在役桥梁承载能力检算系数的可靠性校准

为建立与现行桥梁设计规范相适应的在役桥梁承载能力鉴定方法,应用可靠性理论对承载能力检算系数取值进行了校准.根据在役桥梁承载能力检算表达式,引入桥梁结构或构件技术状况评定等级等效于承载能力可靠性分级的假定,以承载能力的可靠性分级标准为依据,详细分析了不同技术状况评定值与承载能力折减系数的关系,提出了基于现行桥梁设计规范的承载能力检算系数建议值.考虑到实际结构或构件抗力分项系数与理论值的差异,给出了承载能力检算系数的修正方法.研究结果表明,对于按现行规范设计的桥梁,若满足目标可靠指标的要求,不同受力状态构件承载能力检算系数的最大值为1.0;按原规范承载能力检算表达式计算的校准值与规程建议值吻合良好.     

基于灰色模糊分析法的古建筑木结构安全性评估

为了利用有限检测结果对古建筑木结构进行安全性评估,基于灰色系统理论和模糊数学,提出古建筑木结构灰色模糊安全性评估方法.梳理古建筑木结构鉴定单元、子单元和构件的划分原则和安全等级的划分原则.研究并建议属性灰色模糊关系矩阵的确定原则和属性权重向量的确定方法.利用该方法对某典型民用古建筑木结构的安全性进行评估.研究结果表明:利用灰色模糊分析法对古建筑木结构进行安全性评估简单可行.与传统的评级法相比,该方法可考虑不同构件对结构安全性的贡献程度以及不同属性对同一构件安全性的贡献程度.     

既有结构可靠性评定的设计值法

目前对既有结构可靠性的评定主要采用结构可靠度设计中的校核方法,即以分项系数表达的实用设计表达式.虽然在具体的校核过程中,一般会考虑既有结构实际的材料性能、几何尺寸和所承担的作用,但这种评定方法并不完全适用于既有结构的可靠性评定.借鉴国际标准中设计值法的基本思想,在前期工作的基础上,提出既有结构可靠性评定的设计值法.该方法在可靠性评定中直接考虑了基本变量概率特性、目标可靠指标和后续使用年限变化对评定结果的影响,引用既有结构的作用和性能的最新统计结果,建立可靠性评定方法,允许业主自由选取目标可靠指标和后续使用年限,较现有的结构可靠度设计中的校核方法更具有良好的灵活性和通用性.同时,根据此方法确定了现有规范规定的既有结构构件承载能力的鉴定等级与结构构件可靠指标之间的关系.     

现有桥梁的可靠性分析

为了准确地把握现有城市公路桥梁的损伤程度,将桥梁评定单元划分为下部结构、支座、上部结构及桥面系等4个组合项目,每个项目包含若干个子项,从而形成子项、项目和单元3个层次,每个层次划分为4个等级.在各个层次上,直接对可靠性进行评级.组合项目的等级评定中引用了故障树的逻辑原理来表示构件可靠性和结构可靠性之间的关系,采用了传力树评级法.同时,把工程模糊论方法应用到结构可靠性分析中,按危险点所占比重划分桥梁组成部分的评定等级,由各组成部分的危险构件百分数可得到构件对各等级的隶属度,从而构成桥梁等级的评判矩阵.通过模糊矩阵的复合运算,对桥梁的危险性进行鉴定,为维护与加固的合理决策提供依据.     

钢筋混凝土梁式桥地震安全性分析及评价

针对桥梁的地震安全性问题,依据可靠度理论,考虑对结构抗力有重要影响的材料强度随机性和计算模式的不确定性,本文分析了桥梁的破坏机理,使用响应面法计算了梁式桥的桥墩、支座、上部结构和基础在多遇地震、偶遇地震和罕遇地震下的失效概率。得到了构件在设计基准期内不同破坏等级的地震可靠度,研究并给出了钢筋混凝土梁式桥重要构件及桥梁系统的安全等级划分,以此评价桥梁的地震安全性水平。建立了钢筋混凝土梁式桥模型,给出了该桥的安全等级,判别了其地震安全性水平。结果表明:该桥在设计基准期内地震作用下的安全水平较高。     

在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次，提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法，并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标，从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态，以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平，3个层次均划分为5个模糊等级，对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论，将定性指标给予定量化，采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度，用可信度与频数统计（CMFS）方法确定权重，用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析，总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程，用Matlab语言编制了评估程序，用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估，评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》，已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统，效果良好.     

基于模糊层次分析法的加固RC梁抗弯性能评价

针对加固后钢筋混凝土梁抗弯性能评价指标多因素和多层次特性的问题，提出了采用模糊层次分析法来评价加固RC梁的抗弯性能.通过对影响因素与权重的确定、抗弯效果等级划分与贴近度的计算，实现了对加固后RC梁抗弯性能的评价，并对10根RC梁抗弯试验中的加固梁进行了分析.结果表明，根据加固前后RC梁的最大贴近度值，分析方法准确划分出了RC梁的抗弯性能等级，可以对各种不同影响因素下RC梁的抗弯性能进行量化分析.     

