基于冻结指数与冻融循环极值分析的罗马尼亚混凝土结构抗冻耐久性设计双轴气候分区

《Sustainability》:A Two-Axis Climatic Zonation for the Frost Durability Design of Concrete Structures in Romania Based on Extreme Value Analysis of Freezing Indices and Freeze–Thaw Cycles

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Sustainability 4.1

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摘要

混凝土的冻害通过两种不同机制发展:深层持续冻结,主要影响埋地构件;以及反复冻融循环,主要影响暴露构件。罗马尼亚现行做法仍依据为其他目的编制的地图来确定耐久性要求:一幅1977年编制的冻深分区图,以及一根据建筑热损失温度推导的热分区。本研究利用156个气象站的逐日数据,采用Gumbel极值分析方法,以2至100年的平均重现期为区间,对冻结指数(FI)、冻融循环次数(FTC)、低于?5 °C和?10 °C的天数、50年最低温度以及冻土穿透深度进行了制图分析。这两种危害在空间上相互解耦:在海拔1000米以下的135个气象站中,冻结指数仅能解释循环次数变异的31%,而在剔除海拔的偏效应后,这一比例降至14%。奥尔特尼亚北部低海拔寒冷区域在最低温度适中的条件下即达到最高等级的冻融循环次数(Apa Neagr?,250米,FTC50 = 134.6),但目前却被划入最温和的第二区。因此,本研究提出了一种基于Jenks校准阈值的双轴分区方案,将其归并为五个区域,保留现有编号的同时纠正了四处错误分类,并将两个坐标轴分别对应埋地混凝土和地上混凝土。与当地严重程度相匹配的耐久性要求可延长结构使用寿命,避免过早修复和过度规范设计。
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