混凝土结构常因氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀,进而使结构性能退化、承载能力降低、甚至破坏。为此,不得不花费大量的资金和自然资源进行维修甚至重建,对国家造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。本文针对氯离子侵蚀下混凝土结构的耐久性问题,以混凝土中钢筋初始锈蚀耐久性寿命为主线,从混凝土中氯离子浓度分布预测的数值模拟方法、混凝土中氯离子浓度预测数值模型、混凝土结构耐久性寿命预测的概率方法三个方面进行了以下的研究工作:利用混凝土中非稳态热传导能量守恒微分方程与基于Fick定律的混凝土中氯离子非稳态扩散质量守恒微分方程的相似性,通过对方程中各参数的合理等效,提出了一种基于ANSYS软件热分析模块的预测混凝土中氯离子浓度二维分布的有限元数值模拟方法,并通过与解析解的对比验证了该方法的有效性。运用该方法研究了扩散系数、扩散时间、表面氯离子浓度、构件的截面尺寸、钢筋的存在、钢筋直径大小、钢筋间距大小对混凝土中氯离子二维扩散的影响规律。基于上述有限元数值模拟方法,通过引入各种参数修正氯离子扩散系数,建立了考虑多种因素影响下的氯离子在混凝土中扩散的数值模型,并对模型中各参数进行了详细的讨论,给出了各参数的取值规律。运用该数值模型对一工程实例进行了模拟,通过模拟值与试验值的对比,验证了模型的实用性。基于上述数值模型,以钢筋表面的氯离子浓度达到临界浓度作为耐久性寿命终结的标志,考虑到基准氯离子扩散系数、保护层厚度、表面氯离子浓度和临界氯离子浓度的随机性,基于ANSYS软件概率分析模块建立了基于可靠度的混凝土结构耐久性寿命期望值及耐久性失效概率计算的数值方法。运用该方法分析了各参数的统计特征对耐久性寿命的影响规律。