钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验的可靠性分析

基于结构可靠性理论的原理和钢筋混凝土预制构件的结构性能检验方法,分析了钢筋混凝土预制构件在进行裂缝宽度检验时的可靠指标计算方法,对钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验时规范所规定的允许值进行了可靠度评估,确定了钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验时构件可靠指标的大小.     

钢筋混凝土叠合梁斜裂缝宽度计算

报导了１２根钢筋混凝土叠合梁在多点等代均布荷载作用下斜截面裂缝宽度的试验成果,分析了预制截面与叠合截面高度比和一期荷载作用跨中弯矩与预制截面极限承载弯矩之比,对钢筋混凝土叠合梁斜截面裂缝宽度的影响规律,提出了相应的计算方法。     

基于最大裂缝宽度的钢筋混凝土楼板可靠度分析

根据一次二阶矩中的验算点法可靠度理论,基于最大裂缝宽度指标中钢筋混凝土构件极限状态下的功能函数,分析了各随机变量的分布类型,利用MATLAB编程实现可靠指标验算。通过计算实例分析了各随机变量对最大裂缝宽度可靠指标灵敏性的影响,数值结果表明:混凝土保护层厚度、楼板有效高度、混凝土轴心抗拉强度以及荷载效应比对可靠指标及灵敏度有不同的影响,本文结论可为钢筋混凝土板式构件的设计提供相关理论依据与指导。     

基于蒙特卡洛方法的钢筋混凝土偏心受压构件可靠度分析

钢筋混凝土偏心受压构件是较为常见的结构构件之一.根据构件承受轴力和弯矩的大小,构件可能出现两种破坏形式,大偏心受压构件和小偏心受压构件.本文利用可靠度理论将载荷、材料属性和几何尺寸等量视为随机变量,利用蒙特卡洛方法计算出钢筋混凝土偏心受压构件的结构可靠度.     

无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便方法

以我国现行规范JGJ92-2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》推荐的无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算公式为基础,同时参考美国混凝土结构设计规范ACI318-08关于无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝控制的有关设计规定,提出了无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便算法.该方法的基本思路是:将无粘结预应力钢筋的有效预拉力作为构件截面外力,从而将无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算转化为普通钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度计算.采用该方法得到的计算值与已收集到的84组无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的试验值吻合较好,验证了所建议公式的合理性,可供我国相关规范今后修订时参考.     

最大裂缝宽度公式在受弯构件中的可靠度分析

应用混凝土结构最大裂缝宽度公式的可靠度指标β的计算程序,结合《钢筋混凝结构裂缝宽度界限值的概率分析》给出的受弯构件的裂缝宽度的试验数据,计算最大裂缝宽度公式的可靠度指标β,对规范公式中各因素的影响程度进行定性分析。     

正常使用极限状态下混凝土结构构件可靠度的分析方法

从适用性和耐久性两方面着手，讨论了五种混凝土结构构件基于正常使用极限状态的可靠度分析方法：横向裂缝宽度、构件挠度、碳化深度、纵向裂缝抗裂度及纵向裂缝宽度。分析结果表明，计算模式不定系数对正常使用极限状态可靠度的影响是最大的；荷载对正常使用极限状态可靠度的影响也较大；由于混凝土材料性能的离散性，混凝土结构构件本身对正常使用可靠度也有较大影响。     

钢筋混凝土构件裂缝控制可靠度的模糊概率分析

本文分析了影响钢筋混凝土构件最大裂缝宽度随机性和允许最大裂缝宽度模糊性的因素。在分析的基础上，定义了模糊可靠度指标βf和初指标βa，同时导出了模糊失效概率Pf的近似计算公式，举例说明了本文建议方法的应用。     

FRP筋混凝土受弯构件裂缝控制可靠度分析

中美两国纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)混凝土结构设计规范在裂缝控制标准方面存在显著差异,运用蒙特卡洛法对两国规范关于裂缝控制标准的可靠度指标进行了计算分析和比较。计算结果表明:荷载比对两国规范裂缝控制标准的可靠度水平影响均十分显著,裂缝宽度限值、有效配筋率以及其他参数对我国规范裂缝控制标准的可靠度水平影响较小,当裂缝宽度限值为0.5 mm时,我国规范裂缝控制标准的可靠度指标平均较美国规范偏高46%。建议针对我国FRP混凝土结构设计规范,采用频遇组合代替标准组合计算FRP筋混凝土构件的裂缝宽度。     

