关于可靠度理论应用于混凝土坝设计的问题

水荷载和自重可作为定值考虑,没有必要按随机变量处理,渗透压力、温度、地震等荷载,确有较大变异性,但问题较复杂,很难确定它们的统计参数。机口取样的混凝土强度试验资料较多,但混凝土的平仓振捣、冷缝、裂缝等因素,对坝体抗力的影响更大,而对于这些因素,可靠度理论是无能为力的。对混凝土坝安全影响最大的是基础内部的软弱结构面,由于埋藏地下,仅靠钻孔和少量探硐资料,很难用可靠度理论进行分析。混凝土坝设计以采用总安全系数为宜,安全系数的取值,主要依靠长期以来国内外实际工程的经验,而不是可靠度理论。     

预应力混凝土在冻融作用下的疲劳性能分析及可靠度研究

试验研究了冻融作用下预应力混凝土结构疲劳的耐久性,提出了冻融作用下预应力混凝土结构疲劳的可靠度概率计算方法.研究表明:低次数的冻融对预应力疲劳并无很大影响,但预应力的大小会对结构可靠度的数值有较大影响.建立冻融作用下预应力混凝土结构疲劳破坏可靠度的公式,可以获得在实际的冻融加疲劳的工况下的可靠度.     

预应力混凝土简支梁桥的可靠度分析与计算研究

对按照我国现行桥涵规范设计的预应力混凝土简支T梁桥进行了可靠度分析,以《中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图》(2008版)中的预应力混凝土简支T梁桥为例,将作用效应、材料特性和相应的几何参数均视为随机变量,定义了预应力混凝土桥梁结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态方程,根据现有文献中的统计参数,采用可靠度分析的一次二阶矩方法,分别计算了跨度为20,25,30,35及40m T梁的承载能力可靠度、抗裂可靠度,根据可靠度计算结果,对各参数进行了敏感性分析,揭示并分析了按照现行桥梁规范设计的预应力混凝土简支T梁的可靠度水平.     

工程结构设计可靠度理论综述

简单评述了工程结构设计理论的发展,概括性总结了结构可靠度理论的国内外研究现状;详细叙述并分析了可靠度理论的各种适用方法,指出了我国结构设计可靠度理论的不足及发展方向。     

混凝土受弯构件裂缝控制的可靠度分析

裂缝控制是混凝土构件正常使用极限状态设计中的重要内容,我国对混凝土构件裂缝控制的可靠度水平进行分析和验证,但这些工作采用的分析方法存在理论上的缺陷,且多数是以个别典型情况为例验证裂缝控制的可靠度水平,结论并不全面。为全面、准确地揭示我国混凝土构件裂缝控制的可靠度水平,以混凝土受弯构件为研究对象,采用无量纲的形式系统分析了各种情况下我国混凝土构件裂缝控制的可靠度水平,并分析了主要的影响因素。结果表明：我国目前对三级钢筋混凝土受弯构件可靠度水平的控制较为适中,对其他构件可靠度水平的控制偏于保守。     

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。     

氯盐环境下混凝土结构的耐久性设计方法

为了建立氯盐腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计方法,根据混凝土结构性能劣化的特点,在分析结构耐久性失效状态、可靠度设置水平、环境荷载及抗力影响因素的基础上,建立了钢筋初锈、保护层锈胀开裂及锈胀损伤达到最大限值这3种情况下的耐久性极限状态方程.基于结构可靠度设计理论,引入荷载和抗力变量的分项系数来反映结构耐久目标可靠指标的要求,建立了结构耐久性设计的分项系数表达形式.按照概率设计与分项系数设计具有相同可靠度水平的原则,给出了抗力分项系数的确定方法及不同耐久性极限状态下抗力分项系数的取值.     

混凝土梁腐蚀环境下疲劳可靠性分析

在试验的基础上研究了腐蚀环境下预应力混凝土梁疲劳可靠度的影响因素,根据极限应力模式提出了材料的极限状态方程并运用累积损伤理论和一次二阶矩法求解其疲劳可靠度指标。分析表明,预应力钢筋的腐蚀率及疲劳荷载的应力比对预应力混凝土梁疲劳可靠度影响大。     

基于可靠度理论的装配式梁柱节点强连接设计方法研究

针对《装配式混凝土建筑结构技术规程：广东省标准DBJ 15-107—2016》中所提“强连接”概念,讨论了全预制装配式混凝土框架梁-柱节点的“强连接”设计方法。基于美国ACI318规范推荐的“强连接”设计计算方法进行理论分析,采用了包括一次可靠度法、影响面法及重要抽样蒙特卡洛模拟的工程可靠度理论,对其建议的“强连接”设计计算公式进行了修正。结果表明：可靠度理论计算与数值模拟结果接近可认为所采用的分析方法适用于“强连接”设计公式的可靠度计算;建议采用钢筋极限强度均值与屈服强度均值之比代替ACI规范推荐的弯矩放大系数,同时引入弯矩放大系数修正系数ζ,对不同安全等级可靠度指标建议值为,一级1.24、二级1.20、三级1.16,修正后的设计公式可满足我国《建筑结构可靠性设计统一标准：GB 500682—2018》对各类结构安全等级的可靠度指标要求,从而为装配式“强连接”设计方法的推广提供了理论与方法依据。     

