混凝土无论是在住宅、路桥还是在隧道及城市机场等方面都有着十分广泛的应用，是重要的结构材料，其耐久性与使用寿命的研究也成为国内外学术界关注的重大科技问题。大量工程实践表明，造成钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一是钢筋锈蚀。在氯离子腐蚀环境下，氯离子侵入混凝土会引起钢筋发生锈蚀，钢筋锈蚀后会造成保护层开裂，进而导致钢筋混凝土结构性能退化。因此，研究氯离子对钢筋混凝土结构耐久性的影响具有重要的学术价值和现实意义。　　本文给出了元胞自动机模型（Cellular Automata model,简称CA模型）模拟混凝土内氯离子扩散机理及钢筋初锈时间预测，并采用梁单元和截面内单元纤维模型对腐蚀损伤后的钢筋混凝土结构性能进行研究。研究内容如下：　　1、根据元胞自动机原理，选用一维和二维Von Neumann型元胞邻居进行模拟。基于这个思想，完美演绎出了氯离子扩散方程，即Fick第二定律（FSL），从理论上佐证了元胞自动机模型的正确性。为进一步验证元胞自动机模型的可行性和有效性，将该模型模拟值与除冰盐、盐湖或海洋等氯离子环境下混凝土内氯离子浓度实测值进行对比，结果发现，CA模拟值与实测值基本吻合，取得了满意的验证效果。　　2、利用元胞自动机原理建立了模拟钢筋混凝土内氯离子扩散的CA模型，该模型考虑了时间效应、水灰比和温度影响。基于所建立的CA模型，通过编写Matlab程序，分析了钢筋混凝土板、钢筋混凝土方形和圆形柱中一维和二维氯离子扩散行为，并预测了钢筋初始锈蚀时间。通过将研究结果与现有解析解和数值解比较，进一步验证了模型的正确性及有效性，而且较其它数值方法精度高。　　3、基于元胞自动机原理建立了多重因素耦合的混凝土内氯离子扩散模型，该模型考虑了水灰比、温度、相对湿度、时间效应、氯离子结合能力及结构微缺陷等因素的影响。多重因素耦合的CA模拟值与长期暴露在氯离子腐蚀环境下的实测值比较表明，考虑影响因素越多，CA模拟值与实测值的吻合程度越高。此外，进一步探讨了不同因素影响下钢筋初锈时间的预测。　　4、采用梁单元和截面内单元纤维模型对腐蚀损伤后的钢筋混凝土结构性能进行分析。首先，将梁单元和截面内单元纤维模型计算出的未腐蚀损伤的钢筋混凝土矩形和T形截面简支梁的结构内力与理论方法的计算结果进行对比，验证了梁单元和截面内单元纤维模型的正确性。接着，引入随时间变化的混凝土损伤因子和钢筋损伤因子对截面刚度矩阵进行修正，应用上述思想分析了腐蚀环境下的钢筋混凝土T形截面连续梁的结构性能，研究发现支座处的弯矩随时间的延续而减小，跨中弯矩随时间的增加而增大。最后，将腐蚀损伤后的结构内力与结构抗力进行比较，从而完成对钢筋混凝土结构的寿命评估。