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文檔簡介

中國工程建設標準化協會

《混凝土結構環境作用與區劃標準》

Standardofenvironmentalactionandzonationforconcretestructures

T/CECSXXX-2022

征求意見稿

主編單位:同濟大學

批準單位:中國工程建設標準化協會

施行日期:2022年XX月XX日

總則

1.0.1為適應混凝土結構服役性能評定和預期壽命設計的需要,制定

本標準。

1.0.2本標準適用于各種自然環境下建筑、橋梁、隧道等基礎設施與

一般構筑物中普通混凝土結構及其構件的環境作用等級定性評價與

環境作用及其效應的定量計算。

1.0.3混凝土結構服役性能評定與預期壽命設計中涉及的環境作用

及其效應的定量計算與環境作用等級定性評價,除應符合本標準的規

定外,尚應符合國家現行有關標準的規定。

1

術語與符號

術語

2.1.1環境作用environmentalaction

溫度、濕度、二氧化碳、氧、酸、鹽等引起混凝土結構性能退化

的環境氣候作用和環境侵蝕介質作用。

2.1.2環境作用代表值representativevalueofanenvironmentalaction

計算環境作用效應采用的環境作用量值,定義為規定空間尺度和

規定時間尺度上環境作用的特征值。

2.1.3環境作用效應effectofenvironmentalaction

環境氣候和侵蝕介質共同作用引起的混凝土材料和結構性能的

變化。

2.1.4環境作用等級gradeofeffectofenvironmentalaction

表征環境作用效應的嚴重程度。

2.1.5環境區劃environmentalzonation

以環境作用等級為指標,將國土劃分為不同環境作用效應嚴重程

度的區域。

2.1.6一般環境atmosphericenvironment

無凍融、氯化物和其他化學腐蝕物質作用的混凝土結構或構件的

暴露環境,本標準特指一般大氣環境。

2

2.1.7凍融環境freeze-thawenvironment

混凝土結構或構件經受反復凍融作用的暴露環境。

2.1.8海洋環境marineenvironment

混凝土結構或構件受到海洋氯鹽侵入作用并引起內部鋼筋銹蝕

的暴露環境,包括海洋環境大氣區、浪濺區、潮汐區及淹沒區。

2.1.9除冰鹽等其他氯化物環境deicingsaltenvironment

混凝土結構或構件受到除冰鹽等非海洋環境氯化物侵入作用并

引起內部鋼筋銹蝕的暴露環境。

2.1.10化學腐蝕環境chemicalenvironment

混凝土結構或構件受到自然環境中化學物質腐蝕作用的暴露環

境,具體包括水、土中化學腐蝕環境和大氣污染腐蝕環境。

2.1.11臨界氯離子含量criticalchlorideioncontent

導致混凝土中鋼筋鈍化膜破壞、鋼筋開始銹蝕的氯離子含量(占

混凝土質量百分比)。

2.1.12臨界氯離子含量侵蝕深度ingressdepthofcriticalchlorideion

content

混凝土中臨界氯離子含量所在位置離暴露表面的最大距離。

3

符號

Cn——第n年的大氣二氧化碳濃度代表值(ppm);

2

Dref——參考齡期tref的混凝土擴散系數(m/s);

E0——混凝土的初始彈性模量(MPa);

Et——應變為t時混凝土的切線模量(MPa);

EA——環境作用代表值變量;

EAi——ti時刻環境作用代表值,i=0,1,2,…;

F(·)——恒定環境作用下環境作用效應計算模型;

F-1(·)——恒定環境作用下環境作用效應計算模型反函數;

K——孔隙溶液在水泥漿中的滲透系數(m2);

L——平均氣孔間隔系數(m);

Nn——服役至n年的凍融循環次數代表值;

ΔNi——i年年凍融循環次數代表值;

Qi——對應于ti時刻的環境作用效應值,i=0,1,2,…;

RH0——基準年的年均大氣相對濕度值(100%);

ΔRH0——基準年的干濕島強度值(100%);

RHn——第n年的大氣相對濕度代表值(100%);

T0——基準年的年均大氣溫度值(°C);

ΔT0——基準年的熱島強度值(°C);

Tn——第n年的大氣溫度代表值(°C);

Tn——n0至n年溫度代表值的平均值(°C);

Tref——參考溫度(°C);

day

Tn,max——n年日最大溫度值(°C);

day

Tn,min——n年日最小溫度值(°C);

mon

Ti,min——i年最冷月月均氣溫代表值(°C);