对铁路工程混凝土疲劳性能参数的建议

引言为了配合"国家标准:《铁路工程结构可靠度设计统一标准》"和基于可靠性理论的铁路桥涵设计规范的改革工作,铁道部科学研究院在铁道部科技司和建设司的部署下开展了铁路工程结构混凝土力学性能设计参数的拟定工作,包括:1)混凝土轴心抗压疲劳强度折减系数;2)混凝土变幅重复应力变程变换为等幅重复应力变程的计算公式等。为此,我们进行了混凝土在等幅     

轻骨料混凝土梁受剪承载力的计算及其可靠度分析

在试验的基础上提出了集中荷载作用下轻骨料混凝土梁受剪承载力计算公式的模型。应用《建筑结构设计统一标准》(GBJ68—84)提供的结构可靠度分析的一次二阶矩法,对公式模型进行了可靠度分析,并按照《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068—2001)的要求,确定了公式中的待定参数ω的值。建议的公式和可靠度分析结果可为轻骨料混凝土梁受剪承载力的设计计算提供依据。     

输变电工程基础混凝土长期强度分布特征研究

基于耐久性可靠度设计理论,以输变电工程基础混凝土长期强度劣化特性为研究对象,通过对浙江、安徽、宁夏和青海等不同地区和不同服役时间的基础混凝土进行取芯和抗压强度试验,分析了区域和时间因素对输变电工程基础混凝土抗压强度的影响,结合概率统计理论研究了基础混凝土长期强度的概率分布规律,并基于贝叶斯统计理论采用共轭分布法对基础长期强度的分布特征参数取值进行研究。结果表明:由于侵蚀环境的不同,不同区域基础混凝土长期强度的均值有所差异;随服役时间的增长,其长期强度呈衰减趋势,且基础服役时间越长其标准差越大,强度试验值越离散;不同地区、不同服役时间、同一强度等级的基础混凝土试验样本归集后,其长期强度的概率特性服从正态分布;C15和C20级输变电基础混凝土的变异系数分别为0.25和0.26,多重因素作用下设计强度等级的提高对其长期强度增强的影响有限。     

确定大气环境中混凝土保护层厚度的可靠度方法

混凝土保护层厚度是大气环境中钢筋混凝土结构耐久性设计的重要参数之一。提出了确定混凝土保护层厚度的三种可靠度方法 ,着重研究了以承载能力可靠度的降低为控制条件的混凝土保护层厚度确定问题。     

现役混凝土结构的耐久性可靠度分析方法

针对现役的混凝土结构,综合考虑影响混凝土结构耐久性各种失效模型的相关性,基于概率网络估算技术的系统可靠度方法,提出钢筋混凝土构件和结构体系在多因素影响下的耐久性可靠度模型;并将此模型应用于现役混凝土结构的可靠度分析。     

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。     

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。     

环境作用下混凝土结构性能演化与控制研究进展

以环境作用下混凝土结构的性能演化与控制为主线，对相关研究成果进行回顾与分析。结果表明，经过二十余年的研究，对环境介质的侵蚀机理、锈蚀混凝土构件的受力性能、结构的时变可靠度等基本理论问题有了清晰的认识；开发了钢筋锈蚀监测和检测、混凝土结构电化学和自修复技术；明确了结构全寿命设计与维护的基本概念。但要建立完善的结构全寿命设计与维护理论，未来尚应在研究方法上以不确定性的研究为主，在研究内容上聚焦时变性，充分关注环境作用的时空变异性和材料细观层面的非匀质性。     

高性能混凝土在荷载作用下的冻融性能及其可靠性分析

本文首先试验研究了荷载作用下高性能混凝土冻融循环的耐久性,提出了荷载作用下冻融循环可靠度的概率统计方法。研究表明：荷载作用下的破坏主要为外荷载加速冻融破坏,诱发动弹性模量降低和试件断裂。通过对应力作用下混凝土材料冻融失效破坏的可靠度计算,获得在保证一定可靠度下的冻融循环寿命。     

混凝土受弯构件挠度控制可靠度分析

挠度控制是混凝土受弯构件正常使用极限状态设计中的重要内容,已有研究对混凝土受弯构件挠度控制的可靠度水平进行了分析和验证,但所采用的分析方法存在理论上的缺陷,且大多是以个别典型情况为例验证挠度控制的可靠度水平。为准确地揭示混凝土受弯构件挠度控制的可靠度水平,采用无量纲形式系统分析了各种情况下混凝土受弯构件挠度控制的可靠度水平,并分析了主要影响因素。结果表明,GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统一标准》对钢筋混凝土受弯构件、不允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件的可靠度控制较为适中,对允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件的控制略显保守,可适当调整。可变作用效应的相对数值对构件挠度控制的可靠度影响显著,且可变作用效应相对越大,挠度控制的可靠度水平越高。     

简析混凝土结构设计安全度与规范修订

分析了混凝土结构设计安全度和规范的修订.指出了规范中的安全度设定水平需要大幅度提高,对可靠度设计理论和关于规范的强制性等问题进行了讨论,以完善混凝土结构的设计.