荷载作用下钢筋混凝土构件氯离子扩散试验及耐久性计算方法

摘要

港口工程结构直接受到环境腐蚀因素的作用,大部分处于海洋氯盐环境或内河潮湿环境,耐久性破坏历来都是一个突出问题。结构耐久性不足最终会导致结构的使用寿命不足以及结构的服役期维护费用显著增加。目前,越来越多的学者和工程技术人员投入到对混凝土结构耐久性破坏问题的研究当中,但是绝大部分研究没有考虑荷载作用对于混凝土结构耐久性问题的影响,而实际结构都承受着各种荷载的作用。本文在总结前人研究的基础上,通过试验研究对荷载作用下混凝土的耐久性研究做了一些探索,主要开展了一下几个方面的研究:
　　1.自行研制了多功能海洋环境模拟自动化试验系统来自动模拟海洋环境下的干湿循环区域,自动化试验系统采用PLC进行自动控制,可以自动控制试验温度、干燥和浸泡时间以模拟水位变动区和浪溅区;
　　2.通过试验分别模拟了荷载作用下水位变动区和盐雾区的氯离子在混凝土中的渗透扩散行为,根据实验结果回归分析出荷载对于氯离子扩散系数的影响系数,并结合不同海洋环境,建立了氯离子扩散模型;
　　3.总结现有研究成果,建立了考虑荷载作用的混凝土结构抗力时变模型;并此基础上依据概率方法建立了结构全生命周期的评估模型,针对各生命周期,提出了相应的评估标准,并通过高桩码头算例验证了评估模型的可行性。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2钢筋混凝土结构耐久性研究现状

1.3海洋环境下受荷混凝土破坏机理研究进展

1.4目前存在的问题

1.5 本文所作的工作

1.6本文创新点

第二章 海洋环境下受荷混凝土氯离子侵蚀模拟试验研究

2.1概述

2.2氯离子在混凝土中传输机理

2.3氯离子侵蚀模型

2.4试验设计

2.5干湿循环区受荷混凝土扩散试验研究

2.6盐雾条件下受荷混凝土扩散试验研究

2.7荷载作用对于氯离子扩散规律影响

2.8算例

2.9 小结

第三章 海洋环境下钢筋混凝土结构钢筋的锈蚀

3.1概述

3.2氯离子对混凝土中钢筋锈蚀机理影响

3.3海洋环境下混凝土钢筋锈蚀速度模型

3.4钢筋锈胀开裂模型

3.5钢筋锈蚀裂缝开展到限值的时间

3.6算例分析

第四章 海洋环境下钢筋混凝土锈蚀构件承载力计算方法

4.1概述

4.2锈蚀钢筋的性能退化

4.3钢筋混凝土构件锈蚀后混凝土强度的退化

4.4锈蚀后钢筋和混凝土黏结性能的退化

4.5锈蚀后钢筋混凝土构件承载力计算模式

第五章 海洋环境下钢筋混凝土结构全生命周期耐久性评估

5.1概述

5.2海洋环境下钢筋混凝土结构全生命周期计算模型

5.3基本原理

5.4全生命周期各个生命阶段的求解

第六章 算例及结果分析

6.1工程概况

6.2寿命评估

6.3荷载水平对于结构寿命的影响

第七章 结论和建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