混凝土结构耐久性设计方法PPT课件

破损极限状态确立
混凝土结构的破损状态受多种因素的控制，对于允许 裂缝出现的构件，在总结及分析的基础上，借助试验研 究结果确立耐久性破损极限值为0.6mm。 籍此，可得破 损极限状态确立系统：
极限破损状态t1：钢筋脱钝
中 南
破损极限 状态
极限破损状态t2：保护层开裂或损伤
大
学 极限破损状态t3：裂缝扩展极限
结构的可修复设计，实质是保证构件破损后的承载能 力有一定的富裕量的设计。
中 南 大 学
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计方法体系 混凝土与混凝土结构耐久性原理
鉴于混凝土结构耐久性设计现状，在对混凝
土结构耐久性设计体系系统而全面的研究基础上，
t2
t1
结构的设计寿命 长
结构破损状态选择
t2
t1
混凝土碳化寿命设计
Durability of Concrete & Concrete Structure 混凝土与混凝土结构耐久性原理
混凝土碳化耐久性失效，即钢筋发生锈蚀的极限方 程为：
Z t c x0 X t 0
《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476— 2008）
根据结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理
将环境分为5类：
环境类别
环境类别
名称
腐蚀机理
Ⅰ
一般环境
保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
Ⅱ
冻融环境
中 南
Ⅲ
海洋氯化物环境
大
Ⅳ
除冰盐等其他氯化物环境
反复冻融导致混凝土损伤 氯盐引起钢筋锈蚀 氯盐引起钢筋锈蚀
5、混凝土结构耐久性设计方法
1
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计方法
混凝土与混凝土结构耐久性原理
混凝土结构的寿命： • 技术性适用寿命，是结构使用到某种技术指标（如 结构整体性、承载力等）进入不合格状态时的期限，这 种状态可因混凝土剥落、钢筋锈蚀引起。 • 功能性使用寿命，与使用功能有关，是结构使用到 不再满足功能实用要求的期限。如桥梁的行车能力已不 能适应新的需要、结构的用途发生改变等。 • 经济性使用寿命，是结构物使用到继续维修保留已
中 破损状态控制设计方法。
南
大 学
3）以破损状态t3为极限状态的混凝土结构
可修复设计方法。
结构寿命设计方法
Durability of Concrete & Concrete Structure 混凝土与混凝土结构耐久性原理
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068— 2001）
规定根据结构破坏可能产生的后果）危及人的生命、造
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计方法
混凝土与混凝土结构耐久性原理
基于以上破损状态的确立，本章主要介绍 如
下三种耐久性设计方法： 1）以破损状态t1或t2为极限状态的混凝土
结构寿命设计方法。
2）以破损状态t3为极限状态的混凝土结构
开始发生
扩展期
t
t
1
2
钢筋脱钝
t
3
t
4
时间
中 南 大 学
破 坏
保护层开 裂或损伤
裂缝扩展 极限
倒塌
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计体系
混凝土与混凝土结构耐久性原理
可修复设计（结构再设计）：
所谓混凝土结构耐久性的可修复性，是指混凝土结构 一旦出现不可接受的耐久性损伤，通过常规结构加固修复 方法，使结构具备可修复能力。
环境作用等级 环境类别 一般环境
中
冻融环境
南 海洋氯化物环境
大 学
除冰盐等其他氯化物环境
化学腐蚀环境
A 轻微 Ⅰ-A
— — — —
B 轻度 Ⅰ-B
— — — —
C 中度 Ⅰ-C Ⅱ-C Ⅲ-C Ⅳ-C Ⅴ-C
D
E
F
严重 非常严重 极端严重
——
—
Ⅱ-D Ⅱ-E
—
Ⅲ-D Ⅲ-E
Ⅲ-F
Ⅳ-D Ⅳ-E
—
Ⅴ-D Ⅴ-E
基于状态控制的耐久性设计体系 破损极限状态
中 南
环 境 作 用
寿状 可 命态 修 设控 复 计制 设
计
构 造 设 计
材耐
料 制 备
久 性 状 态
大
设监
学
与使用阶段的极限状态关联计
控 设
计
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计体系的提出混凝土与混凝土结构耐久性原理
—
结构寿命设计方法思路
Durability of Concrete & Concrete Structure 混凝土与混凝土结构耐久性原理
依据建筑的结构的重要性等级及结构所处的环境对结
构的作用等级，可以按如下标准进行结构的寿命设计：
高
严重
重要性等级
OR 环境作用等级
结构的设计寿命
中 南
长
大
学
结构破损状态选择
学源自文库
Ⅴ
化学腐蚀环境
硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀
结构寿命设计方法
Durability of Concrete & Concrete Structure 混凝土与混凝土结构耐久性原理
《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476— 2008）
还用环境作用等级来反应环境对配筋混凝土结构的作用
程度。
环境作用等级
中
南 不如拆更为经济时的期限。 大 目前人们所说的使用寿命基本上是指结构的技术性 学 使用寿命
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混凝土结构耐久性设计方法
混凝土与混凝土结构耐久性原理
状态控制：
在明确目标使用寿命后，状态控制是混凝土结构耐久性 设计的关键步骤，采取一定的措施或方法，使破损状态维 持在结构或构件耐久性要求的范围内。
成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安
全等级。
建筑结构的安全等级
安全等级
破坏后果 建筑物类型
中 南
一级
很严重
重要的房屋
大
二级
严重
一般的房屋
学
三级
不严重
次要的房屋
结构寿命设计方法
Durability of Concrete & Concrete Structure 混凝土与混凝土结构耐久性原理
本着结构全寿命设计理念，基于结构抗力与环境作
用的时变性，本人在十余年的研究基础上，提出了
中 以极限破损状态为控制目标的结构全寿命、分阶段
南 大
的耐久性设计方法体系。
学
Durability of Concrete & Concrete Structure
混凝土结构耐久性设计体系的提出混凝土与混凝土结构耐久性原理