基于可靠性的混凝土结构寿命预测

1、工程结构可靠度理论结构剩余使用寿命的计算流程结构剩余使用寿命的计算流程（1 1）确定建筑物的失效标准和评估准则；）确定建筑物的失效标准和评估准则；（2 2）描述结构所处的环境以及材料特性，建立结构抗力的）描述结构所处的环境以及材料特性，建立结构抗力的衰减模型；衰减模型；（3 3）实测当前状态下结构抗力和荷载的统计参数；）实测当前状态下结构抗力和荷载的统计参数；（4 4）利用逐步搜索的原理，确定合理的步长，计算结构的）利用逐步搜索的原理，确定合理的步长，计算结构的动态可靠度；动态可靠度；（5 5）当动力可靠度小于可靠度限值时，所求出来的）当动力可靠度小于可靠度限值时，所求出来的T T即为即为结构

2、的剩余使用寿命，计算结束。结构的剩余使用寿命，计算结束。主题：混凝土结构基于性能的寿命预测模型主题：混凝土结构基于性能的寿命预测模型一、混凝土结构耐久性的破坏特征一、混凝土结构耐久性的破坏特征二、混凝土二、混凝土结构性能的衰退过程及性能水准的结构性能的衰退过程及性能水准的确定确定三、基于三、基于性能性能的混凝土结构的混凝土结构寿命寿命预测模型预测模型四、结语四、结语（1 1）混凝土结构耐久性的破坏特征）混凝土结构耐久性的破坏特征 1 1、混凝土结构所处的、混凝土结构所处的自然环境自然环境和和使用环境使用环境都会对混凝都会对混凝土结构的耐久性产生破坏；而大多耐久性破坏源于自然环土结构的耐久性产生

3、破坏；而大多耐久性破坏源于自然环境中多种介质的侵蚀，其中包括氯离子侵蚀、冻融、温差境中多种介质的侵蚀，其中包括氯离子侵蚀、冻融、温差等多种破坏因素。等多种破坏因素。 2 2、在我国，在役的混凝土结构常呈现出、在我国，在役的混凝土结构常呈现出“南锈北冻南锈北冻”的破坏特征。的破坏特征。 3 3、本讲稿只涉及、本讲稿只涉及单一破坏因素单一破坏因素，即，即氯离子侵蚀氯离子侵蚀环境下环境下钢筋混凝土结构的寿命预测。钢筋混凝土结构的寿命预测。（2 2）混凝土）混凝土结构性能的衰退过程及性能水准结构性能的衰退过程及性能水准2.1.2.1.“基于性能的结构寿命预测基于性能的结构寿命预测”的含义的含义 “基于

4、性能的结构寿命预测”是指以结构在使用期间满足各种预定功能为衡量标准来确定结构的使用寿命。有利于在不同的结构性能要求下，确定统一的结构失效标准和评估准则。（2 2）混凝土）混凝土结构性能的衰退过程及性能水准结构性能的衰退过程及性能水准2.2.2.2.氯氯离子侵蚀环境离子侵蚀环境下混凝土结构性能衰退过程下混凝土结构性能衰退过程（2 2）混凝土）混凝土结构性能的衰退过程及性能水准结构性能的衰退过程及性能水准“锈蚀水准”“开裂水准（一）”“开裂水准（二）”“倒塌水准”2.3.2.3.三级性能水准三级性能水准（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型基于基于锈蚀水准的寿

5、命预测锈蚀水准的寿命预测基于基于开裂水准（一）的寿命预测开裂水准（一）的寿命预测基于基于开裂水准（二）的寿命预测开裂水准（二）的寿命预测基于基于倒塌水准的寿命预测倒塌水准的寿命预测（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型3.1.3.1.基于锈蚀水准的寿命预测基于锈蚀水准的寿命预测 以氯离子侵蚀到钢筋表面并达到临界浓度时的状态作为锈蚀水准的极限状态，保护层厚度作为抗力，以混凝土侵蚀深度作为外部作用效应。FickFick第二扩散定律的模型第二扩散定律的模型氯离子临界浓度表面氯离子浓度扩散系数暴露于氯离子环境中的时间保护层厚度（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测

6、模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型3.2.3.2.基于开裂水准（一）的寿命预测基于开裂水准（一）的寿命预测 以钢筋锈胀混凝土开裂的状态作为开裂水准（一）的寿命预测。结构的失效概率结构的失效概率（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型3.3.3.3.基于开裂水准基于开裂水准（二二）的寿命预测的寿命预测 以钢筋锈胀混凝土开裂后诱发的过度变形达到规范的限定值作为开裂水准（二）的寿命预测。结构的失效概率结构的失效概率变形褪化功能函数是通过将试验数据进行数值回归来确定（3 3）基于性能的混凝土结构寿命预测模型）基于性能的混凝土结构寿命预测模型3.4.3.4.倒塌水准的寿命预测倒塌水准的寿命预测 以钢筋锈蚀强度达到最小允许强度作为倒塌水准的寿命预测。结构的失效概率结构的失效概率变形褪化功能函数是通过将试验数据进行数值回归来确定（4 4）结语）结语 1.氯离子侵蚀下的钢筋混凝土的寿命预测还存在着其他理论和模型（碳化模型等）；其他因素（冻融等）作用下的钢筋混凝土寿命预测理论也尚无