氯離子與彎曲荷載共同作用下混凝土構(gòu)件鋼筋坑蝕及承載力.pdf

1、氯鹽環(huán)境下的鋼筋混凝土構(gòu)件耐久性問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域普遍關(guān)注的重要問(wèn)題。實(shí)際工程中的絕大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)都經(jīng)受著荷載與環(huán)境等因素的共同作用，氯鹽與彎曲荷載共同作用對(duì)混凝土耐久性的影響是目前結(jié)構(gòu)耐久性研究的主要方向之一。
　　本文基于Fick第二定律與Monte Carlo方法，根據(jù)人工氣候鹽霧環(huán)境及自然海洋環(huán)境下混凝土侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)氯鹽與彎曲荷載共同作用下混凝土氯離子擴(kuò)散性能、鋼筋銹蝕及混凝土構(gòu)件承載力等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究。本

2、文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　1、根據(jù)人工氣候鹽霧環(huán)境及自然海洋環(huán)境下承受不同彎曲荷載水平作用的侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，分別分析了不同侵蝕環(huán)境與不同彎曲荷載水平作用下混凝土自由氯離子濃度、臨界氯離子濃度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)、對(duì)流區(qū)厚度及保護(hù)層厚度等參數(shù)的隨機(jī)特性。
　　2、引入了氯離子擴(kuò)散系數(shù)荷載影響系數(shù)f（λ），分析了人工氣候鹽霧環(huán)境下彎曲荷載水平與氯離子擴(kuò)散系數(shù)及其經(jīng)驗(yàn)系數(shù)m的關(guān)系。結(jié)論表明，彎曲荷載水平與氯離子擴(kuò)散系數(shù)能較好的符合

3、二次函數(shù)關(guān)系;氯離子擴(kuò)散系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)m值隨彎曲荷載水平增大而增大。在此基礎(chǔ)上，建立了考慮氯離子擴(kuò)散系數(shù)時(shí)變性及彎曲荷載水平影響的氯離子擴(kuò)散模型。
　　3、建立了考慮氯離子擴(kuò)散系數(shù)時(shí)變性及彎曲荷載水平作用的鋼筋最大銹蝕深度及坑銹面積的預(yù)測(cè)隨機(jī)模型;分析了基于坑銹的混凝土構(gòu)件受彎承載力計(jì)算模型。以人工氣候鹽霧環(huán)境下的侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了鋼筋坑銹特征量預(yù)測(cè)模型與混凝土構(gòu)件受彎承載力計(jì)算模型。以Monte Carlo法，模擬分析了人工氣

4、候環(huán)境下的鋼筋最大銹蝕深度及坑銹面積的概率密度函數(shù)及隨機(jī)分布特性。結(jié)論表明，鋼筋最大銹蝕深度及坑銹面積均符合正態(tài)分布;模擬可得到基于坑銹的混凝土構(gòu)件受彎承載力的頻數(shù)分布、概率密度及概率分布圖。
　　4、分析了混凝土保護(hù)層歐姆電阻、對(duì)流區(qū)厚度、混凝土保護(hù)層厚度及氯離子擴(kuò)散系數(shù)等主要因素對(duì)氯鹽與彎曲荷載共同作用下的鋼筋最大銹蝕深度及坑銹面積影響的敏感性。結(jié)論表明，混凝土保護(hù)層厚度敏感性最高。
　　5、基于Monte Carlo法

5、，分析了人工氣候環(huán)境下混凝土保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋最大銹蝕深度、鋼筋坑銹面積及混凝土構(gòu)件受彎承載力的影響。結(jié)論表明，增大保護(hù)層厚度能有效提高混凝土耐久性。如混凝土保護(hù)層厚度均值從5 mm到20 mm，鋼筋最大銹蝕深度降低了25.756％，鋼筋坑銹面積降低了40.796％，混凝土梁受彎承載力增加了68.803％。
　　6、Monte Carlo法計(jì)算的結(jié)論表明，氯離子擴(kuò)散系數(shù)對(duì)鋼筋最大銹蝕深度、鋼筋坑銹面積及混凝土構(gòu)件受彎承載力有較大影響