混凝土结构耐久性的概率极限状态设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值.该法与我国混凝土设计规范的结构设计方法一致,其中的关键问题是选取描述耐久性劣化过程的数学模型与合适的设计参数.根据理论与经验相结合的碳化深度模型.选择混凝土保护层厚度与混凝土立方体抗压强度作为耐久性设计参数,建立了基于碳化寿命准则的耐久性概率极限状态设计方法,给出了碳化寿命耐久性接受准则、分项系数与设计表达式.该法适用于一般大气环境下不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足使用寿命要求的保护层厚度与混凝上强度.     

混凝土结构碳化耐久性的分项系数设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值。选用合适的设计参数是混凝土结构耐久性设计的关键问题,设计参数应具有明确的物理意义和容易掌握的统计规律,且易为设计人员所接受。根据理论与经验相结合的碳化深度模型,建立了考虑保护层厚度与混凝土强度两个随机变量的碳化耐久性的分项系数设计方法,提出了碳化寿命准则极限状态的目标可靠指标的建议值,计算确定了保护层厚度与混凝土抗压强度满足目标可靠指标的分项系数,由此给出了碳化寿命准则的耐久性设计表达式。该耐久性分项系数设计法适用于一般大气环境下任意设计使用年限的不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足耐久性要求的保护层厚度与混凝土强度。     

基于碳化模型的在役桥梁可靠度分析

根据不同混凝土受碳化腐蚀模式,考虑混凝土抗压强度、水灰比、保护层厚度、环境温度、湿度、碳化速率等影响混凝土碳化深度的时间依赖性因素,计算了桥梁耐久性的失效概率。拟合出桥梁的失效概率与使用年限关系的寿命曲线,在目标可靠指标下,更为直接的表明了受碳化侵蚀的在役桥梁时变可靠度与剩余寿命的关系,为评定桥梁的安全服役年限及加固维修提供了理论依据。     

一般大气环境下既有混凝土结构的耐久性评定与剩余寿命预测

结构耐久性设计是针对拟建结构而言的,相对于拟建结构,既有结构已转化为现实的空间实体,环境条件也更为明确,这种根本性的转变使得既有结构的可靠性分析和评定具有其自身的特点,原设计采用的分析模型和参数可能不再适用于既有结构的可靠度分析。以混凝土保护层开裂作为耐久性寿命的终结标准,将混凝土立方体抗压强度与混凝土保护层厚度作为耐久性评定参数,结合混凝土结构服役期间的碳化深度与钢筋锈蚀深度的实测数据,研究了一般大气环境中既有混凝土结构的耐久性评定问题,提出了耐久性评定的接受准则,建立了基于可靠度的耐久性评定的实用方法,包括极限状态函数、剩余寿命评定表达式以及耐久性评定的分级原则,并通过算例说明了评定过程。该法为一般大气环境下既有混凝土结构的耐久性评定提供了参考。     

氯盐侵蚀下修正混凝土桥梁的结构可靠性退化模型

结构退化可靠性(概率论)模型已经被用于计算结构的失效性。考虑钢筋混凝土腐蚀初始点、腐蚀速度以及时变荷载提出相应的修正模型。耐久性设计规范中已考虑混凝土桥梁的全寿命周期的可靠性分析以及时变荷载,但对于耐久性设计考虑不周,没有考虑到除冰盐的运用将引起长期退化和结构安全度的降低。另外,保护层厚度不足或水灰比过高也会增加结构失效的可能性。     

一般大气环境下既有预应力混凝土结构的耐久性研究

在一般大气环境中,混凝土的碳化是造成既有预应力混凝土结构耐久性降低的主要成因。基于既有预应力混凝土结构的腐蚀损伤特点,结合工程实例,考虑了一般大气环境下各耐久性影响因素如混凝土保护层厚度、混凝土碳化系数以及局部环境影响等的不确定性,通过MonteCarlo随机模拟,提出了基于初锈准则的耐久性概率评估方法,为一般大气环境下既有预应力混凝土结构的耐久性评估、再设计及维修加固提供了参考和量化依据。     

基于碳化寿命准则的钢筋混凝土结构耐久性评定

混凝土中的钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要因素,而在一般大气环境下,混凝土碳化则是混凝土中钢筋锈蚀的前提条件。目前,国内外对混凝土碳化进行了大量的试验研究及理论分析,对混凝土碳化机理与影响因素已经有了深刻的认识,并提出了很多碳化深度的计算模型,总结了钢筋混凝土结构耐久性设计的概率方法,为进一步研究混凝土中钢筋锈蚀与混凝土结构的寿命预测提供了基础。文章将在此基础上,通过进一步的可靠度分析,确定钢筋混凝土结构耐久性评定的分级标准,最终建立基于碳化寿命准则的钢筋混凝土结构的耐久性评定方法。     

一般大气环境条件下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的预测

基于钢筋锈蚀的电化学机理，从pH值对钢筋表面钝化膜稳定性的影响入手，考虑部分碳化区的影响，建立了大气环境下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的预测模型。在此基础上，分析了保护层厚度，水灰比，相对湿度等因素的影响规律及不考虑部分碳化区引起的误差。     

基于保护层施工偏差的预应力混凝土结构碳化耐久性研究

在一般大气环境中,混凝土保护层的碳化是导致结构钢筋锈蚀的主要原因.由于保护层厚度尺寸相对较小,因此保护层厚度的施工偏差对结构的耐久性将造成较大影响.基于预应力混凝土结构特点,建立其耐久性失效准则,并据此分析研究了保护层施工偏差对设计使用寿命内结构碳化耐久性失效概率的影响,为同类工程的耐久性设计、施工及质量控制提供了理论方法及依据.     

海洋环境下混凝土墩柱的耐久性模拟

海洋环境条件下混凝土墩柱的耐久性配合比和构造一直是耐久性设计的重点,因耐久性设计不足给国家和社会带来了严重损失.基于全寿命成本分析软件life-365,通过分析保护层厚度、水灰比、掺合物、扩散系数对氯离子侵蚀期的影响,得到了如下结论:①保护层厚度的增加能极大地延长氯离子侵蚀期,有效地延迟了钢筋锈蚀发生的时间.②降低水灰比可以提高氯离子侵蚀期,但增幅相对有限.③掺合料的种类和掺和量对氯离子侵蚀期的长短影响显著,添加掺合料对提高混凝土构筑物的耐久性有着极大意义.④海洋环境下混凝土墩柱的耐久性不仅与扩散系数有关,还与水化系数有关,仅通过判断特定时间点氯离子扩散系数大小无法判断其耐久性性能的优劣.