预应力RPC-NC叠合梁疲劳裂缝宽度的计算方法

为研究预应力活性粉末混凝土（RPC）-普通混凝土（NC）叠合梁的疲劳开裂性能,以中国铁路32 m T型梁为原型,制作了4根部分预应力RPC-NC叠合试验梁进行静载试验和等幅弯曲疲劳试验,对试验梁在不同次数疲劳加载下的裂缝数量、裂缝宽度、裂缝间距等开裂发展情况进行分析.以平截面假定为基础,考虑开裂截面处钢筋的疲劳应变增大系数,基于黏结滑移理论推导处于疲劳稳定阶段时RPC-NC叠合梁的裂缝间距及裂缝宽度,提出考虑RPC疲劳抗拉性能及RPC与钢筋间疲劳黏结性能的计算方法.同时为便于设计应用,在铁路规范提供的裂缝宽度计算公式的基础上,引入考虑RPC疲劳抗拉性能影响和循环荷载引起的疲劳扩大影响的系数,得到适用于预应力RPC-NC叠合梁裂缝宽度的计算式.将通过两种方法得到的计算结果和本文试验结果进行对比发现,基于黏结滑移理论的疲劳裂缝宽度计算方法和修正后的铁路规范计算公式均能较为准确地计算预应力RPC-NC叠合梁进入疲劳稳定阶段后的最大裂缝宽度.     

混凝土构件裂缝控制模糊可靠度计算方法

以"引入模糊示性函数的蒙特卡罗法"为基础,建立了一种混凝土构件裂缝控制可靠指标计算方法。对GB50010—2010《混凝土结构设计规范》以及修订前规范GB 50010—2002中裂缝宽度计算公式的可靠指标进行了计算比较。由此得出:GB 50010—2010中裂缝宽度计算公式的可靠指标处于1.0～1.4之间,较修订前规范公式的可靠指标整体下降了0.8左右。目前仍宜将规范公式的裂缝宽度计算保证率取为95%。     

在役钢板组合梁桥的时变体系冗余性

为研究多梁式钢板组合梁桥应对非对称极端作用的体系非线性冗余性能，沿着结构的传力路径和体系的再平衡过程，辨识了体系承载的3种弯曲失效模式，推导了体系弹性分配和塑性再分配能力的定量评价新指标，建立了考虑承载机制经时变异性的时变体系冗余性评估方法。基于MATLAB/OpenSEES编制了单元纤维的时变演化参数组管理程序，研究了材料劣化对体系再平衡和内力重分配性能的影响规律；采用数值增量算法，开展了结构在非对称荷载下的弹塑性全过程分析，并通过与构件-体系层次的破坏性试验对比验证了数值模型的准确性，进而建立了基于纤维宏单元的时变体系非线性冗余数值模拟方法。研究结果表明：材料劣化会导致体系从多梁协同承载机制向单梁承载机制转换，并引起构件延性、体系冗余性和可靠性发生不同程度的退化；更适应现场快速装配需求的少主梁或少横联形式容易在服役年限出现构件安全性和体系冗余性不足的情况。主梁、中部横联和端部横联的失效对体系承载性能影响较大，为钢板组合梁桥的关键构件，其他横联的敏感性较低，为非关键构件。     

预制带肋薄板混凝土叠合板件受力性能试验研究

为便于工业化生产及现场拼装,对预制薄板（预制预应力混凝土矩形肋薄板）进行规格设计。进行2种不同跨度的4块预制薄板的静载试验,重点研究预制薄板的极限承载力、刚度及抗裂性能,结果表明：预制薄板满足施工阶段承载力要求,可作为无支撑体系模板。进行2块单跨叠合板件和1块两跨连续叠合板件的静载试验,重点研究叠合板件的整体受力性能、叠合面的抗剪性能以及连续叠合板件在支座处的弯矩调幅值,结果表明：叠合板件可按整浇板的计算方法进行承载力计算,连续叠合板件受力性能与现浇板相似。进行混凝土叠合板件两阶段受力截面应变分析,建议取底板厚度作为预制薄板考虑二次受力影响的计算高度。     

高强螺栓节点腐蚀疲劳可靠度分析

针对高强螺栓裂纹尺寸与临界裂纹尺寸的概率密度函数相交可能发生疲劳破坏的问题,本文对高强螺栓腐蚀疲劳可靠度计算模型进行研究。分析了高强螺栓节点在腐蚀环境下的疲劳可靠度,并采用Gerberich-Chen公式,估算高强螺栓腐蚀裂纹扩展门槛值,同时基于断裂力学理论和结构可靠度理论,导出高强螺栓腐蚀疲劳可靠度计算模型,并以M24高强螺栓节点为例,对高强螺栓节点应力及受力进行计算,计算结果表明,螺栓最大使用应力为572MPa,高强螺栓节点腐蚀疲劳可靠度为0.994 5。该计算模型可以充分利用现有设计资料、数据,较方便地计算高强螺栓腐蚀疲劳可靠度,进而预测高强螺栓的疲劳寿命,为高强螺栓节点腐蚀疲劳计算分析提供了理论参考。     