4

Xc,n——服役至n年的碳化深度(mm);

X——經度(°);

Y——緯度(°);

Z——海拔高度(m)。

a——齡期系數;

b——每單位體積(1m3)混凝土的膠凝材料用量(kg/m3);

c——單位體積(1m3)混凝土中水泥用量(kg/m3);

c0——混凝土內部初始氯離子含量(100%);

ccrit——臨界氯離子含量(100%);

——

cs,nn0至n年混凝土表面氯離子含量代表值的平均值

(100%);

cs,stl——鋼筋表面處氯離子含量(100%);

d0——混凝土的初始損傷程度(100%);

dn——服役至n年的混凝土凍融損傷程度(100%);

dwf/dT——單位溫度降下、單位體積水泥漿體內結冰的孔溶液體積

(m3/m3/°C);

erf(·)——誤差函數;

erf-1(·)——誤差函數的反函數;

f(·)——混凝土碳化系數函數;

kRH——年均大氣相對濕度的年變化率(1/年);

kRH+——考慮負溫的大氣相對濕度修正系數;

kΔRH——干濕島強度的年變化率(1/年);

kt+——考慮負溫影響的時間修正系數;

kT——年均大氣溫度的年變化率(°C/年);

kT+——考慮負溫的大氣溫度修正系數;

5

kΔT——熱島強度的年變化率(°C/年);

kc——混凝土養護條件影響系數;

ke——環境條件影響系數;

kt——修正系數;

n——n年年份;

n0——基準年年份;

q——活化常數(K);

rb——氣孔半徑(m);

t——時間;

t0——計算時變環境作用下混凝土結構的非線性環境作用效

應的初始時刻;

Δt——時間間隔;

ti——距初始時刻i個時間間隔的時刻,i=0,1,2,…;

Δti*——對應于ti時刻的等效暴露時間,i=0,1,2,…;

tref——參考齡期(天);

w——單位體積(1m3)混凝土中水用量(kg/m3);

xcov——鋼筋的混凝土保護層厚度(mm);

xcrit——臨界氯離子含量侵蝕深度(mm);

α——材料參數;

β——材料參數;

εt——混凝土發生損傷局部化之前的最大應變;

η——孔隙溶液的動力粘滯系數(Pa·h);

θ——降溫速率代表值(°C/h);

θn——n年降溫速率代表值(°C/小時);

λ——材料參數;

6

σt——混凝土受拉應力-應變曲線上應變為εt時的應力

(MPa);

σmax——一個凍融循環內由混凝土孔溶液凍結產生的最大靜水

壓力(MPa);

——與氣孔半徑和平均氣孔間隔系數相關的函數;

