基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型

为了分析混凝土结构在氯盐环境下的全寿命周期成本,基于现有氯离子扩散模型和裂缝宽度预测模型,采用MATLAB软件进行Monte-Carlo抽样模拟,建立结构失效概率与可靠度指标的拟合公式。通过研究维护-加固措施对可靠度指标的影响,建立全寿命周期内维护-加固费用计算评估方法,并以混凝土桥梁结构为例计算了全寿命周期维护-加固成本。结果表明:失效概率与可靠度指标可用以失效概率等于0.1为界的分段函数进行描述;维护-加固效果持续时间对结构构件服役年限延长的影响最显著;当保护层厚度取60 mm时,维护-加固阶段费用有明显下降,较保护层厚度取40 mm时减少25%~50%。     

基于桥梁长期健康监测数据的时变可靠度分析与寿命预测

考虑桥梁结构时变特性的可靠度分析为目前的研究热点,以香水河大桥为研究对象,提出基于时变特性的桥梁可靠度分析方法,运用现场实测的方法,对桥梁结构混凝土材料的应力指标进行监测,研究其分布规律并求解时变均值和时变标准差参数,得到材料的强度可靠度变化趋势,并采用蒙特卡洛方法对桥梁的剩余寿命进行预测。研究结果表明,所监测的桥梁结构应力服从正态分布,各个监测数据能够很好地分布在参考线附近;随着时间的增加,抗压强度可靠度指标呈线性降低,而抗拉强度的可靠度指标则呈现先降低后升高并趋于稳定的变化趋势;桥梁预测剩余寿命范围为65～85年,其平均剩余寿命为75.5年。     

基于时变可靠度混凝土结构耐久性设计方法

在已有混凝土结构耐久性设计理论和方法的研究基础上,提出在大气环境下基于等效抗力时变可靠度的钢筋混凝土结构构件耐久性设计方法。通过算例,对该方法的实用性、可行性进行验证。由计算结果可知,混凝土强度等级和保护层厚度对混凝土结构的耐久性影响显著。其中混凝土强度对时变可靠度的影响至关重要;保护层厚度的影响随混凝土强度等级的提高而减小;钢筋直径对耐久性的影响不明显,且随着混凝土强度的提高或保护层厚度增大,其影响可以忽略不计。     

基于可靠度的现役钢筋混凝土结构剩余寿命预测

基于结构的可靠度,在对工程实例大量试验及分析的基础上提出了判别钢筋混凝土构件剩余寿命的两个标准以及现状检测、采用钢筋锈蚀产生体积膨胀和钢筋混凝土有限元分析的方法来预测其剩余寿命。实例证明本方法的预测结果与实际情况符合的较好。     

界限为随机过程的工程结构时变动力可靠度

基于结构时变抗力的统计特性 ,提出了考虑时变抗力瞬变衰减的一个随机过程界限 ,并推导了基于这种随机过程界限的时变动力可靠性计算基本公式 ;给出了非平稳过程线性组合的首次超越动力可靠度的一个有效数值计算方法。算例的结果表明 ,考虑时变抗力瞬变衰减时 ,动力可靠性随动荷载的持续时间迅速下降     

钢筋混凝土结构的时变可靠度分析与算法

分析了钢筋混凝土结构的时变可靠度，考虑结构抗力的时变特性，采用了一种新的时变可靠度计算方法。算例表明：该方法计算简单，结果可信，可为人们选用其方法进行结构可靠度的分析和计算提供一个有价值的参考。     

工程结构时变可靠度理论的发展与应用

根据大量的文献,从结构时变可靠度的理论发展和分析方法两个方面,对结构时变可靠度理论的国内外研究现状进行了概括性总结,并就时变可靠度理论的研究方向和发展前景提出了自己的观点和看法,以期为我国在这方面研究的进一步发展提供参考。     

基于Bayes方法的服役结构时变可靠性分析

阐述了结构时不变可靠度的计算方法,在时不变可靠度分析方法的基础上,提出时变可靠度的分析方法,再引进Bayes方法对可靠度进行了分析,并对Bayes方法在结构可靠度分析中的应用进行了论述,从而使结构可靠度预测更符合实际。     

组合寿命准则分析混凝土结构的耐久性与可靠度

以混凝土碳化为例,分析和研究碳化与钢筋锈蚀对于结构耐久性寿命的影响,以及碳化和锈蚀对混凝土裂缝的产生以及发展的影响,提出了以组合寿命准则分析混凝土结构耐久性寿命的方法,最后,又从时变可靠度的角度探讨了结构耐久性的分析方法。     

随机参数结构的抗震模糊可靠度分析

本文利用随机有限元方法,基于变形破坏准则,综合考虑了结构参数的随机性,场地类别的模糊性,各震害等级界限的模糊性,地震烈度的随机性与模糊性等一系列不确定因素对结构抗震可靠度的影响,提出了随机参数结构的抗震模糊可靠度的综合评判方法。以一幢１２层的框剪结构作为算得到了该结构在使用期限内对各震害等级的模糊可靠度。研究结果表明,上述诸不确定因素都能影响结构的抗震可靠度,综合考虑诸不确定因素的影响可使结构的抗震可靠度分析更为科学。本文的研究成果可用于对现有建筑结构进行抗震可靠度评估,并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。     

