氯离子侵蚀下带裂缝钢筋混凝土结构耐久性分析方法研究

摘要

钢筋混凝土结构在长期自然环境和使用条件下会逐渐老化、损伤甚至破坏，影响到结构物的使用功能和安全，因此结构的耐久性是工程结构可靠性的重要内容之一。 钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因，尤其海洋及除冰盐环境下，由于氯离子的侵蚀，普遍存在钢筋锈蚀问题，进而导致混凝土的顺筋开裂。国内外学者对混凝土中钢筋锈蚀问题进行了大量的研究，主要侧重于钢筋锈蚀速度、锈蚀构件性能等方面，并取得了很多成果，但对钢筋锈蚀后混凝土构件的评估，如抗力衰减程度、可靠度等方面的研究很少。 论文以氯离子对混凝土结构的侵蚀机理为基础，建立了不同氯盐腐蚀环境下，考虑扩散系数的时间依赖性以及横向裂缝等其他因素影响的改进的氯离子扩散模型，并对模型参数的选取进行了讨论，通过算例对钢筋初始锈蚀时间进行了计算。 建立了氯盐腐蚀环境下混凝土结构由钢筋锈蚀引起混凝土开裂的条件和耐久性极限状态方程以及氯盐腐蚀环境下混凝土结构的寿命评估准则；考虑抗力衰减的影响，计算了混凝土结构的动态可靠指标，对混凝土结构的耐久性进行了分析。 通过实例分析，对比了Kim和Chun Qing Li两种不同的锈蚀速率下，高桩码头各构件的动态可靠指标，并对各个破坏阶段进行了计算。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.1.1结构耐久性的定义

1.1.2混凝土结构耐久性研究的重要意义

1.2耐久性损伤的现象和实例

1.2.1耐久性损伤的原因和现象

1.2.2钢筋混凝土结构工程破坏的调查

1.3裂缝对钢筋锈蚀影响的研究现状

1.4本文所做的主要工作

第二章氯离子侵蚀环境下结构破坏原理

2.1氯离子对钢筋混凝土结构的侵蚀

2.1.1氯离子的来源

2.1.2氯离子在混凝土中的传输机理

2.1.3氯离子引起钢筋锈蚀的机理

2.2钢筋初始锈蚀时间的确定

2.2.1扩散模型

2.2.2流动模型

2.3钢筋锈蚀引起混凝土开裂时间的确定

2.3.1钢筋锈蚀的类型

2.3.2锈蚀速度模型

2.3.3锈胀开裂的条件

2.3.4算例

第三章钢筋混凝土高桩码头耐久性评估

3.1概述

3.1.1结构模型

3.1.2结构寿命评估

3.2基本原理

3.2.1极限状态方程和可靠指标

3.2.2误差传递原理

3.2.3可靠指标的基本计算方法

3.3钢筋初始锈蚀时间

3.4混凝土保护层开裂时间

3.4.1理论模型

3.4.2试验模型

3.5承载能力极限状态

3.5.1抗力

3.5.2荷载

3.5.3可靠指标

第四章算例

4.1工程概况

4.2混凝土构件全寿命周期耐久性分析

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