7

環境類別

3.0.1混凝土結構的暴露環境類別根據其劣化機理可按表3.0.1的規

定確定。

表3.0.1環境類別、劣化機理、環境作用及環境作用效應

類別名稱劣化機理環境作用環境作用效應

大氣溫度、大氣相對

混凝土碳化引起

A一般環境濕度、大氣二氧化碳混凝土碳化深度

鋼筋銹蝕

濃度等

累積凍融循環次數、

反復凍融導致混混凝土凍融損傷

B凍融環境年凍融循環次數、降

凝土損傷程度

溫速率等

大氣溫度、大氣相對鋼筋表面處氯離

海洋環境:大氯鹽侵入引起鋼

Ca濕度、混凝土表面氯子含量/臨界氯離

氣區筋銹蝕

離子含量等子含量侵蝕深度

大氣溫度、大氣相對鋼筋表面處氯離

海洋環境:浪氯鹽侵入引起鋼

Cb濕度、混凝土表面氯子含量/臨界氯離

濺區筋銹蝕

離子含量等子含量侵蝕深度

C

大氣溫度、水溫、大鋼筋表面處氯離

海洋環境:潮氯鹽侵入引起鋼

Cc氣相對濕度、混凝土子含量/臨界氯離

汐區筋銹蝕

表面氯離子含量等子含量侵蝕深度

鋼筋表面處氯離

海洋環境:淹氯鹽侵入引起鋼水溫、混凝土表面氯

Cd子含量/臨界氯離

沒區筋銹蝕離子含量等

子含量侵蝕深度

溫度、相對濕度、混鋼筋表面處氯離

除冰鹽等其他氯鹽侵入引起鋼

D凝土表面氯離子含量子含量/臨界氯離

氯化物環境筋銹蝕

等子含量侵蝕深度

化學腐蝕環土壤/水中溫度、混凝

硫酸鹽等化學物化學物質侵蝕深

境:土壤中和土表面硫酸根離子等

Ea質對混凝土的腐度/混凝土損傷程

水中的化學腐化學物質濃度/含量

蝕度

蝕環境等

大氣溫度、相對濕度、

化學腐蝕環化學物質侵蝕深

酸雨等化學物質混凝土表面硫酸根離

EEb境:大氣污染度/混凝土損傷程

對混凝土的腐蝕子等化學物質濃度/

環境度

含量等

環境溫度、相對濕度、

化學腐蝕環硫酸鹽等化學物化學物質侵蝕深

混凝土表面硫酸根離

Ec境:鹽結晶環質對混凝土的腐度/混凝土損傷程

子等化學物質濃度/

境蝕度

含量等

8

工業環境中酸、

鹽、堿等化學物

環境溫度、相對濕度

質對混凝土的腐

化學腐蝕環以及混凝土表面硫酸化學物質侵蝕深

蝕以及二氧化

Ed境:工業腐蝕根離子、二氧化硫、度/混凝土損傷程

硫、硫化氫等化

環境硫化氫等化學物質濃度

學物質侵入混凝

度/含量等

土引起的鋼筋銹

3.0.2當同時存在多種劣化機理時,混凝土結構的暴露環境應歸為多

種類別,且各環境類別下環境作用及其效應計算應符合下列要求:

1條件許可時,考慮多種環境類別下不同環境作用之間的耦合效

應及其對各環境類別下環境作用效應的影響;

2條件不許可時,分別針對每種環境類別考察環境作用及其效應。

9

環境區劃

一般規定

4.1.1當進行混凝土結構的預期壽命設計時,應先根據其服役環境類

別下的環境區劃圖確定其環境作用等級。當環境作用等級為1~3級

時,混凝土結構的預期壽命滿足要求,無需定量計算其環境作用及其

效應。當環境作用等級為4~8級時,應按本標準第5、6章規定定量

計算混凝土結構的環境作用及其效應。

4.1.2對服役于除冰鹽等其他氯化物環境或化學腐蝕環境中的混凝

土結構,應按本標準第5、6章規定定量計算其環境作用及其效應。

4.1.3對服役于一般環境、凍融環境及海洋環境中的混凝土結構,可

采用本標準提供的基準混凝土結構的環境區劃圖確定其環境作用等

級,且應符合下列規定:

1當混凝土結構同時位于多個環境類別時,宜分別按各環境類別

下的環境區劃圖確定其環境作用等級,且以最嚴重的環境作用等級作

為結果;

2當混凝土結構的水膠比與表4.1.3所示基準混凝土不一致時,

宜按本標準附錄A規定制作該混凝土結構的環境區劃圖并確定其環

境作用等級,或可按本標準第4、5章規定定量計算其環境作用及其

效應;

3當混凝土結構的水膠比小于表4.1.3所示基準混凝土時,可按

本標準提供的環境區劃圖確定其環境作用等級。

10

表4.1.3基準混凝土參數

參數水膠比膠凝材料用量(kg/m3)

取值0.45400

4.1.4各環境類別下的環境作用等級劃分,應符合表4.1.4的規定。

表4.1.4環境作用等級

等級12345678

類別可忽略輕微輕度中度嚴重很嚴重非常嚴重極端嚴重

AA1A2A3A4A5A6A7A8

BB1B2B3B4B5B6B7B8

CaCa1Ca2Ca3Ca4Ca5Ca6Ca7Ca8

CbCb1Cb2Cb3Cb4Cb5Cb6Cb7Cb8

C

CcCc1Cc2Cc3Cc4Cc5Cc6Cc7Cc8

CdCd1Cd2Cd3Cd4Cd5Cd6Cd7Cd8

DD1D2D3D4D5D6D7D8

EaEa1Ea2Ea3Ea4Ea5Ea6Ea7Ea8

EEbEb1Eb2Eb3Eb4Eb5Eb6Eb7Eb8

EcEc1Ec2Ec3Ec4Ec5Ec6Ec7Ec8

一般環境

4.2.1當服役年限為50年時,基準混凝土結構的一般環境作用等級

可按附錄B一般環境區劃圖確定,且應按表4.2.1規定調整。

表4.2.1一般環境作用等級調整

項編等級

環境條件示例

號調整

長期干燥,且處于低濕常溫環境中的室內

1)-1不淋雨干燥環境或室內干燥環境

混凝土構件

滿足以下條件之一:年均CO2濃度大于水泥工業區中二氧化碳氣體直接排放區構

2)+1400ppm;件;汽車尾氣直接噴射構件;淡水環境中

干濕交替頻繁水位變動區的構件

年均CO2濃度為300~400ppm,且同時

處于降雨頻繁地區的室外淋雨構件;

