钢筋混凝土结构防水设计方法及长期性能保持方法技术

本发明专利技术提出了一种钢筋混凝土结构防水设计方法及长期性能保持方法，其混凝土中设有钢筋，混凝土顶面覆有防水层。所述方法包括以下步骤：从微观尺度明确混凝土开裂导致防水层开裂的本质机理；基于其本质机理，将混凝土顶面裂缝宽度值作为方向相反的强制位移施加给防水层底面；迭代计算出防水层的开裂高度；确保防水层的剩余未开裂固态厚度仍大于不考虑混凝土开裂的情况下满足防水要求的最小固态厚度。并发现在混凝土初裂瞬间，防水层沿纵向受拉的厚度对防水层的最终开裂高度可有显著影响，但该厚度接近纳米尺度时开裂高度的计算结果趋于稳定。本发明专利技术有助于防水层的长寿命设计，对桥梁、道路、隧道、建筑、水工结构均可适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁结构设计领域，也适用于道路、隧道、建筑、水工结构的设计、施工、装配化建造及其防水，特别涉及钢筋混凝土结构防水层设计方法及长期性能保持方法。

技术介绍

1、现有技术

2、如何延长钢筋混凝土结构的寿命至150~200年已成为当今的研究热点及长期战略性问题，而水是影响钢筋混凝土结构耐久性的最重要因素，减少水对钢筋混凝土的侵蚀对各类工程结构的长期性能保持具有重大意义。以桥梁结构为例，关于桥面防水层的设置问题，原本中没有明确的规定，通过近30~40年的工程经验，特别是近10~20年来大量的旧桥维修加固经验总结，已逐步认识到混凝土桥梁的病害原因主要是混凝土碳化、氯离子化、碱含量和活性骨料引起的碱集料反应，以及混凝土的冻胀破坏、钢筋锈蚀等引起的——这些都是与水密切相关的因素，因此防水层的设置成为减少混凝土桥梁病害、延长使用寿命的重要手段。

3、但即使设置了防水层，甚至在桥梁设计中对防水层材料的断裂延伸率的性能要求通常高达800%以上，远大于钢筋的极限拉应变1%和混凝土的极限拉应变0.01%，但如图1，现实情况中的混凝土结构即使配本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述混凝土中设置有钢筋，所述混凝土的顶面覆盖有防水层；

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述S1步骤中的所述防水层的平均厚度H根据所述防水层固化养护完成后的固态厚度计算。

3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述S2步骤中的Tcr取任意100μm×100μm范围内所述混凝土表面的各相邻波峰之间的水平距离的均值，所述混凝土的表面波峰波谷的量测采用最高分辨率位于1nm至1μm范围内的设备量测。

4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述混凝土中设置有钢筋，所述混凝土的顶面覆盖有防水层；

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s1步骤中的所述防水层的平均厚度h根据所述防水层固化养护完成后的固态厚度计算。

3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s2步骤中的tcr取任意100μm×100μm范围内所述混凝土表面的各相邻波峰之间的水平距离的均值，所述混凝土的表面波峰波谷的量测采用最高分辨率位于1nm至1μm范围内的设备量测。

4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s2步骤中的tcr取所述防水层节段未受重力以外的外力作用时材料分子或分子团簇之间距离的均值。

5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s2步骤中10nm≤tcr≤100nm。

6.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s4步骤中的wcr=w0(0.74h0+cs+ds/2)/(0.74h0)；其中，w0为按所设计的钢筋混凝土结构所属的行业规范计算的裂缝宽度值，计算w0时所用的荷载为承载力极限状态下的荷载基本组合值，h0为所述钢筋的中心至所述混凝土受压边缘的距离，cs为所述钢筋的保护层厚度，ds为所述钢筋的直径。

7.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构防水设计方法，其特征在于，所述s5步骤中所述防水层材料的拉应力-拉应变本构关系根据单轴拉伸试验测定的应力-应变曲线实施，s5中所述防水层材料的压应力-压应变本构关系根据单轴压缩试验测定的应力-应变曲线实施，所述单轴拉伸试验和单轴压缩试验的加载时间均不超过10s。

8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鹏，何旭辉，周帅，李璋，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：