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混凝土结构耐久性设计原则及环境区划标准

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:建立DEZS时应遵循以下三个基本原则。因此,在SLCC设计理念基础上,结合国内外耐久性研究成果和已有的结构设计原则,提出基于性能的混凝土结构耐久性最优设计的基本方法,实现耐久性设计由定性向定量的转移,已经成为混凝土结构设计理论发展的必然趋势。在建立环境区划标准时,这三条原则缺一不可。

混凝土结构耐久性设计原则及环境区划标准

建立DEZS时应遵循以下三个基本原则。

(1)根据实际自然环境(包括水文、气候和地理环境等)条件,反映混凝土结构耐久性劣化在时空上的不均匀分布。

由于自然环境因素的影响,混凝土结构的耐久性劣化存在着空间和时间上的不均匀分布。

如前所述,受地理和气候环境的影响,我国的钢筋混凝土结构普遍存在着“南锈北冻”的现象。东北、华北和西北地区气候严寒,混凝土结构往往表现为冻融破坏以及盐冻破坏,而东南和南方地区,气候普遍湿热,常受海洋环境影响,往往因混凝土碳化或氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀。而处于东南沿海的浙江省,随着海洋环境向陆地环境的转变以及相对湿度由南向北的降低,耐久性劣化程度也表现出由重向轻的趋势。这些都是耐久性劣化在空间上的不均匀分布的表现。

耐久性也是一个随时间不断劣化的过程。混凝土结构中的钢筋锈蚀就是典型的随时间积累的过程;其他的劣化过程,如混凝土碳化、冻融等现象也反映出随时间的不均匀分布。

因此,将自然环境条件的分布与结构耐久性的劣化过程相结合,建立统一的环境区划标准,成为完善与发展混凝土结构耐久性设计与评估方法的首要任务。

(2)不仅要考虑环境层次的耐久性影响,而且要考虑材料、构件和结构层次的耐久性影响。

混凝土结构的耐久性研究分为环境、材料、构件和结构四个层次。(www.xing528.com)

环境层次的耐久性研究包括不同环境作用的影响与不同环境因素的影响两个方面。环境作用可分为冻融、化学物质侵蚀、生物和机械物理作用等,而环境因素包括气候条件、应力状态、环境中侵蚀性介质在材料内部的渗透等。

混凝土结构耐久性环境区划标准必须基于在环境层次上的研究成果,通过对影响结构耐久性的主要环境因素与作用的分析,结合其他层次的研究成果,根据具体自然条件,选取适合的参数。

(3)借鉴已有的结构设计原则,考虑结构形式、功能、重要程度以及经济等因素,实现结构全寿命周期成本最优化。

考虑在结构全寿命周期成本[3-5](Structural Life-Cycle Cost,SLCC)设计理念的基础上进行结构耐久性设计的必要性,基于可靠度的混凝土结构设计已成为当今世界设计方法的主流。混凝土结构耐久性的研究成果要应用于实践,指导设计与施工,就必须考虑与现行设计规范衔接,能够为设计与施工技术人员所掌握与接受。

因此,在SLCC设计理念基础上,结合国内外耐久性研究成果和已有的结构设计原则,提出基于性能的混凝土结构耐久性最优设计的基本方法,实现耐久性设计由定性向定量的转移,已经成为混凝土结构设计理论发展的必然趋势。根据环境、作用、结构形式与功能等进行综合分析,从而建立DEZS,则成为耐久性设计的第一步。

在建立环境区划标准时,这三条原则缺一不可。只有在此基础上进行建立混凝土结构耐久性环境区划标准的工作,才能够有明确的思路和正确的方向指导接下来的工作。

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