3)+1滿足以下條件之一:室外淋雨環境;長

長期處于接近水面上方的構件

期濕潤環境

同時滿足以下兩個條件:年均CO2濃度水泥工業區中受高濃度二氧化碳氣體直接

4)+2

大于400ppm;干濕交替頻繁噴射,且干濕循環頻繁

注:1、若混凝土中無配筋,則任何碳化環境等級均可認為A2級;2、等級+1表示在碳化環境區劃結果(附

11

錄B)上將作用等級提升1級,如區劃圖上原定為A2級,提升1級則變為A3級;3、若等級調整后低于

A2級,則定為A2級;4、若等級調整后高于A8級,則定為A8級。

4.2.2當服役年限大于50年時,基準混凝土結構的一般環境作用等

級應在按4.2.1條確定的等級上再增加一級。

凍融環境

4.3.1當服役年限為50年時,基準混凝土結構的凍融環境作用等級

可按附錄C凍融環境區劃圖確定,且應按表4.3.1規定調整。

表4.3.1凍融環境作用等級調整

項編號等級調整環境條件

滿足以下條件之一:

1)B1——干燥或較干燥的一般大氣環境;

——常年浸泡于海水中的構件。

2)-2偶爾潮濕的大氣環境。

3)-1經常潮濕的大氣環境。

4)+1構件位于鹽水水位變動區或由于吸附鹽水而飽和。

注:若等級調整后低于B1級,則定為B1級;若等級調高后高于B8級,則定為B8級。

4.3.2當服役年限大于50年時,基準混凝土結構的凍融環境作用等

級應在按4.3.1條確定的等級上再增加一級。

海洋環境

4.4.1基準混凝土結構的海洋環境作用等級可按附錄D海洋環境區

劃圖確定,且應按下列規定調整:

1海洋環境潮汐區和淹沒區環境作用等級可不做調整;

2海洋環境大氣區環境作用等級按表4.4.1-1的規定調整;

3海洋環境浪濺區環境作用等級按表4.4.1-2的規定調整。

12

表4.4.1-1海洋環境大氣區環境作用等級調整

項編號等級調整環境條件

1)-1處于海水上空,且距平均水位高度大于15m

2)-1距離海岸線超過100m

3)-2距離海岸線超過180m

4)+1混凝土表面干濕循環頻繁

注:1、等級調整后低于Ca1級時,仍以Ca1級作為最低級別;2、等級調整后高于Ca8級

時,仍以Ca8作為最高級別。

表4.4.1-2海洋環境浪濺區環境作用等級調整

項編號等級調整環境條件

1)-1海水鹽度小于15

注:1、等級調整后低于Cb1級時,仍以Cb1級作為最低級別;2、等級調整后高于Cb8級

時,仍以Cb8作為最高級別。

4.4.2當服役年限大于50年時,基準混凝土結構的海洋環境作用等

級應在按4.4.1條確定的等級上再增加一級。

13

環境作用代表值

一般規定

5.1.1各類環境下需考慮的環境作用應按表3.0.1確定。

5.1.2各類環境下各種環境作用,其代表值所依據的空間尺度、時間

尺度以及所采用的特征值應根據具體情況具體分析,且條件許可時應

考慮其代表值隨規定時間尺度的變化性。

5.1.3確定環境作用代表值的空間尺度應符合下列要求:

1空間尺度類別按表5.1.3規定確定;

2條件許可時,空間尺度優先選擇構件表面環境尺度;

3條件不許可時,空間尺度選擇工程環境尺度、地區環境尺度或

全局環境(宏觀環境)尺度,優先級依次降低。

表5.1.3環境的空間尺度類別

類別空間尺度環境作用影響因素

全局環境也稱大于1000km地域范圍氣候帶、氣候區等

宏觀環境

地區環境100~1000km的地域范圍經度、緯度、海拔等

工程環境1~100km的地域范圍城市熱島、干島、濕島效應

構件表面環境以米甚至毫米計的尺度,一般小于結構件本身朝向、鄰近構件

構的最大尺寸的遮陽作用、構件本身距

離地面高度等

5.1.4確定環境作用代表值的時間尺度應符合下列要求:

