受弯钢筋混凝土构件承载力降低对氯离子扩散性影响的研究

摘要

混凝土结构耐久性是当今世界普遍关注的问题。特别是沿海及近海地区和除冰盐环境下的钢筋混凝土结构，由于氯离子侵蚀，导致钢筋锈蚀，使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为实际工程中的重要问题。 影响混凝土中氯离子扩散的因素有很多。本文针对荷载和结构承载力降低对氯离子扩散性的影响进行了研究，并建立了有关模型。 有研究表明，在有荷载作用的情况下，氯离子在混凝土中的扩散速度加快，扩散系数增大。但目前关于荷载作用对氯离子扩散系数影响的模型尚未建立。本文在前人研究的基础上，推导了弯曲荷载作用对氯离子扩散系数的影响。并结合算例，建立了弯曲荷载作用对氯离子扩散系数影响的关系模型。 本文认为，钢筋混凝土结构在长期使用过程中，在自然环境及使用环境等因素作用下，将发生材料老化、结构损伤。这种累计损伤必然造成结构承载力的逐渐下降，从而会使混凝土内部的应力发生重分布，导致混凝土内部孔结构发生改变，使孔隙率增加孔径变大，这必将促使氯离子在混凝土中的渗透和扩散性交强。目前关于承载力降低对氯离子渗透性和扩散性影响的研究很少。因此，本文根据研究荷载作用对氯离子扩散性影响的思路和方法，研究了锈蚀后受弯钢筋混凝土梁承载力降低对氯离子扩散性的影响，建立了承载力降低对氯离子扩散影响的模型。 本文采用全随机过程模型，对氯离子环境下钢筋混凝土受弯构件的可靠性进行了分析。并分别考虑不同荷载水平作用对氯离子扩散性的影响，结合实例进行了计算和比较。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1混凝土结构耐久性研究的重要性

1.2氯离子引起的混凝土中钢筋锈蚀问题

1.2.1氯离子的来源

1.2.2氯离子对钢筋锈蚀的影响机理

1.2.3氯离子对钢筋锈蚀速度的影响

1.3国内外研究现状

1.4本文所做的主要工作

第二章锈蚀后钢筋混凝土受弯构件的承载力研究

2.1氯离子作用下钢筋的锈蚀速度模型

2.2钢筋锈蚀后影响构件承载能力的主要因素

2.3锈蚀钢筋混凝土梁的受弯承载力评估模型

第三章荷载作用及承载力降低对氯离子扩散性的影响

3.1氯离子的扩散

3.2氯离子扩散的影响因素

3.2.1氯离子扩散系数

3.2.2混凝土表面氯离子浓度

3.2.3钢筋表面氯离子浓度的临界值Ccr

3.2.4混凝土保护层厚度的影响

3.3弯曲荷载作用对混凝土中氯离子扩散性的影响

3.3.1弯曲荷载作用对混凝土中氯离子渗透深度的影响

3.3.2弯曲荷载作用对混凝土中氯离子扩散系数的影响

3.3.3算例

3.4正截面受弯承载力降低对氯离子扩散深度的影响

3.4.1受弯构件正截面受弯承载力

3.4.2锈蚀后受弯构件正截面受弯承载力

3.4.3锈蚀后受弯构件正截面受弯承载力变化水平

3.4.4锈蚀后受弯构件正截面受弯承载力降低水平对氯离子渗透性的影响

3.4.5算例

3.4.6锈蚀后受弯构件正截面受弯承载力降低水平对氯离子扩散系数的影响

3.4.7算例

第四章锈蚀后受弯钢筋混凝土构件的可靠性分析

4.1现有结构可靠性的数学模型

4.2现有结构抗力的随机过程模型

4.2.1构件抗力的随机过程模型

4.2.2服役构件抗力的统计分析

4.2.3抗力基本参数的统计分析

4.3荷载的随机过程模型

4.4可靠指标

4.5算例

第五章结论和建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