组合梁构件正常使用极限状态可靠度分析

基于结构可靠性原理,讨论了组合梁正常使用极限状态的可靠度分析方法。根据《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)中的挠度表达式进行了可靠度评估。把组合梁的设计参数看作随机变量,建立两种不同的计算模式,采用考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩方法得出在不同荷载效应比值的可靠指标。通过分析知,在通常范围之内,挠度可靠指标fβ随荷载效应比值ρ的增大而增大。由计算结果得出,按“规范”(GB50017-2003)设计的钢-混凝土构件在正常使用极限状态控制设计的条件下,可靠指标在0.0~1.5之间。     

基于模糊随机理论的边坡可靠度分析

边坡工程中同时存在模糊性和随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。采用可靠度分析的蒙特卡罗法对土体参数进行随机抽样,并对样本值进行模糊随机处理,得到土体变异系数。考虑到变异系数的变化对边坡可靠度的影响,由程序计算得到不同变异系数对应的失效概率和可靠度指标。研究表明,进行边坡稳定分析时应综合考虑安全系数和可靠度指标,可靠度随土体变异系数的增大呈减小趋势。     

原竹材料抗弯性能试验研究

开展了原竹材料抗弯性能试验,探究了竹材抗弯强度和弹性模量与高度、壁厚、周长的关系,采用Bootstrap法分析了竹材抗弯强度标准值,基于可靠度理论研究了原竹材料的抗弯强度设计值。结果表明:竹片抗弯加载经历较长的弹性阶段,塑性阶段较短,竹材抗弯承载力随高度增加而减小; 竹片抗弯强度和弹性模量随高度增加而增大,随壁厚和周长增大而减小,竹片抗弯强度、弹性模量与高度、壁厚和周长具有较好的拟合优度,拟合公式可对竹材力学性能进行预测; 样本数量对竹材抗弯强度的抽样误差具有显著影响,通过Bootstrap重抽样法分析标准值能够有效减小误差,采用该法进行10 000次重抽样分析得到的原竹材料强度标准值为126.75 MPa; 可靠度指标β随抗力分项系数γ_R和荷载比ρ的增大而增大; 荷载比ρ>0时,目标可靠度下的抗力分项系数γ_R在恒载+雪荷载情况下最大,在恒载+办公楼面活荷载情况下最小,计算得到的3个安全等级下的原竹材料抗弯强度设计值分别为27.670,29.884,32.084 MPa。     

增大截面加固后钢筋混凝土轴心受压柱的可靠度研究

对于增大截面加固钢筋混凝土轴心受压柱,考虑外围混凝土对核心混凝土的约束作用和材料强度随时间的衰减因素,采用JC法计算了钢筋混凝土轴压柱增大截面加固前后的可靠度指标。分析了截面尺寸、混凝土强度等级、初始荷载水平和恒活荷载的比例对加固后可靠度的影响,并与规范公式进行了对比分析。分析结果表明:加固采用的截面尺寸越大,恒载所占的比例越大,初始荷载水平越低,加固后的可靠度越大,且大于规范公式计算的结果。最后还分析了施工误差对可靠度指标的影响,结果表明:混凝土强度误差对可靠指标的影响较大。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力可靠性北大核心

为了研究锈蚀的钢筋混混凝土梁在加固前后可靠度指标的变化规律以及荷载效应比对可靠度指标的影响,采用碳纤维布对一根锈蚀率为8%的钢筋混凝土梁正截面进行加固,并进行加固前后可靠度指标的计算。选取5组不同的荷载效应比,采用JC法计算梁的可靠度指标。分析结果表明：钢筋锈蚀到一定程度后,无法满足承载力要求,可靠度指标偏低;采用碳纤维布进行加固后,梁抗弯承载力提升显著,可靠度指标提升36%～41%左右,说明采用碳纤维对锈蚀的钢筋混凝土梁加固很有效;对梁正截面加固前后,结构的可靠度指标都随着荷载效应比的增大而减小;在一定范围内增加CFRP的面积,每增加一层,可靠度指标提升4%左右。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力可靠性