1時間尺度類別包括時、日、月、季、年以及混凝土結構累計或

預期服役年限;

2條件許可時,時間尺度選擇時、日、月、季或年尺度;

14

3條件不許可時,時間尺度選擇混凝土結構累計或預期服役年限

尺度。

5.1.5環境作用代表值應根據具體環境類別及相應的環境作用取規

定空間尺度和規定時間尺度上的平均值或累積值。

5.1.6當在規定空間尺度和規定時間尺度上有確切可靠實測數據時,

環境作用代表值應優先采用實測數據按本標準5.1.2~5.1.5條規定確

定;當無確切可靠實測數據時,環境作用代表值可按本標準5.2~5.5

節規定確定。

一般環境

5.2.1一般環境下大氣溫度代表值可采用考慮負溫修正的工程環境

尺度上的年均值,且考慮其年變化性,并按下式計算:

TkTTknnknnnT+00T0T0+()+()(5.2.1)

式中:n0——基準年年份,取為1976;

n——服役至n年年份;

T0——工程環境尺度上基準年的年均大氣溫度值(°C),按

本標準第5.2.2條規定確定;

ΔT0——基準年的熱島強度值(°C),按附錄E中表E.0.2采

用;

kT——年均大氣溫度的年變化率(°C/年),按附錄E中表

E.0.1采用;

kT+——考慮負溫的大氣溫度修正系數,按附錄E中表E.0.4

采用;

15

kΔT——熱島強度的年變化率(°C/年),按附錄E中表E.0.3

采用。

5.2.2一般環境下工程環境尺度上基準年的年均大氣溫度值可考慮

經度、緯度及海拔高度的影響,并按下式計算:

T045.2560.065X0.721Y0.003Z(5.2.2)

式中:X——經度(°);

Y——緯度(°);

Z——海拔高度(m)。

5.2.3一般環境下大氣相對濕度代表值可采用考慮負溫修正的工程

環境尺度上的年均值,且考慮其年變化性,并按下式計算:

RHkRHRHknnknnnRH+00RH0+()+()ΔRH0(5.2.3)

式中:n0——基準年年份,取為1976;

n——n年年份;

RH0——工程環境尺度上基準年的年均大氣相對濕度值

(100%),按5.2.4條規定確定;

ΔRH0——基準年的干濕島強度值(100%),按附錄E中表

E.0.2采用;

kRH——年均大氣相對濕度的年變化率(1/年),按附錄E中

表E.0.1采用;

kRH+——考慮負溫的大氣相對濕度修正系數,按附錄E中表

E.0.4采用;

kΔRH——干濕島強度的年變化率(1/年),按附錄E中表E.0.3

16

采用。

5.2.4一般環境下工程環境尺度上基準年的年均大氣相對濕度值可

考慮經度、緯度及海拔高度的影響,并按下式計算:

RHXYZ049.5680.5341.2010.002(5.2.4)

式中:X——經度(°);

Y——緯度(°);

Z——海拔高度(m)。

5.2.5一般環境下大氣二氧化碳濃度代表值取值應符合下列規定:

1條件許可時,大氣二氧化碳濃度代表值采用工程環境尺度上的

年均值,且考慮其年變化性;

2條件不許可時,大氣二氧化碳濃度代表值可采用全局環境尺度

上的年均值,且考慮其年變化性,按下式計算:

358.9961994n<

Cnnn358.9962.041199419942060(5.2.5)

493.6822060<n

式中:n——n年年份;

Cn——n年大氣二氧化碳濃度代表值(ppm)。

凍融環境

5.3.1凍融環境下凍融循環次數代表值應采用工程環境尺度上混凝

土結構累積或預期服役年限內凍融循環次數的累積值,并按下式計算:

17

n

NNni(5.3.1)

n0

式中:n0——基準年年份,取混凝土結構開始服役當年;

n——n年年份;

Nn——服役至n年的凍融循環次數代表值;

