耐久性设计

中文名称

耐久性设计

英文名称

durability design

定　　义

在规定使用寿命期内，使结构具有抗开裂(含应力腐蚀开裂和氢致开裂)、腐蚀 、热退化、剥离、磨损和外来物损伤能力的设计。

应用学科

航空科技（一级学科），飞行器结构及其设计与强度理论（二级学科）

内容简介

本设计指南旨在在明确山东省典型区域海洋环境特征的基础上，就人防工程的耐久性设计和施工提出参考指标，使得设计人员在考虑人防工程耐久性时有据可依。内容上，本书主要聚焦于人防工程原材料、主体工程耐久性设计、防腐蚀附加措施、施工技术要求等方面。本指南在编写过程中广泛调研了国内外人防工程、混凝土结构耐久性相关规范，以及耐久性设计、研究成果和工程实践经验，并广泛征求意见，经反复修改验收定稿。本书适合人防工程、土木工程及相关专业的从业人员参考使用，对海洋环境下人防工程及其相关防护设备的耐久性设计具有很好的指导意义。 正文摘录 术语 1 海洋环境 marine environment 对混凝土结构与防护设备性能产生劣化作用的大气、 土体和水体中温湿度变化及有害介质所处的滨海海洋区域。 2 环境作用 environmental action 温、湿度及其变化以及二...(展开全部) 本设计指南旨在在明确山东省典型区域海洋环境特征的基础上，就人防工程的耐久性设计和施工提出参考指标，使得设计人员在考虑人防工程耐久性时有据可依。内容上，本书主要聚焦于人防工程原材料、主体工程耐久性设计、防腐蚀附加措施、施工技术要求等方面。本指南在编写过程中广泛调研了国内外人防工程、混凝土结构耐久性相关规范，以及耐久性设计、研究成果和工程实践经验，并广泛征求意见，经反复修改验收定稿。本书适合人防工程、土木工程及相关专业的从业人员参考使用，对海洋环境下人防工程及其相关防护设备的耐久性设计具有很好的指导意义。 正文摘录 术语 1 海洋环境 marine environment 对混凝土结构与防护设备性能产生劣化作用的大气、 土体和水体中温湿度变化及有害介质所处的滨海海洋区域。 2 环境作用 environmental action 温、湿度及其变化以及二氧化碳、氧、盐、酸等环境因素对人防工程的作用。 3 人民防空工程 civil air defence works 为防范和减轻空袭危害，保护国家和人民生命财产安全, 保障人民防空指挥、通信及人员、 物资掩蔽等需要而修建的防护工程，包括为保障战时人员与物资掩蔽、 人民防空指挥、 医疗救护而单独修建的地下防护建筑, 以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室 (以下简称 “人防工程”)。 主体工程耐久性设计 ●氯盐环境 ● 1 环境作用等级 （1）氯盐环境对人防工程钢筋混凝土结构的环境作用等级应根据具体情况按下表确定。 注:a. 人防工程混凝土一般有防水等级的要求，但并不表明腐蚀地下水在使用年限内不会渗入混凝土内部，只是渗入的程度不同。此外，很多地下人防工程埋深在10m以下，沿海地区地下水位较低，故存在压力水头作用。因此，沿海地区人防工程在高腐蚀地下水环境下的钢筋锈蚀风险较高。 b. 如果沿海人防工程处于冻融区域，在重度和轻度盐雾区的人防工程口部会受到冻融和盐雾的影响,且其地下水中的氯离子浓度与海水接近, 故此区域涨潮岸线以外０~300m 范围内的人防工程口部同样按照Ⅲ-E设计。 （2）在确定氯盐环境对钢筋混凝土结构的作用等级时，不应考虑混凝土表面普通防水层对地下水的阻隔作用。 2 混凝土设计要求和保护层厚度 （1）氯盐环境中应采用掺有矿物掺合料的高性能混凝土。混凝土的耐久性质量和原材料选用要求应符合第４章的规定。 （2）氯盐环境中的钢筋混凝土结构构件，其混凝土强度等级、混凝土抗氯离子侵入性指标 (RCM 法测试的表观氯离子扩散系数) 、混凝土最大水胶比、普通钢筋的保护层最小厚度应符合下表的规定。 注: Ⅲ-E可能出现海水冰冻环境时, 宜采用引气混凝土; 预制构件的保护层厚度可比表中规定 减少5mm。 （3）对处于氯盐环境中的钢筋混凝土构件, 当采取可靠的多重防腐蚀附加措施并经过专家论证后, 其混凝土保护层最小厚度可降低5~10mm。 （4）对于氯盐环境, 钢筋混凝土腐蚀主要是由氯离子渗透导致的，故其核心控制指标为抗氯离子侵入性指标。如果低一个强度等级的混凝土28d的抗氯离子侵入性指标能达到上表的要求，则该混凝土仍可使用。 （5）地下海水环境中钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋直径应不小于16mm。 ●盐渍土环境 ● 1 环境作用等级 盐渍土环境对人防工程钢筋混凝土结构的环境作用等级应根据具体情况按下表确定。 注: a. 强透水性土是指碎石土和砂土,弱透水性土是指粉土和黏性土。 b. 当混凝土结构处于高硫酸盐含量 (水中硫酸根离子含量大于10000mg/L、土中硫酸根离子含量大于15000mg/kg)环境时，其耐久性技术措施应进行专门研究和论证。 2 混凝土设计要求和保护层厚度 （1）盐渍土环境下混凝土材料和保护层厚度应满足下表的规定。 注: a. 盐渍土环境下的桩基混凝土在凝结以前一般就与腐蚀地下水接触, 部分腐蚀离子可能渗透至新拌混凝土内部，故建议混凝土强度等级为 C50，保护层厚度在70~90mm, 并采用防腐蚀附加措施。 b. 盐渍土环境下的土气交界区 (±0.5m) 不仅存在硫酸盐的化学腐蚀，而且存在盐结晶腐蚀。上述区域应采用防腐蚀附加措施。 （2）氯盐为主的盐渍土环境不宜单独采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥作为胶凝材料配制混凝土, 矿粉应具有较好的氯离子结合能力, 建议掺加20％~50％的矿物掺合料 (主要指粉煤灰或矿粉), 并宜加入少量硅灰。 （3）用于Ⅳ-E盐渍土环境的钢筋混凝土构件, 50年和100年服役年限混凝土28d龄期氯离子扩散系数 DRCM宜小于7E-12 平方米每秒和４E-12 平方米每秒。同时，应检测胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能， 其抗蚀系数 (56d) 不得小于0.80。 （4）盐渍土环境中的混凝土或钢筋混凝土, 外加剂的选用应符合下列规定: １) 以氯盐为主的盐渍土环境, 宜选用但不限于阻锈剂、耐蚀钢筋、表面涂层、表面憎水处理或电化学保护等作为附加防腐措施。 ２) 以硫酸盐为主的盐渍土环境，宜选用但不限于硫酸盐防腐剂、表面涂层和表面憎水处理等作为附加防腐措施。 张纪刚，教授，博士生导师，青岛理工大学土木工程学院副院长。目前负责国家自然科学基金3项，国家重点研发计划项目子课题1项，山东省重点研发课题1项，山东省中青年优秀科研奖励基金项目1项及其他各类项目多项。荣获第十届青岛市青年科技奖、山东省科技进步奖一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项，青岛市科技进步奖一等奖1项、二等奖2项等多个奖项。参编山东省工程建设标准《建筑工程抗震性态设计规范》等，发表论文多篇，拥有专利多项。2100433B