我国近几代混凝土和砌体结构设计规范的可靠度比较

在总结相关文献对我国近几代建筑结构设计规范可靠度比较研究成果的基础上,对既有结构中最常见的混凝土结构和砌体结构,统一校核了砌体轴压和偏压构件、混凝土轴压和受弯构件的综合安全系数和可靠指标。结果表明:与现行结构设计统一标准规定的目标可靠指标相比,我国混凝土和砌体结构的现行设计规范和2000s系列规范的实际可靠度超过0.5以上,80s系列规范的实际可靠度比较接近目标可靠度,而70s系列规范各类构件的实际可靠度差异较大。将2000s系列规范的综合安全系数乘以0.9后,安全性水准仍达到现行结构设计统一标准和80s系列规范的要求;将2000s系列规范的综合安全系数乘以0.85后,安全性水准总体上仍达到70s系列规范的要求。研究成果可供制定既有结构的可靠度分级标准参考。     

规则钢筋混凝土框架中考虑双向随机偏心距的柱承载力抗震可靠度分析

地震作用下RC框架柱大多处于双偏压受力状态。为考虑双向偏心距随机特性的影响,采用Monte Carlo方法分析了RC框架柱的承载力抗震可靠度。基于已有的试验数据,分析了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中双偏压构件抗力计算模式的不确定性及其对极限状态方程的影响。以按规范设计的典型RC框架角柱、边柱和中柱为例,结合已有荷载和抗力变量的统计概率参数,通过对荷载效应以及抗力进行抽样,分别按单偏压和双偏压情形计算了RC柱的承载力抗震可靠度。结果表明：对于规则框架结构,双偏压情形下使柱具有较低可靠度的地震作用方向(沿结构主轴)与单偏压情形并不相同;考虑双向随机偏心距后,RC柱的承载力抗震可靠度会较单向随机偏心距下的可靠度有较大程度的降低。     

基于可靠度的小偏压柱承载力分项系数的确定方法

本文以结构可靠度设计理论为依据,提出了一种基于统计数据的混凝土构件承载力分项系数的确定方法。根据国内119组钢筋混凝土小偏压柱极限承载力的试验数据,进行统计分析,建立了小偏压柱承载力的物理模型;以本物理模型为基准,结合可靠度设计理论,建立了小偏压柱承载力的校准模型,按两种荷载与抗力标准差之比及考虑和不考虑构件尺寸变异性4种情况下计算了其承载力分项系数。将本模型与中美规范的设计公式进行比较,结果表明本文提出的校准模型的安全储备更合理,构件承载力分项系数的校准方法可行,且具有较大实用性和推广意义。     

铝合金结构构件可靠度分析

以试验数据为基础,对铝合金结构基本构件(包括轴压构件、受弯构件和偏压构件)进行了设计可靠度分析。分析结果表明,构件类型和荷载组合对于结构构件可靠度的影响很大;在相同荷载条件下,轴压构件的可靠指标最低,受弯构件的可靠指标最高;对于同类构件,参与组合的风荷载越大,其可靠指标越低。最后,针对国产结构用铝合金6061-T6的构件承载力设计提出了合理的抗力分项系数和设计强度建议值。采用本文建议的强度设计值,铝合金结构基本构件的设计可靠指标平均值均大于3.70,完全满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)的规定。     

RC偏压构件精细抗力概率模型

现行可靠度统一标准给出的RC偏压构件抗力统计参数较为粗糙,对其随偏心距值的变化考虑不够充分。针对此不足,采用Monte Carlo抽样方法并结合已有的各种抗力因素的概率模型,得到了不同偏心距和配筋率下的改进抗力概率模型。结果表明采用正态分布变量来拟合RC偏压构件抗力的分布具有较好的精度。在此基础上,对此改进模型应用于随机偏心距下RC偏压构件可靠度计算的适用性进行了实例分析。结果证实,当偏心距设计值接近或者大于界限偏心距值时,采用现行标准中的抗力概率模型来计算可靠度均会产生较大的误差,而采用文中建议的抗力概率模型则具有较高的精度;且现行可靠度统一标准因对抗力随偏心距值增大而减小的效应考虑不够而使得RC大偏压构件的设计偏于不安全。     

HRBF500钢筋混凝土偏压柱裂缝宽度试验

对9根500 MPa级细晶粒钢筋混凝土偏压柱及1根HRB400钢筋混凝土偏压柱进行对比试验,观察试件的裂缝发展过程和破坏形态.对500 MPa级细晶粒钢筋混凝土偏压构件裂缝宽度间距的实测值及现行规范公式计算值的比较表明,实测值小于按规范公式计算值,满足规范要求,但规范公式计算结果偏大;偏压构件裂缝宽度小于受弯构件,构件受力状态对裂缝宽度产生影响;由建议公式计算结果表明,偏压构件与受弯构件裂缝宽度计算具有相同的可靠度.     

