預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鹽凍環(huán)境下的耐久性數(shù)值模擬研究.pdf

1、現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以其優(yōu)越的性能廣泛地應(yīng)用于土木、建筑、水利和交通工程等各個(gè)領(lǐng)域。與其它結(jié)構(gòu)一樣，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期在侵蝕環(huán)境作用下也會(huì)出現(xiàn)耐久性失效。對(duì)于普通混凝土結(jié)構(gòu)而言，凍融與氯鹽的影響研究得比較早。然而目前國內(nèi)外對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性基礎(chǔ)理論及其設(shè)計(jì)方法的研究不多，相關(guān)方面的計(jì)算機(jī)仿真數(shù)值試驗(yàn)研究則更是少見。為此，本文在國家自然科學(xué)基金以及江蘇省自然科學(xué)基金的聯(lián)合資助下，圍繞預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及其數(shù)值試驗(yàn)開展了以下

2、幾個(gè)方面的工作： 1.選取了預(yù)應(yīng)力混凝土框架中常用的單側(cè)配置預(yù)應(yīng)力筋的梁作為研究對(duì)象，在構(gòu)件進(jìn)行有限次凍融循環(huán)和一定濃度氯離子侵蝕后預(yù)應(yīng)力混凝土梁靜載試驗(yàn)，研究了在不同侵蝕指標(biāo)、不同預(yù)應(yīng)力度下構(gòu)件的承載力、正常使用劣化特點(diǎn)和損傷規(guī)律，并且對(duì)構(gòu)件中氯離子的含量進(jìn)行了測(cè)定，獲得適用于該環(huán)境下的耐久性可靠度分析參數(shù)； 2.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果通過試驗(yàn)研究，分析討論了凍融循環(huán)次數(shù)和氯離子侵蝕對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能的影響，建立了凍融循環(huán)

3、作用下預(yù)應(yīng)力構(gòu)件氯離子擴(kuò)散一維及二維模型，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值方法，對(duì)構(gòu)件指定腐蝕行為進(jìn)行了計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真模擬，為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性的細(xì)觀、微觀尺度研究奠定了基礎(chǔ)； 3.分析討論了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在凍融時(shí)的氯離子擴(kuò)散機(jī)理及其影響因素，并探討了擴(kuò)散深度的預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，將混凝土強(qiáng)度，保護(hù)層厚度，預(yù)應(yīng)力度，計(jì)算模式不確定性系數(shù)作為隨機(jī)變量，以混凝土的氯離子擴(kuò)散深度作為一個(gè)隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程，建立了在凍融條件下氯離子擴(kuò)散到鋼筋表面的概率隨機(jī)

4、模型，并借助結(jié)構(gòu)可靠度理論進(jìn)行了結(jié)構(gòu)可靠性分析和耐久壽命預(yù)測(cè)； 4.在明確環(huán)境作用等級(jí)以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及提高預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性的措施和改善結(jié)構(gòu)整體耐久性的主要途徑，提出了一種以結(jié)構(gòu)耐久性能和可靠度理論為基礎(chǔ)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法，并給出了便于工程使用的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本方法與提高耐久性的構(gòu)造措施。 本文主要開展了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性模型試驗(yàn)研究，分