[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210562397.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103065006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊綠峰;余波;陳正;洪斌;周明;胡春燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京瑞恒信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11382
• 代理人: 曹津燕;苗青盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的方法，具體地，涉及一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的方法。

背景技術(shù)

在海洋環(huán)境中，由氯離子引起的鋼筋銹蝕和混凝土開(kāi)裂是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化的重要原因。目前，在氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，主要基于定性分析確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、水膠比、混凝土保護(hù)層厚度和氯離子擴(kuò)散系數(shù)上限值。由于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中缺乏混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)之間的定量關(guān)系模型，從而無(wú)法根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境腐蝕類型和作用等級(jí)定量確定混凝土結(jié)構(gòu)的材料性能和幾何特性參數(shù)，從而導(dǎo)致當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法難以通過(guò)定量分析來(lái)確定混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)，無(wú)法通過(guò)耐久性定量設(shè)計(jì)來(lái)滿足海洋氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)定服役壽命。

在申請(qǐng)?zhí)枮?01010101150名稱為“一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法”的專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，該方法包括：(1)水泥砂漿氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)；(2)對(duì)試塊進(jìn)行取樣；(3)提取各取樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量；(4)根據(jù)步驟(3)得到的氯離子含量繪制反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散情況的氯離子二維分布等濃度線圖。該方法主要用于測(cè)試和分析混凝土中的氯離子濃度分布規(guī)律。

在申請(qǐng)?zhí)枮?00710043299名稱為“一種測(cè)試混凝土抗氯化物侵蝕能力的方法”的專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種測(cè)試混凝土抗氯化物侵蝕能力的方法。該方法主要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試方法，測(cè)定混凝土的電通量和氯離子擴(kuò)散系數(shù)，以分析混凝土的抗腐蝕能力。

由此可見(jiàn)，上述兩種方法主要分析混凝土中的氯離子濃度分布規(guī)律及混凝土的抗氯化物侵蝕能力，局限于在役混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性分析與評(píng)估，無(wú)法應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性定量設(shè)計(jì)，難以確保混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定服役年限。因此，有必要提出一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性定量設(shè)計(jì)方法，根據(jù)定量計(jì)算模型確定混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)，使所設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定服役年限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的方法。該方法解決了現(xiàn)有的對(duì)于海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)主要通過(guò)定性分析或工程經(jīng)驗(yàn)估算，難以定量計(jì)算的缺陷。

本發(fā)明提供了一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的方法，該方法包括：

步驟1：確定混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層厚度和混凝土齡期衰減系數(shù);

步驟2：基于混凝土結(jié)構(gòu)控制區(qū)的氯離子濃度分布計(jì)算模型，建立氯離子擴(kuò)散系數(shù)上限值與設(shè)計(jì)使用年限、混凝土保護(hù)層厚度和混凝土齡期衰減系數(shù)之間的關(guān)系；

步驟3：根據(jù)步驟1得到的混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層厚度和混凝土齡期衰減系數(shù)，以及步驟2得到的氯離子擴(kuò)散系數(shù)上限值與設(shè)計(jì)使用年限、混凝土保護(hù)層厚度和混凝土齡期衰減系數(shù)之間的關(guān)系，計(jì)算出海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)上限值；

步驟4：根據(jù)步驟3得到的結(jié)果，獲得滿足預(yù)定服役年限要求的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明首次提供一種海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的方法，能夠根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、混凝土保護(hù)層厚度和混凝土齡期衰減系數(shù)，定量確定混凝土結(jié)構(gòu)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)上限值，從而得到滿足預(yù)定服役年限要求的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性定量設(shè)計(jì)。由于本發(fā)明中的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)是通過(guò)計(jì)算得到的，而不是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試或工程經(jīng)驗(yàn)得到的，從而為海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)提供了定量分析手段和依據(jù)，克服了當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法不能通過(guò)模型計(jì)算和分析定量確定混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)參數(shù)、難以保證混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到服役年限的缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1表示鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

圖2表示服役30年時(shí)橋墩內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖3表示服役50年時(shí)橋墩內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖4表示服役100年時(shí)橋墩內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖5表示服役100年時(shí)橋跨結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖6表示服役100年時(shí)基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖7表示鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

圖8表示服役30年時(shí)框架結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖9表示服役50年時(shí)框架結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋周圍的氯離子濃度分布。

圖10表示鋼筋混凝土海堤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。