盾构隧道全寿命周期成本分析方法研究

目前盾构隧道设计方案决策,仅考虑初期投入和建设成本,很少考虑到全寿命成本和社会成本和环境成本,因而有较大的缺陷和局限性。这直接导致了盾构隧道维护成本、建设期交通堵塞成本及环境成本过高,社会负面影响大的问题。基于全寿命周期的盾构隧道经济成本评估正是针对这一问题,从工程学和经济学的角度综合考虑了设计、建设、营运、检测、养护、社会、环境等各个方面的因素,最终以隧道全寿命周期的综合经济成本为指标,以此来评价工程的优劣与经济性。     

基于随机有限元可靠度的RC结构抗火设计的理论方法

较详细地分析了各设计参数对RC结构抗火能力的影响。在已知结构抗火功能函数的基础上,利用随机有限元可靠度的计算方法,分析了各参数对结构抗火能力的敏感性。根据各参数敏感性的不同,在设计时有意识地对该参数作一些较小的变动,结构的可靠度会明显的增加,从而提高了结构的抗火能力,为RC结构抗火设计提供了一种参数优化的方法。     

氯盐侵蚀下结构混凝土服役寿命的可靠度分析

为了全面考虑随机因素对氯盐侵蚀下结构混凝土耐久性的影响,研究建立了氯盐环境下混凝土服役寿命分析的可靠度随机边界元法。首先基于全时域初值推进法研究建立了混凝土中氯离子随机时变扩散分析的摄动随机边界元法,进而基于正常使用极限状态建立了混凝土结构服役寿命分析的可靠度分析格式,据此研究了保护层厚度、氯离子扩散系数等随机参数对结构混凝土服役寿命的影响,克服了传统的随机边界元法的缺陷。结果表明,混凝土材料及氯盐腐蚀环境的随机性、混凝土结构几何外形所导致的二维扩散现象等对氯盐环境下混凝土结构的服役寿命具有显著影响,在耐久性设计中必须合理考虑才能保障使用寿命。     

结构可靠度分析中作用的随机过程组合方法

结构可靠度分析应以直接描述作用随机变化的概率模型和随机过程组合方法为基础,但在目前的作用概率组合中,对由频遇值、准永久值参与组合的可变作用实际采用的是以最大值表达的随机变量组合方法,这将导致不合理的分析结果。依据可变作用的等时段平稳二项矩形波过程概率模型,确定与频遇值、准永久值超越比率对应的时段样本,提出可变作用频遇序位值和准永久序位值的概念,据此建立以作用序位值表达的随机过程组合方法和可靠度分析模型。该方法以随机过程理论为基础,具有明确、合理的工程概念,可准确反映作用组合的基本思想,得到合理的可靠度分析结果,从根本上克服了目前随机变量组合方法的缺陷。     

考虑全寿命性能和成本的碳化腐蚀下RC梁桥耐久性参数确定方法

发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈胀开裂的正常使用性能为约束条件,提出大气环境下RC梁桥全寿命耐久性优化设计模型,构建大气环境下RC梁桥基于成本-效益的耐久性参数确定新方法,为大气环境下RC梁桥全寿命过程耐久性设计参数确定提供了新的思路。计算发现RC梁桥的全寿命性能与钢筋的位置和直径有关。对于大气环境条件下受碳化腐蚀的RC梁桥,采用初始成本最优得到的耐久性设计参数不满足全寿命耐久性能要求。综合考虑全寿命成本和性能时,当保护层厚度为30mm和水灰比为0.45时,尽管考虑将来累积碳化腐蚀损伤效应,提高混凝土保护层厚度和混凝土强度不能降低全寿命成本,反而增加初始造价,不是成本效益比最优的耐久性设计对策。     

结构地震可靠度理论研究进展

较详细地介绍了地震危险分析、结构地震可靠度理论的发展和结构地震可靠度分析方法等 ,对几种主要分析方法作了较系统的分析和比较 ,并提出了目前研究中存在的问题 ,可供关心此方面进展的工程技术人员参考。     

桥梁构件的时变可靠度研究

分析了桥梁上的作用力时变问题，给出了一种新的S（t）计算方法，就构件的一种和多种失效模式的情况，分别给出了时变可靠度的计算方法，对人们认识了解桥梁构件的可靠度具有一定的帮助。     

一种改进的工程结构全寿命设计理论指标体系

以结构耐久性为主线，对现有工程结构全寿命设计理论框架进行重组，将结构的全寿命设计目标总结为可靠性目标和可持续性目标两方面，建立了包含安全性、适用性、耐久性、经济影响、环境影响和社会影响等设计目标的全寿命设计体系，并确定了基于结构动态性能的全寿命设计思路。通过建立结构可持续发展指标，解决了现有全寿命设计理论中概念模糊和指标重复的问题，并完善了全寿命成本的内涵。改进后的全寿命设计理论指标体系具有更为完善合理的构架，能够广泛适应各种结构类型和使用情况。     

混凝土结构建设项目全寿命经济分析初探

混凝土结构耐久性不足问题给社会带来了严重的经济负担,日渐受到各国工程界和经济界的高度重视,本文在简单介绍混凝土结构耐久性的基础上,讨论了建设项目全寿命经济分析的方法,分析了考虑混凝土结构耐久性的建设项目全寿命经济分析需要注意的几个重要问题,并讨论了提高建设项目长远经济目标的措施和建议.