铝合金结构构件的设计公式及其可靠度研究

对国产铝合金结构进行了一系列试验,包括42个材料拉伸试验、63个轴压构件试验、14个受弯构件试验和45个偏压构件试验;搜集整理了国内已有的试验结果,初步建立起铝合金结构的试验数据库。数据库中包括53条本构关系曲线、205个轴压构件试验点、38个受弯构件试验点和57个偏压构件试验点。采用有限单元法对铝合金结构构件进行了大规模的数值计算,得到了252条轴压构件失稳的稳定系数-正则化长细比曲线、480条弯曲构件弯扭失稳的整体稳定系数-正则化长细比曲线和1920条偏压构件弯曲失稳的相关曲线;并根据数值计算结果拟合出了各类构件的计算公式。最后以试验数据为基础对铝合金结构构件进行了可靠度分析,得出了国产铝合金材料的抗力分项系数,建议了其强度设计值。     

S350冷轧薄板冷弯超薄壁型钢构件设计可靠度分析

基于国内厚度不大于2mm的S350冷轧薄钢板材性数据、冷弯薄壁型钢构件几何尺寸数据及已完成的轴压、偏压、受弯构件承载力试验数据,对厚度不大于2mm的S350超薄壁冷弯型钢构件的材料强度不定性、几何特性不定性、计算模式不定性进行了分析。采用JC法,按现有规范的抗力分项系数计算了各类基本构件在不同可能荷载组合下的可靠指标,并根据可靠度分析结果,提出了对现有规范承载力计算值的建议修正方法。结果表明:对于厚度不大于2mm的S350超薄壁冷弯型钢构件,当翼缘宽厚比满足规范要求时,按现有规范的抗力分项系数计算得到的轴压构件可以满足目标可靠度的要求,偏压构件的可靠指标低于目标可靠指标,受弯构件的可靠指标略低于目标可靠度。按建议方法计算偏压构件的承载力时,偏压构件的可靠指标大于目标可靠指标。最后给出了厚度不大于2mm的S350超薄壁冷弯型钢构件的强度设计指标建议值。     

结构力学大小偏压在结构计算中的理解及运用

钢筋混凝土偏压构件是现代建筑应用最为广泛的基础构件,其承载力的计算在结构计算中发挥着极大的作用。基于此本文简要的分析了受压构件的大小偏压,重点探讨了大小偏压在结构计算中的理解及运用。     

桥梁结构体系可靠度优化分析探讨

简要介绍了桥梁结构优化设计现状和结构体系可靠度的基本理论,给出以可靠度为约束条件,以一定准则为目标函数的优化模型,从整体到局部逐级分析构件合理可靠度,再从构件到体系验算整体可靠度及目标函数的思路,对桥梁结构体系进行优化分析,为工程实践提供参考。     

地震作用下钢框架结构竖向连续倒塌可靠度分析

通过建立典型钢框架的连续倒塌分析数值模型,使用拉丁超立方抽样方法抽取随机样本进行可靠度分析,考虑结构参数的不确定性影响,确定完好结构在地震作用下发生局部损坏的概率。以大震作用下可靠度指标最小的构件作为结构的失效构件,基于整体可靠度方法,采用拆除构件法对失效构件进行拆除并施加地震荷载进行分析,得到不同失效模式下受损结构发生连续倒塌条件可靠度指标和失效概率。最后结合失效构件的失效概率,研究结构在地震作用下的连续倒塌全概率可靠度。研究表明,运用可靠度理论对钢框架结构进行连续倒塌可靠度分析,可以直观地得到地震作用下钢框架结构发生连续倒塌的概率,为准确评价钢框架结构在地震作用下的抗连续倒塌能力提供依据。     

基于弯矩和轴力随机相关特性的RC偏压构件可靠度分析

我国现行规范在分析混凝土偏心受压构件可靠度时,未考虑轴力和弯矩的随机相关特性。基于此,首先推导了弯矩和轴力间相关系数与对应荷载效应比值的函数表达式,得到了相关系数随荷载效应比值变化的规律。在此基础上定性分析了弯矩和轴力的随机相关特性对大偏压和小偏压两类构件失效概率的不同影响规律。采用Monte Carlo方法计算了当水...     