ΔNi——i年年凍融循環次數代表值。

5.3.2凍融環境下年凍融循環次數代表值應采用工程環境尺度上年

累積值,且應考慮其年變化性,并按下式計算:

mon

NTii56.94.33,min(5.3.2)

mon

式中:Ti,min——i年最冷月月均氣溫代表值(°C);

ΔNi——i年年凍融循環次數代表值;

5.3.3凍融環境下降溫速率代表值應采用工程環境尺度上考慮正負

溫交替修正的降溫速率年均值,且應考慮其年變化性,并按下式計算:

TTdayday

nn,max,min(5.3.3)

n12

式中:θn——n年降溫速率代表值(°C/小時);

day

Tn,max——n年日最大溫度值(°C);

day

Tn,min——n年日最小溫度值(°C)。

海洋環境

5.4.1海洋環境下大氣溫度代表值應符合下列規定:

18

1條件許可時,大氣溫度代表值應取工程環境尺度上的年均值,

且應考慮其年變化性;

2條件不許可時,大氣溫度代表值可取混凝土結構累計或預期服

役年限內的平均值,可按附錄F圖F.0.1確定。

5.4.2海洋環境下大氣相對濕度代表值應符合下列規定:

1條件許可時,大氣相對濕度代表值應取工程環境尺度上的年均

值,且應考慮其年變化性;

2條件不許可時,大氣相對濕度代表值可取工程環境尺度上混凝

土結構累計或預期服役年限內的平均值,可按附錄F圖F.0.2確定。

5.4.3海洋環境下表層海水水溫代表值應符合下列規定:

1條件許可時,表層海水水溫代表值應取工程環境尺度上的年均

值且應考慮其年變化性;

2條件不許可時,表層海水水溫代表值可取工程環境尺度上混凝

土結構累計或預期服役年限內的平均值,可按附錄圖F.0.3確定。

5.4.4海洋環境下混凝土結構表面氯離子含量代表值應符合下列規

定:

1條件許可時,表面氯離子含量代表值采用構件表面環境尺度上

的年均值,且應考慮其年變化性;

2條件不許可時,表面氯離子含量代表值采用構件表面環境尺度

上混凝土結構累計或預期服役年限內的平均值,按表5.4.4的規定確

定。

19

表5.4.4表面氯離子含量代表值

區域大氣區浪濺區潮汐區淹沒區

表面氯離子含量

0.375%0.85%0.8%0.85%

代表值

注:表中數據為占混凝土質量百分比。

其他環境

5.5.1除冰鹽等其他氯化物環境作用代表值應符合下列規定:

1當混凝土結構同時位于“一般環境”中時,溫度作用代表值、相

對濕度作用代表值按本標準5.2.1~5.2.4條規定確定;

2當混凝土結構同時位于“海洋環境:大氣區”時,溫度作用代表

值、相對濕度作用代表值分別按本標準附錄F圖F.0.1、圖F.0.2確定;

3當不符合上述1和2款時,溫度和相對濕度作用代表值采用實

測數據按本標準第5.1節規定確定;

4表面氯離子含量代表值采用構件表面環境尺度上的實測數據

按本標準第5.1節規定確定。

5.5.2化學腐蝕環境作用代表值取值應符合下列規定:

1當混凝土結構同時位于“一般環境”中時,溫度作用代表值、相

對濕度作用代表值按本標準5.2.1~5.2.4條規定確定;

2當混凝土結構同時位于“海洋環境:大氣區”時,溫度作用代表

值、相對濕度作用代表值分別按本標準附錄F圖F.0.1、圖F.0.2確定;

3當混凝土結構同時位于“海洋環境:淹沒區”時,溫度作用代表

值按本標準附錄F圖F.0.3確定;

20

4當不符合上述1、2和3款時,溫度和相對濕度作用代表值采

用實測數據按本標準第5.1節規定確定;

5表面硫酸根離子等化學物質含量代表值采用構件表面環境尺

度上的實測數據按本標準第5.1節規定確定。

21

環境作用效應

一般規定

6.1.1各類環境下混凝土結構應考慮的環境作用效應應按表3.0.1確

定。

6.1.2混凝土結構的環境作用效應計算,應符合下列規定:

1當混凝土結構服役于單一環境類別時,環境作用效應計算應同

時考慮該環境類別下多項環境作用及其時變性的影響,且條件許可時,

可考慮該環境類別下多項環境作用之間的耦合效應及其對環境作用

效應的影響;

