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普通钢筋混凝土结构耐久性及监测技术研究

作　者: 郝志超
导　师: 赵卓
学　校: 郑州大学
专　业: 结构工程
关键词: 普通钢筋混凝土锈胀力光纤光栅结构耐久性可靠性
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 47次
引　用: 1次
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内容摘要

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构性能退化的主要因素之一,由此产生的结构维修加固费用十分高昂,引发的事故更是使人们付出了惨痛的代价。然而传统的结构耐久性监测技术测量精度不高,不能实现实时测量；传统剩余寿命预测方法是基于确定性方法,没有考虑耐久性影响因素随机性的特点。既与我国规范采用的概率极限状态设计思想不符合,也与实际结果有较大的出入。因此,对普通混凝土结构进行耐久性技术监测研究和可靠性寿命预测,是当前具有重大社会经济效益和实用价值研究课题。本文主要研究工作包括以下几个方面的内容：1、系统阐述耐久性和钢筋锈胀国内外研究现状,着重对比分析了现有的保护层完全开裂时的钢筋锈胀力预测模型。2、系统阐述光纤传感技术的传感原理及光纤光栅监测的优越性,通过单元分析和有限元模型分析验证光纤光栅用于钢筋锈蚀监测的可行性。3、基于给定的耐久性失效准则,结合相关影响因素的统计概率分布,通过Monte Carlo随机模拟,开展氯盐环境下普通混凝土结构的可靠性分析。4、混凝土保护层厚度是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。基于氯离子侵蚀环境下的耐久性影响因素概率分布特征和耐久性失效准则,考虑当其它参数不变时,随着保护层厚度离散性的增大,对混凝土结构的影响。5、对本文的主要工作进行了总结,并对今后的主要研究方向进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-20
  1.1 课题研究的重要意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 钢筋锈蚀国内外研究现状  14-16
    1.2.2 光纤光栅国内外研究现状  16-17
  1.3 目前研究中存在的问题  17-18
    1.3.1 钢筋锈蚀相关监测技术  17-18
    1.3.2 钢筋锈蚀后的耐久性寿命预测  18
  1.4 本文所做的主要工作  18-20
2. 普通钢筋混凝土结构的锈胀机理研究  20-35
  2.1 混凝土中钢筋的锈蚀机理  20-23
    2.1.1 碳化引起的钢筋锈蚀  20-21
    2.1.2 氯离子引起的钢筋锈蚀  21-22
    2.1.3 钢筋锈蚀的分类及影响  22-23
  2.2 普通钢筋混凝土腐蚀的影响因素  23-24
  2.3 钢筋混凝土开裂锈胀力模型及比较  24-34
  2.4 小结  34-35
3. 普通钢筋混凝土结构锈胀力的光纤光栅监测  35-46
  3.1 钢筋混凝土结构健康监测的意义  35
  3.2 光纤光栅的工作原理和优越性  35-40
    3.2.1 光纤光栅结构和原理  35-38
    3.2.2 光纤光栅的优越性  38-40
  3.3 光纤光栅监测钢筋锈蚀的可行性研究  40-45
    3.3.1 传统的钢筋锈蚀检测方法  40-41
    3.3.2 光纤光栅监测钢筋锈蚀的可行性研究  41-45
  3.4 小结  45-46
4 基于氯离子侵蚀的普通混凝土结构可靠性分析  46-60
  4.1 氯离子的腐蚀作用及扩散模型  46-47
  4.2 基于氯离子侵蚀的普通混凝土结构可靠性分析  47-59
    4.2.1 普通钢筋混凝土结构耐久性失效准则  47-48
    4.2.2 普通钢筋混凝土结构锈胀开裂计算模型  48-51
    4.2.3 普通混凝土结构耐久性因素概率分布特征  51-56
    4.2.4 锈蚀钢筋混凝土构件的可靠性分析  56-58
    4.2.5 保护层厚度的离散性影响分析  58-59
  4.5 小结  59-60
5. 结论和展望  60-62
  5.1 本论文的主要研究结论  60-61
  5.2. 展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

普通钢筋混凝土结构耐久性及监测技术研究

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