《建筑结构设计统一标准》问题专栏(五)(六)(七)(八) 建筑结构构件可靠度的计算

<正> 长期来,结构可靠度是以定值法确定的安全系数来度量的。事实上,这种安全系数并不能反映结构的实际可靠度。近年来国际上开始采用概率法,根据统计资料综合分析确定结构的失效概率P_f或可靠指标β,并用来度量结构的可靠度。这就从根本上改变了传统的安全裕度的概念(例如,认为按规范设计的钢结构的承载能力为所承受标准荷载的1.41倍),而认为所设计的结构总要冒     

现有结构可靠度分析的一种实用方法

提出了一种可以用于结构鉴定与加固的结构可靠度分析实用方法。将结构视为楼层的串联模型,以楼层可靠度的最小值作为系统的可靠度;将同一楼层中各构件的可靠度按照一定的权函数组合形成楼层的可靠度,权函数以各构件的荷载/抗力为主,并按照构件的重要性、变形情况、裂缝情况和使用情况等进行修正。同时,对影响结构可靠度的抗力因素和外荷载因素做了分析。     

框架结构不同水平体系可靠度分析

构件可靠度标志单个杆件的安全性,而复杂结构中,某些构件的失效并不会导致整体结构的破坏,实际工程中,结构的体系可靠度更具有现实意义。为了获得结构体系的可靠度,本文针对一个具体的框架结构,提出不同水平下体系可靠度的计算方法。该不同水平下的结构体系可靠度计算方法同样可应用于其它结构中。     

已有砌体结构抗震可靠度分析的实用方法

应用以层次分析法和一次二阶矩法为基础的实用简化方法分析已有结构的可靠度,将楼层中各构件的可靠度按照权函数(修正的构件的荷载/抗力比)组合成楼层的可靠度,以楼层可靠度的最小值作为系统的可靠度;砌体结构在地震作用下发生剪切破坏为主要的结构失效模式,将墙体的抗剪能力减去其分担的地震作用定义为抗震可靠度分析的功能函数,墙体的抗剪能力套用现行设计规范的计算公式;选用工程实例说明了已有砌体结构抗震可靠度分析的实用方法。     

T形及L形截面双向偏压构件的强度计算

一、前言结构中的许多构件都是在双向偏压状态下工作的;严格地说,纯粹的单向偏压构件是不存在的。但在许多情况下,可以忽略其中一个方向的弯矩,而近似地按单向偏压构件计算。可是,在另外许多情况下,由于两个方向的相对偏心距相差不大,所以不能忽略其中任何一个。这时,就必须按照双向偏压构件计算它的截面承载力。     

受腐蚀混凝土结构的可靠性分析及维修决策方法

为解决目前腐蚀结构、老化结构越来越多,社会维修费用投入日趋庞大的问题,研究腐蚀环境下建筑结构构件及体系的可靠度评价和维修决策,以单层单跨框架结构为例,介绍采用PNET法计算体系的动态可靠度方法及维修决策方法.维修决策,即在保证结构整个使用期间的可靠度水平不低于目标可靠度的条件下,确定使整个结构维修费用最低的方案,选用最佳的维修时间和维修可靠度;根据结构特点和经济性原则,进一步确定分系统的维修可靠度及构件维修可靠度,并举一实例作为说明.     

浅埋偏压隧道衬砌背后空洞对结构安全性影响

由于施工不当、地质条件不良等因素,隧道衬砌背后容易出现空洞,从而引起隧道衬砌结构发生一定程度的病害。文章基于Flac 3d有限差分软件,分别分析了各位置处不同空洞深度下衬砌结构安全系数分布规律以及各位置处不同空洞宽度下衬砌结构安全系数分布规律,总结了浅埋偏压情况下空洞尺寸及位置对结构安全性的影响,以此为浅埋偏压隧道衬砌背后空洞病害处置提供理论依据。     

混凝土服役结构构件可靠性计算

分析混凝土碳化、钢筋锈蚀对混凝土结构构件的影响 ,提出容许碳化深度、容许钢筋锈蚀率和混凝土结构构件动态可靠度的概念 ;分析影响动态可靠度的关键因素 ,给出建立可靠度函数的方法。