混凝土结构耐久性的概率极限状态设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值.该法与我国混凝土设计规范的结构设计方法一致,其中的关键问题是选取描述耐久性劣化过程的数学模型与合适的设计参数.根据理论与经验相结合的碳化深度模型.选择混凝土保护层厚度与混凝土立方体抗压强度作为耐久性设计参数,建立了基于碳化寿命准则的耐久性概率极限状态设计方法,给出了碳化寿命耐久性接受准则、分项系数与设计表达式.该法适用于一般大气环境下不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足使用寿命要求的保护层厚度与混凝上强度.     

混凝土结构碳化耐久性的分项系数设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值。选用合适的设计参数是混凝土结构耐久性设计的关键问题,设计参数应具有明确的物理意义和容易掌握的统计规律,且易为设计人员所接受。根据理论与经验相结合的碳化深度模型,建立了考虑保护层厚度与混凝土强度两个随机变量的碳化耐久性的分项系数设计方法,提出了碳化寿命准则极限状态的目标可靠指标的建议值,计算确定了保护层厚度与混凝土抗压强度满足目标可靠指标的分项系数,由此给出了碳化寿命准则的耐久性设计表达式。该耐久性分项系数设计法适用于一般大气环境下任意设计使用年限的不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足耐久性要求的保护层厚度与混凝土强度。     

钢筋混凝土结构适用耐久性分析

针对钢筋混凝土适用耐久性的2种极限状态,即碳化耐久性极限状态和锈胀开裂耐久性极限状态,运用可靠性结构原理.在可靠度水准上提出确定混凝土结构或构件碳化和锈胀开裂寿命的计算方法。     

钢筋混凝土结构基于耐久性劣化度的可靠性分析

结构耐久性的不足将引发其性能的劣化,并导致结构可靠度的降低。根据已建立的两种劣化度模型及极限状态法,以碳化深度和锈胀开裂两种不同的耐久性劣化度为指标,提出了混凝土结构使用寿命全过程可靠度的计算方法。结合工程实例,以荷载作用下的混凝土结构在碳化环境中的劣化问题为例,构建极限状态函数,基于两种劣化度模型,对其运用可靠度理论进行分析,得到了基于耐久性劣化度的结构可靠度求算方法。研究结果表明：可靠度与结构的混凝土保护层厚度及碳化速率的统计数值或钢筋锈蚀量密切相关。计算方法可为分析在役工程的耐久性提供参考。参14     

钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法

对处于氯盐环境中的混凝土结构,为使其在设计使用寿命期内具有合格的可靠度要求,基于结构抗力劣化过程的动态计算模型及动态可靠度分析,在我国 现行结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数的确定方法。针对50年设计使用年限 情况,考虑港口结构3种荷载组合以及5种可变荷载与恒载效应比影响,给出不同的环境条件、水灰比、保护层厚度下结构耐久性系数γD的取值。从而建立 了基于耐久性的可靠度设计实用方法。     

基于可靠度的FRP加固混凝土结构设计方法研究

为进一步完善FRP加固混凝土结构的设计方法,通过对新颁布的《纤维增强复合材料工程应用技术规范》GB50608中各类FRP加固混凝土结构在不同破坏模式下的设计方法进行可靠度校核,明确现阶段设计方法所能达到的可靠度水平,并探讨规范中FRP材料分项系数的作用。在此基础上,通过引入附加抗力系数γβ修正荷载-抗力分项系数表达式,并在可靠度分析的基础上确定附加抗力系数取值。计算结果表明,附加抗力系数可较好地调整不同类型加固构件的可靠度,使加固构件满足目标可靠度的要求,且可靠度指标具有较好的一致性。     

基于钢筋锈蚀混凝土耐久性使用寿命预计的评述

建立准确有效的混凝土耐久性使用寿命预计方法是研究钢筋混凝土结构耐久性的最终目标.本文较为系统地总结和评述了近些年来基于钢筋锈蚀的混凝土耐久性使用寿命预计的研究进展,包括碳化及氯盐侵蚀下钢筋脱钝使用寿命Ti、混凝土锈胀开裂使用寿命Tc、基于锈胀裂缝宽度或钢筋锈蚀量达到限值的使用寿命Tf;并提出了其中需要进一步研究的问题,包括:给定环境和使用要求下混凝土结构耐久性失效极限状态的确定、工程应用性较强的混凝土耐久性退化规律模型的建立,以及人工气候与自然环境条件下混凝土耐久性能退化规律的相关性研究等.     

钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计实用方法

考虑钢筋锈蚀对混凝土结构的抗力影响,根据我国现行结构可靠度设计规范设计原理,提出了钢筋混凝土建筑结构预期使用期可靠度设计的实用方法。首先,考虑三种荷载组合以及不同恒荷载与可变荷载效应比影响,给出了代表性钢筋混凝土构件在给定环境下、不同使用期的可靠度分析方法;提出了预期使用期结构设计可靠度水平的确定原则,即预期使用期内结构构件可靠度指标不能低于现行规范的标准;在我国结构可靠度设计表达式基础上引入耐久性折减系数,给出了该系数的确定方法,通过该系数在设计阶段保证和实现预期使用期内结构构件可靠度指标不低于现行规范的标准。最后,通过算例验证了该方法的有效性和简便性。     

基于锈胀开裂理论的钢筋混凝土结构正常使用耐久性评估方法研究

钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要而亟待解决的问题。对钢筋混凝土结构耐久性的研究十分必要和迫切。首先根据现有钢筋锈蚀量预测模型,以锈胀开裂时的钢筋锈蚀量为结构抗力,以钢筋锈蚀深度为荷载效应,建立钢筋混凝土构件正常使用极限状态的状态方程,由此得到钢筋混凝土结构耐久性的概率评价模型。然后结合实例对某一钢筋混凝土结构进行了耐久性及参数敏感性分析,验证方法的有效性。     

可靠度β与实用设计表达式的内在关系

新颁布的《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)按《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)的规定,采用以概率论为基础,以可靠度β为保证的极限状态设计方法,给出了以荷载分项系数和材料(钢筋、混凝土)分项系数、荷载和材料强度标准值为基本参数的实用设计表达式。如果不对统一标准深入理解,只有规范,会片面认为与原规范TJ10-74在理论上没有本质的区别。在使用时,看到的只是对材料的设计值和标准值进行了修正。将结构抗力的单一安全系数取消,而在计算荷载时考虑了分项系数,以此计算     

氯离子侵蚀环境下基于可靠性的混凝土结构耐久寿命预测

对氯离子侵蚀作用下基于可靠性的混凝土结构耐久寿命预测进行了研究。首先,确定氯离子环境作用下对应的性能水准和结构耐久性极限状态,然后,选择氯离子侵蚀深度模型和钢筋锈胀模型,以极限状态模式建立失效概率方程,在满足规定的失效概率条件下,确定结构的耐久性寿命,并给出不同性能水准的计算实例。结果表明,基于可靠性的混凝土结构耐久寿命预测方法与工程实例调查结果相一致,该方法可以有效地用于氯离子侵蚀环境下结构耐久寿命预测。     

高强度螺栓连接的可靠性评估

在模糊聚类分析法的基础上，建立起高强度螺栓摩擦型和受拉型连接抗力不定性统计的数学模型，对规范（ＴＪ１７－７４）高强度螺栓连接的可靠度作了校准，并获得了两种类型连接按概率极限状态设计的目标可靠指标和抗力分项系数，可作为规范（ＧＢＪ１７－８８）的补充或进一步修订时参考。     

既有建筑结构构件的安全性分析

提出了基于目标使用期的既有建筑结构构件承载能力验算的极限状态表达式。根据适用于既有结构的荷载和抗力概率模型,考虑14种代表性的结构构件、不同的可变荷载效应与永久荷载效应的比值、3种可变荷载效应与永久荷载效应的简单组合,对不同目标使用期内的荷载分项系数进行了优化分析。结果为:永久荷载分项系数γG=1.0(当永久荷载对结构有利时,γG=0.6),可变荷载分项系数γQ=1.3。由荷载分项系数进一步优化分析得出不同构件的承载力分项系数为γR=1.1～1.8。按目标可靠指标增减0.25确定了既有建筑结构构件承载能力的等级评定标准。经工程实例验证,所提分析方法更加符合实际情况,合理实用。     

Reliability of corroded thin walled pipes repaired with composite overwrap

Current design codes provide two design methods: allowable stress/strain design and limit state design. Design in the current pipework composite repair codes is based on the allowable design method and only two safety factors are applied to the ultimate strain of the composite layer and to the yield stress of steel. On the other hand, safety factors are applied to each of the load and resistance parameters in the limit state design method. The limit state design method is probabilistic based in which the safety factors are calibrated based on a target reliability index. In this study, an investigation into the reliability of rehabilitated pipelines is conducted. The limit state function is defined based on ASME PCC-2, and reliability analysis is conducted using the AFOSM method. Results show that ASME PCC-2 generally provides adequate safety although the level of safety is not uniform for different percentages of corrosion. Comparing the achieved results and the ISO 2394 target reliability indices, some resistance factors are proposed.     

海洋环境下预应力混凝土桥梁耐久性分析与设计

为了研究海洋环境下氯离子侵蚀引起的混凝土结构耐久性行为,在重点考虑材料、环境、混凝土应力水平以及表层对流区影响的基础上,建立了预应力混凝土氯离子侵入扩散模型;随后,基于预应力混凝土桥梁结构耐久性失效的特点,提出了以预应力筋临界锈蚀作为耐久性极限状态的标志;并在各随机变量统计分析的基础上,采用Monte-Carlo方法研究了不同水胶比、不同保护层厚度时的可靠指标变化情况,得出了给定目标可靠指标下预应力筋的最小保护层厚度。相关研究成果可以为工程设计提供一定参考。     

氯盐环境钢筋混凝土构件服役寿命计算

根据混凝土构件承载力的耐久性退化作用,建立了腐蚀环境作用下混凝土结构的3阶段服役寿命理论模型:诱导期、退化期和破坏期;即钢筋表面的自由氯离子浓度达到锈蚀临界值的时间、混凝土结构的主要材料(混凝土和钢筋)达到其材料耐久性破坏的限值、混凝土结构的承载力降低到安全使用极限状态作为各阶段的时间节点.基于氯离子扩散计算模型、钢筋...