新型双向钢筋桁架叠合板底板受力性能试验研究

装配式建筑中,钢筋桁架叠合板作为主要受力构件应用广泛,然而,其底板在工地安装前经常出现开裂现象,导致叠合板无法使用。提出一种新型双向钢筋桁架叠合板,即在传统钢筋桁架叠合板上安装横向附加钢筋支架,从而提高叠合板的抗弯承载力。为了考察安装的横向钢筋支架对叠合板底板开裂状态和受力特性发挥的作用,分别对双向钢筋桁架叠合板底板和普通单向钢筋桁架叠合板底板进行静力加载试验,得到底板的开裂弯矩、裂缝分布及跨中挠度、应变等随荷载的变化规律。研究结果表明：在相同荷载作用下,相比于传统的单向钢筋桁架叠合板,双向钢筋桁架叠合板底板的开裂弯矩更大,裂缝发展更缓慢,跨中挠度、应变均较小,双向钢筋桁架能显著提高叠合板底板的抗裂性能,有效控制裂缝的开展。     

集成光场三维显示亮度均匀性校正方法

针对集成光场三维显示亮度不均匀的问题,提出基于光场重构的提高三维显示亮度均匀性的方法. 该方法通过调制每台投影机投射画面各颜色通道的各处亮度,从而提高三维画面的整体亮度均匀性. 实验样机主要由76台小投影机构成的投影阵列和光场调控屏幕组成,通过 实验验证了提出的改善亮度均匀性的方法. 实验结果表明,采用该方法可以克服现有基于多投影的光场三维显示中画面亮度不均匀的缺陷.     

大型储罐大角焊缝裂纹的可靠性分析

以100 000立方米浮顶式大型储罐为例,采用基于应力强度干涉模型的一次二阶矩法和基于ANSYS含裂纹平板的可靠性分析方法对大型储罐角焊缝裂纹进行了可靠性分析.首先基于应力强度干涉模型,根据应力强度因子断裂判据,采用一次二阶矩法计算储罐角焊缝裂纹动态扩展的可靠度,计算得到的应力强度因子为354.4 MPa·mm,可靠度为93.32%.然后运用ANSYS软件计算含裂纹平板的可靠度,先是采用1/4节点奇异单元法,计算出裂纹尖端应力强度因子为376.46 MPa·mm,再通过蒙特卡罗法来计算裂纹扩展的可靠性,得到可靠度为82.36%.通过比较两种方法得到的结果,采用ANSYS有限元分析所得的可靠度低于基于应力强度干涉理论计算得到的可靠度.从安全性角度出发,应选择可靠度低的分析结果来提供决策支撑.     

基于Monte Carlo模拟法自增强厚壁圆筒可靠性研究

为保证安全生产对厚壁圆筒的可靠性研究是非常必要的。MonteCarlo模拟法可适用于解决可靠性工程问题,其求得的断裂概率值高。因此,利用MonteCarlo模拟法可以有效地对在役的自增强圆筒进行可靠性评估。通过对Cr-Ni-Mo-V钢材进行模拟得出了一种适合于自增强厚壁圆筒的新的缺陷评定方法。推出了概率模型,确定了与临界裂纹尺寸有关的确定量和随机变量。随机变量按正态分布,利用统计方法和假设检验,最后采用了矩形法得出了不同置信度和可靠度下的临界裂纹尺寸,可作为确定评定标准的依据。     

含多裂纹悬臂梁的振动分析

基于Bernoulli—Euler梁振动理论,以等效扭转弹簧模拟裂纹引起的局部软化效应。推导了双裂纹悬臂梁的解析特性方程,提出了识别裂纹参数的“特征方程曲线交点法”。通过数值模拟计算,讨论了裂纹位置与裂纹深度对梁的固有频率的影响。应用有限元软件ANSYS对双裂纹悬臂梁进行模态分析,将得到前3阶固有频率作为实测参数,代入双裂纹悬臂梁的特征方程,通过绘制特征方程曲线图,通过交点确定第2条裂纹参数,最后利用数值算例验证了该方法的有效性。     

含多裂纹结构的断裂可靠性分析

基于随机有限元法和可靠性设计理论,建立了一种含多裂纹结构的断裂可靠性分析模型。首先,根据最小二乘法则建立应力强度因子的表达式,然后将影响结构断裂的不确定因素视为随机变量,通过一阶二次矩法和随机有限元法求出每条裂纹的可靠度指标,最后将含多裂纹结构看作一个由所有裂纹组成的串联系统,求出各裂纹之间的相关系数,并得出多裂纹结构失效概率的Ditlevsen界限值。数值算例表明,本方法具有较强的适用性。