结构耐久性

结构耐久性(structural durability)在设计确定的环境作用和养护、使用条件下,结构及其构件在设计使用年限内保持其安全性和适用性的能力。[1]

混凝土结构的耐久性设计应包括下列内容:

1 结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级;

2 有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造;

3 混凝土结构材料的耐久性质量要求;

4 钢筋的混凝土保护层厚度;

5 混凝土裂缝控制要求;

6 防水、排水等构造措施;

7 严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略;

8 耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求;

9 结构使用阶段的维护、修理与检测要求。

环境作用(environmental action)温、湿度及其变化以及二氧化碳、氧、盐、酸等环境因素对结构的作用。钢筋的混凝土保护层(concrete cover to reinforcement)从混凝土表面到钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋)公称直径外边缘之间的最小距离;对后张法预应力筋,为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。混凝土结构(concrete structure)以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构;无筋或不配置受力钢筋的结构为素混凝土结构,钢筋混凝土和预应力混凝土结构在本规范统称为配筋混凝土结构。正常使用极限状态(serviceability limit states)对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。[2]

一般环境下混凝土结构的耐久性设计,应控制在正常大气作用下混凝土碳化引起的内部钢筋锈蚀。当混凝土结构构件同时承受其他环境作用时,应按环境作用等级较高的有关要求进行耐久性设计。

冻融环境下混凝土结构的耐久性设计,应控制混凝土遭受长期冻融循环作用引起的损伤。长期与水体直接接触并会发生反复冻融的混凝土结构构件,应考虑冻融环境的作用。最冷月平均气温高于25℃的地区,混凝土结构可不考虑冻融环境作用。

氯化物环境中配筋混凝土结构的耐久性设计,应控制氯离子引起的钢筋锈蚀。海洋和近海地区接触海水氯化物的配筋混凝土结构构件,应按海洋氯化物环境进行耐久性设计。

化学腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计,应控制混凝土遭受化学腐蚀性物质长期侵蚀引起的损伤。

后张预应力混凝土结构除应满足钢筋混凝土结构的耐久性要求外,尚应根据结构所处环境类别和作用等级对预应力体系采取相应的多重防护措施。在严重环境作用下,当难以确保预应力体系的耐久性达到结构整体的设计使用年限时,应采用可更换的预应力体系。

组合桥梁耐久性应根据结构的设计使用年限及其对应的极限状态、环境类别及其作用等级进行设计。除应进行混凝土和钢结构的耐久性设计外,尚应进行钢混结合部的耐久性设计。[3]

参考文献

[1] 混凝土结构耐久性设计规范 GB/T 50476-2008

[2] 公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2015

[3] 公路钢混组合桥梁设计与施工规范 JTG/T D64-01-2015