2當混凝土結構同時服役于多個環境類別時,應分別計算每類環

境類別下的環境作用效應,且條件許可時,可考慮不同環境類別下不

同環境作用之間的耦合效應對各環境類別下環境作用效應的影響。

6.1.3時變環境作用下混凝土結構的非線性環境作用效應應按下列

步驟計算:

1以初始時刻t0環境作用代表值EA0和時間間隔Δt代入恒定環

境作用下環境作用效應計算模型F(EA;t),計算下一時刻t1=t0+Δt的

環境作用效應值Q1=F(EA0;Δt);

2以t1=t0+Δt時刻的環境作用代表值EA1和第1步計算的t1=t0+Δt

時刻環境作用效應值Q1=F(EA0;Δt)代入恒定環境作用下混凝土碳化

-1

深度計算模型F(EA;t),反算等效暴露時間Δt1*=F(EA1;Q1);

3以t1=t0+Δt時刻的環境作用代表值EA1以及Δt1*+Δt代入恒定

22

環境作用下環境作用效應計算模型F(EA;t),計算t2=t1+Δt時刻的環

境作用效應值Q2=F(EA1;Δt1*+Δt);

4重復上述第2、3步,直至t達到預期或累計服役年限,獲得環

境作用效應值隨服役時間的變化規律。

一般環境

6.2.1一般環境下環境作用效應為混凝土碳化深度,需考慮的環境作

用應包括大氣溫度、大氣相對濕度以及大氣二氧化碳濃度。

6.2.2一般環境下混凝土碳化深度應考慮環境作用的時變性,按第

6.1.3條規定確定。

6.2.3恒定環境作用下混凝土碳化深度計算模型應考慮負溫的影響,

可按附錄G的規定確定。

凍融環境

6.3.1凍融環境下環境作用效應為混凝土的凍融損傷程度,需考慮的

環境作用應包括凍融循環次數、年凍融循環次數以及降溫速率。

6.3.2凍融環境下混凝土的凍融損傷程度可按附錄H規定確定。

海洋環境

6.4.1海洋環境下環境作用效應為臨界氯離子含量侵蝕深度或鋼筋

23

表面處氯離子含量,需考慮的環境作用應包括溫度、相對濕度和表面

氯離子含量。

6.4.2海洋環境下混凝土的臨界氯離子含量侵蝕深度或鋼筋表面處

氯離子含量,應符合下列規定:

1條件許可時,宜考慮環境作用時變性,按6.1.3條規定確定;

2條件不許可時,可不考慮環境作用時變性,按附錄J的規定確定。

其他環境

6.5.1除冰鹽等其他氯化物環境作用效應為臨界氯離子含量侵蝕深

度或鋼筋表面處氯離子含量,可采用按本標準第5.5節確定的環境作

用代表值,按本標準第6.4節相關規定確定。

6.5.2化學腐蝕環境作用效應為化學物質侵蝕深度或混凝土損傷程

度,可采用按本標準第5.5節確定的環境作用代表值,按《既有混凝

土結構耐久性評定標準》(GB/T51355-2019)附錄E的規定確定。

24

附錄A環境區劃方法

A.0.1混凝土結構的一般環境、凍融環境和海洋環境區劃應按下列步

驟進行:

1按本標準第3章規定,確定環境類別、需考慮的環境作用及其

效應;

2按本標準第5章規定,計算需考慮的環境作用代表值;

3選取基準混凝土,采用第2款確定的環境作用代表值,按本標

準第6章規定,計算基準混凝土的環境作用效應值;

4根據環境作用效應值的大小,按表A.0.1、A.0.2及A.0.3條規

定確定環境作用等級;

5根據環境作用等級,將我國國土劃分為不同環境作用程度的區

域;

