are needed to estimate structural durability.Taking the case of Xiamen Xiang’an subsea tunnel as background,which is designed to meet the requirement of 100-year service life,the influential factors on tunnel lining durability are analyzed.Under the criteria of crack controlling and bearing capacity of lining structures,the theoretical service life of Xiamen Xiang’an subsea tunnel lining is studied.The regulations,which are needed for the diffusion capability of chloride ions in concrete by the relevant diffusion tests,are proposed.After a quick corrosion test,the bearing capacity test on eccentric short columns is implemented to investigate the variation rules in the bearing capacity of models with time.Influence of the corrosion degree of steel bars on the bearing capacity of models is also investigated.Based on the results of model tests,the acceleration ratio between the quick corrosion in laboratory test and the natural corrosion environments is established.Thus,the natural service life of subsea tunnel lining structures can be obtained by means of laboratory tests.Then,the proposed method using this modified model is employed to predict the service life of tunnel lining structures.Finally,the design and construction measures for improving the durability of lining structures of subsea tunnel are introduced.The proposed method in the present study based on a real engineering project is superior to those with only theoretical assumptions,and would be more suitable for similar projects.     

东莞环球财富大厦地下室混凝土结构温差效应分析

结构超长、复杂体型的地下室混凝土结构,具有较为显著的温度响应,在结构分析、设计与施工阶段需合理考虑环境温差效应。在综合考虑施工进度、后浇带设置、含地下室桩筏基础有限约束刚度、依时温差作用取值的基础上,结合混凝土收缩徐变时效特性等关键因素,建立了一套适用于地下室混凝土结构温差效应分析的精细化仿真分析方法。基于所述方法,开展了东莞环球财富大厦地下室混凝土结构施工及使用全寿命内温差效应的定量分析,明确了结构温差作用下受力较不利构件及变形较大部位,针对性提出结构优化设计建议及施工控制措施,相关成果可为地下室混凝土结构设计提供参考。