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本文以一般大气环境条件下在役混凝土结构的耐久性评估为内容,以混凝土结构安全耐久性和适用耐久性评估为主线,对如何评估在役混凝土结构的耐久性进行了的研究。
首先,本文分析了碳化和钢筋锈蚀对混凝土构件性能的影响,在收集国内外部分试验数据和实验结论的基础上研究了钢筋锈蚀和碳化对混凝土受弯构件抗弯承载力的影响,得到了钢筋锈蚀对抗弯承载力的影响系数,推导了考虑碳化作用时正截面抗弯承载力计算公式,建立了基于钢筋锈蚀、混凝土碳化和邻近单元承载力影响系数等多因素作用下的在役混凝土构件承载力计算模型,为在役混凝土结构的承载力评估提供了新思路,可用于在役混凝土结构的承载力评估。
同时,本文从引起混凝土结构性能退化的原因入手,对在役混凝土结构安全和适用耐久性评估方法、极限标准进行系统深入的研究。论文建立了以混凝土裂缝宽度为参数的随机概率模型以评估在役混凝土结构的适用耐久性,建立了面向对象的适用耐久性评估标准,为在役结构的适用耐久性评估提供了决策依据,结合工程算例对混凝土结构的适用耐久性进行评估,评估方法可应用于工程实际。论文分析了时变可靠度的计算方法,改进了基于定量承载力评估的在役结构安全耐久性评估模型。
最后,本文分析讨论了混凝土碳化机理及其影响因素,在既有混凝土碳化模型的基础上,基于工程的实测数据,建立了以混凝土实测强度为主要参数的预测碳化深度的数学模型。并将混凝土强度、保护层厚度、环境温度、环境相对湿度、计算模式不确定性系数等作为随机变量,以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了混凝土碳化到钢筋表面的时变概率随机模型。在碳化时变概率模型的基础上,提出了混凝土结构的碳化寿命评估方法,并结合工程实例对混凝土结构进行了碳化耐久性寿命评估,该评估方法可用于一般大气环境下实际工程的耐久性评估。