大气环境下预应力结构的耐久性设计理论_刘荣桂

第27卷第6期2006年11月　

江苏大学学报(自然科学版)

J o u r n a lo f J i a n g s uU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n)

　V o l.27N o.6

N o v.2006

大气环境下预应力结构的耐久性设计理论

刘荣桂,陆春华

(江苏大学理学院,江苏镇江212013)

摘要:针对现代预应力混凝土结构耐久性失效的特点以及结构耐久性具体要求,详细论述了预应力结构耐久性设计的主要内容;随后就大气碳化环境这一指标,提出了预应力结构构件耐久性极限状态的定义形式,并给出了一种以结构耐久性能和可靠度理论为基础的结构耐久性设计方法,该方法与现行结构承载力设计的可靠度设计方法相似,采用分项系数r(安全系数)来反映结构可靠指标;并在此基础上给出了一定设计使用年限、一定可靠指标下结构耐久性设计时保护层厚度的计算表达式.算例分析表明,该设计方法简单、实用,便于工程设计人员使用.

关键词:预应力混凝土结构;碳化环境;结构可靠度;极限状态;耐久性优化设计

中图分类号:T U528.571 文献标识码:A 文章编号:1671-7775(2006)06-0541-04

D e s i g n t h e o r y o f d u r a b i l i t y o f p r e-s t r e s s e ds t r u c t u r e

i na t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t

L I UR o n g-g u i,L UC h u n-h u a

(F a c u l t y o f S c i e n c e,J i a n g s uU n i v e r s i t y,Z h e n j i a n g,J i a n g s u212013,C h i n a)

A b s t r a c t:

B a s e d o n t h e c h a r a c t e r s o f d u r a b i l i t y f a i l u r e o f m o d e r n p r e-s t r e s s e d c o n c r e t e s t r u c t u r e a n d r e-

q u i r e m e n t s o n s t r u c t u r a l d u r a b i l i t y,t h e p r i m a r y c o n t e n t s a b o u t d u r a b i l i t y d e s i g n a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l.

T h e n,c o n c e r n i n g t h e c a r b o n a t i o n e n v i r o n m e n t,t h e d e f i n i t i o n o f d u r a b i l i t y l i m i t f o r p r e-s t r e s s e d c o n c r e t e s t r u c t u r e i s g i v e n,a n d a d e s i g n m e t h o d o f d u r a b i l i t y w h i c h i s b a s e d o n s t r u c t u r a l d u r a b i l i t y p e r f o r m a n c e

a n d r e l i a

b i l i t y t h e o r y i s a l s o p r o v i d e d.T h em e t h o di s s i m i l a r t o

c u r r e n t r e l i a b i l i t y

d

e s i g no

f s t r u c t u r a l

b e a r i n g

c a p a c i t y,a n

d a d o p t s s u b

e n t r y c o e

f f i c i e n t r t o r e f l e c t s t r u c t u r a l r e l i a b i l i t y i n d e x.A t l a s t,s o m e a n-

a l y t i c r e s u l t s o f e x a m p l e v e r i f y t h a t o u r m e t h o d i s p r a c t i c a l,s i m p l e a n d e a s y t o u s e.

K e y w o r d s:p r e-s t r e s s e d c o n c r e t e s t r u c t u r e;c a r b o n a t i o n e n v i r o n m e n t;s t r u c t u r a l r e l i a b i l i t y;l i m i t s t a t e;

d u r a b i l i t y o p t i m u md

e s i g n

为解决混凝土结构(R C/P C)的耐久性问题,从20世纪80年代中期起,众多发达国家投入大量资金和人力,掀起了提高和正确评估土木工程结构耐久性为主要内容的研究,其中混凝土结构的耐久性设计方法和寿命预测评估成为研究的重点[1-6].

我国在混凝土结构耐久性方面的研究起步较晚,近十几年里发展较快,在R C结构耐久性方面也取得了一些成果,但对P C结构耐久性设计理论的研究甚少.2004年,由中国工程院土木水利与建筑学部组织编制的《混凝土结构耐久性设计与施工指南》[6],该指南反映了我国在混凝土结构耐久性方面研究的最新水平,但是对不同环境条件、不同设计使用年限要求的结构耐久性设计,该指南所提供的只是一种基于现有认识的近似判断和估计,并不是真正意义上的耐久性设计.因此,作者针对预应力混凝土结构耐久性失效的特点,对一般大气环境下预

收稿日期:2006-06-13

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478089);江苏省自然科学基金资助项目(B K2003050)

作者简介:刘荣桂(1957-),男,江苏泰州人,教授,博士生导师(l i u r g@u j s.e d u.c n),主要从事预应力混凝土结构方面研究.

陆春华(1979-),男,江苏昆山人,硕士研究生(h u a790527@163.c o m),主要从事预应力混凝土耐久性方面研究.