6在不同區域內根據當地不同的工程環境情況,對環境作用等級

進行調整。

表A.0.1一般環境作用等級

一般環境作用等級混凝土碳化深度區間(mm)定性描述

A10~5可忽略

A25~15輕微

A315~25輕度

A425~35中度

A535~45嚴重

A645~55很嚴重

A755~65非常嚴重

A8>65極端嚴重

表A.0.2凍融環境作用等級

凍融環境作用等級混凝土凍融損傷程度區間定性描述

B10%可忽略

B20%~5%輕微

25

B35%~15%輕度

B415%~25%中度

B525%~40%嚴重

B640%~60%很嚴重

B760%~80%非常嚴重

B860%~100%極端嚴重

表A.0.3海洋環境作用等級

環境類別海洋環境作用等級臨界氯離子含量侵蝕深度區間(mm)定性描述

Ca125≤xcrit≤35可忽略

Ca235<xcrit≤45輕微

Ca

Ca345<xcrit≤55輕度

Ca455<xcrit≤65中度

Cb235≤xcrit≤45輕微

CbCb345<xcrit≤55輕度

Cb455<xcrit≤65中度

Cb565<xcrit≤85嚴重

Cc565≤xcrit≤85嚴重

Cc

Cc685<xcrit≤105很嚴重

Cc7105<xcrit≤125非常嚴重

Cd455≤xcrit≤65中度

CdCd565<xcrit≤85嚴重

Cd685<xcrit≤105很嚴重

26

附錄B一般環境區劃圖

B.0.12011年至2060年服役50年基準混凝土結構的一般環境區劃

圖可按圖B.0.1采用。

圖B.0.12011年至2060年基準混凝土結構的一般環境區劃圖(50

年)(單位:mm)

27

附錄C凍融環境區劃圖

C.0.1服役50年基準混凝土結構的凍融環境區劃圖可按圖C.0.1采

用。

B20%~5%

B35%~15%

B415%~25%

B525%~40%

B640%~60%

大于B660%~100%

圖C.0.1基準混凝土結構的凍融環境區劃圖(50年)

28

附錄D海洋環境區劃圖

D.0.12011年至2060年服役50年基準混凝土結構的中國近海海洋

環境大氣區區劃圖可按圖D.0.1采用。

圖D.0.12011年至2060年基準混凝土結構的中國近海海洋環境大氣

區區劃圖(50年)(單位:mm)

29

D.0.22011年至2060年服役50年基準混凝土結構的中國近海海洋

環境浪濺區區劃圖可按圖D.0.2采用。

圖D.0.22011年至2060年基準混凝土結構的中國近海海洋環境浪濺

區區劃圖(50年)(單位:mm)

30

D.0.32011年至2060年服役50年基準混凝土結構的中國近海海洋

環境潮汐區區劃圖可按圖H.0.3采用。

圖D.0.32011年至2060年基準混凝土結構的中國近海海洋環境潮汐

區區劃圖(50年)(單位:mm)

31

D.0.42011年至2060年服役50年基準混凝土結構的中國近海海洋

環境淹沒區區劃圖可按圖H.0.4采用。

圖D.0.42011年至2060年基準混凝土結構的中國近海海洋環境淹沒

區區劃圖(50年)(單位:mm)

32

附錄E一般環境作用代表值計算參數

表E.0.1我國主要城市1976年溫度、相對濕度年均值及其年變化率

T0kTRH0kRHT0kTRH0kRH

城市所在省城市所在省

(°C)(°C/年)(%)(1/年)(°C)(°C/年)(%)(1/年)

亳州安徽14.20.044690.088二連浩特內蒙古3.50.06149-0.067

安慶安徽16.30.049740.071朱日和內蒙古4.40.0646-0.007

合肥安徽15.50.039740.049錫林浩特內蒙古1.90.06257-0.037

蚌埠安徽14.90.05700.102多倫內蒙古1.50.07600.031

東烏珠穆

密云北京10.10.06161-0.127內蒙古0.70.06758-0.018

沁旗

長汀福建17.80.034800.035滿洲里內蒙古-1.50.07262-0.009

邵武福建17.10.05583-0.117林西內蒙古3.60.08152-0.118

新巴爾虎

漳州福建20.60.05579-0.157內蒙古-0.60.069610.071

左旗

福州福建19.10.05977-0.105赤峰內蒙古6.70.052490.024

福鼎福建17.90.04779-0.007海拉爾內蒙古-1.80.079650.124

永安福建18.50.06381-0.18開魯內蒙古5.40.08256-0.191

瓜州甘肅80.062370.191博克圖內蒙古-1.40.067630.049

張掖甘肅6.30.075490.11烏蘭浩特內蒙古3.70.09954-0.102

合作甘肅1.40.07365-0.083小二溝內蒙古-1.80.113630.164

蘭州甘肅8.30.11459-0.296拐子湖內蒙古7.80.10133-0.095

天水甘肅9.90.08568-0.115銀川寧夏8.10.07456-0.022

電白廣東22.40.05882-0.055固原寧夏5.30.083610.03

韶關廣東19.80.03677-0.002茫涯青海1.30.11731-0.056

深圳

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