为了研究锈蚀的钢筋混混凝土梁在加固前后可靠度指标的变化规律以及荷载效应比对可靠度指标的影响,采用碳纤维布对一根锈蚀率为8%的钢筋混凝土梁正截面进行加固,并进行加固前后可靠度指标的计算。选取5组不同的荷载效应比,采用JC法计算梁的可靠度指标。分析结果表明:钢筋锈蚀到一定程度后,无法满足承载力要求,可靠度指标偏低;采用碳纤维布进行加固后,梁抗弯承载力提升显著,可靠度指标提升36%~41%左右,说明采用碳纤维对锈蚀的钢筋混凝土梁加固很有效;对梁正截面加固前后,结构的可靠度指标都随着荷载效应比的增大而减小;在一定范围内增加CFRP的面积,每增加一层,可靠度指标提升4%左右。     

型钢-钢管混凝土短柱轴压承载力可靠度分析

为检验型钢-钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式的可靠性,根据GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》,采用Monte-Carlo模拟法对组合柱轴压承载力计算公式进行可靠度分析,研究了可变荷载类型、荷载效应比、混凝土强度等级、套箍系数及配骨指标对组合柱轴压承载力可靠度指标的影响。分析结果表明：在所研究的参数范围内,型钢-钢管混凝土短柱轴压承载力可靠度指标随可变荷载组合类型的变化而变化,随混凝土强度等级的提高和钢管壁厚的减小而增大,配骨指标对组合柱轴压承载力可靠度指标的影响不明显,随荷载效应比的增大可靠度指标呈先增加后降低的趋势;除个别公式外,各计算公式基本满足统一标准对延性构件可靠度指标的要求。     

预应力锚杆复合土钉支护稳定可靠度分析

针对预应力锚杆复合土钉支护结构的稳定可靠性分析问题,以极限平衡理论为基础,建立了基坑稳定性分析安全系数求解公式和可靠性分析功能函数。以土体力学参数为作为随机变量,应用 Monte Carlo重要抽样法计算了基坑稳定性可靠度指标和失效概率,通过工程实例进行了分析。分析表明：该稳定性计算公式计算的安全系数符合工程要求并且通过可靠性分析,因而使用该方法对复合土钉支护结构稳定性计算是有效的;基坑可靠性分析中,可靠度指标β和失效概率 Pf受土体黏聚力、内摩擦角与摩阻力的变异系数的影响较大,前者随变异系数的增大而减小,后者随变异系数的增大而增大;对于土体力学参数分布选型参数 c 采用对数分布,φ、qsik采用正态分布对可靠度计算分析比较合理。     

碳纤维增强复材加固钢筋混凝土轴压圆柱可靠度评估与规范评价

以碳纤维增强复材(CFRP)包裹钢筋混凝土圆柱为研究对象,利用设计点(JC)法对GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中轴压构件的设计方法进行可靠度评估,并进行了主要参数对可靠度指标的影响分析。研究结果发现:圆柱直径和混凝土强度对平均可靠度指标几乎没有影响;钢筋强度、钢筋配筋率和FRP强度对平均可靠度指标的影响较小,而FRP用量的影响则相对较为明显,且呈现出随着FRP用量增大而增大的变化趋势;平均可靠度指标随着荷载效应比的增大先逐渐增大,而当荷载效应比大于2.0后则变得平缓;对于住宅和办公楼活荷载,CFRP加固钢筋混凝土圆柱的平均可靠度指标分别为4.40和4.53,均比现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中普通钢筋混凝土轴压构件的可靠度指标大约低0.8。为能够获得与GB 50010—2010中轴压构件同等的可靠度水平,对原有的承载力计算式提出了修正建议。     

深层搅拌桩复合地基承载力可靠度分析

收集了邯郸市6个代表性工程36组深层搅拌桩复合地基静载荷试验数据，借助无量纲计算模式，计算出不同荷载组合下深层搅拌桩复合地基承载力可靠度指标，并分析了不同荷载效应比ρ对可靠度指标的影响，为评价规范法设计的复合地基的可靠性提供了一种客观方法。