基于模糊神经网络技术的深基坑支护结构体系安全评估方法研究

深基坑工程在设计、施工中存在一定的安全隐患,对其进行安全性评估具有重要意义。但是深基坑支护结构的安全性难以用一个准确的数值表述。本文选取侧压力,墙体侧斜,墙体弯矩,支撑轴力,立柱隆起及地表沉降作为评估指标;将深基坑的安全性等级划分为5级,并建立评估指标和安全等级的定量关系表;将模糊理论与神经网络技术结合起来,论证其在深基坑安全性评价的可行性,并建立用于深基坑安全性评估的模糊神经网络,并将训练好的网络用于某深基坑的安全性评估。结果表明：采用此方法对深基坑进行评估是深基坑安全评价的一个新的有效途径。     

某商住楼楼板荷载的检测鉴定

结构的承载能力往往是结构设计人员根据相关规范计算通过专业软件模拟而确定的.在对某商住楼楼板荷载的检测鉴定时,除了理论计算还结合了实际堆载,用位移计实时监测记录各受力构件的位移变化情况,并辅以全站仪测量位移变化,从而提高测量的准确性.通过现场勘测、验算和堆载监测位移结果,表明悬挑梁的实际配筋基本满足计算配筋的要求,该部分悬挑楼盖的承载力满足改为保险库使用的1 300kg/m2荷载使用要求,评定该部位楼盖的结构安全性等级为Asu级.     

公路桥梁限载标准安全性分析

以山东省某预应力混凝土空心板桥为依托,系统验证已有桥梁限载分析模型的工程安全性。首先,根据该桥结构设计资料,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》设计汽车荷载进行承载能力检算,验证桥梁是否达到设计要求;在此基础上,针对不同的限载安全等级,按设计采用的车辆横向布载模式,计算典型限载车辆荷载作用下的荷载效应与跨中挠度;与设计汽车荷载产生的荷载效应和跨中挠度进行对比,检验所提限载取值对该类桥梁的工程安全性。计算结果表明,与安全等级一级和二级对应的典型限载车辆,可以满足安全等级一级、二级和三级的承载能力要求;与安全等级三级对应的典型限载车辆,可以满足安全等级一级、二级和三级的正截面承载能力要求,但不能满足安全等级一级的斜截面抗剪承载力要求。     

现有堤坝地基渗透稳定可靠性研究及加固方案分析

针对现有堤防工程和土石坝工程防渗结构中常存在的下游设排水盖重层的结构形式,按照工程结构可靠性理论的基本原理,对其双层地基的渗透稳定可靠性评价中的基本变量和广义抗力及荷载效应进行了分析;基于现行设计规范中渗透稳定确定性计算方法,建立了现有堤防和土石坝工程的地基渗透稳定可靠性分析模型.根据建立的堤坝地基渗透稳定可靠性计算模型和方法,地基渗透稳定可靠性计算的结论能够反映现有堤坝的地基渗透稳定状态,可针对性地提出经济的加固方案.     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

基于Bayesian方法的服役钢筋混凝土结构的随机时变抗力

分析了服役钢筋混凝土结构可靠性计算中的抗力随机时变性及其影响因子,研究了基于检测值的服役结构抗力影响因子概率特性的Bayesian方法.具体提出了基于检测值的服役钢筋混凝土结构抗力的多因子随机时变模型,分析了其中材料性能、结构尺寸的时变性,并给出了一个分析例题加以说明.该基于Bayesian方法的多因子抗力时变模型,可对服役钢筋混凝土结构的检测结果所反映出的使用历史信息进行后验检验,而且较为简便,能有效地解决服役钢筋混凝土结构可靠度分析中的抗力估计问题.     

现有混凝土结构可靠性鉴定的时效问题

混凝土结构在受到腐蚀、损伤及内部老化等情况下结构抗力会衰减,性能会劣化,将导致结构或构件可靠性水平不断降低,而在对其进行可靠性评估时,特别是对将要改造加固的结构评估时,评估结论是决策的依据在已有研究成果的基础上,提出构件衰减抗力的计算模型和与现行标准相衔接的实用评估方法,简便易行,可作为现有鉴定标准的补充.     

基于可靠性的机械安全系数设计方法的探讨

分析了机械强度计算方法中采用的安全系数法存在的问题 ,运用应力—强度干涉理论 ,详细分析了可靠性与机械安全系数的关系 ,给出了相应的计算公式 .通过示例 ,表明基于可靠性的机械安全系数设计方法是符合实际的 .     

基于新规范的钢筋混凝土框架抗震性能评价

国家设计标准GB 50010-2002和GB 50011-2001对上届规范条文做了较大调整.为了了解新标准在抗震规定方面的有效性,按新规范设计8度区二级、9度区一级典型钢筋混凝土框架结构.通过对结构进行设防烈度地震和罕遇烈度地震作用多波输入下的非线性动力时程反应分析,考察了基于新规范设计的钢筋混凝土框架结构的能力设计措施所能达到的弱梁强柱控制效果,和我国8、9度区框架结构能力设计措施的抗震有效性,分析结果可供设计和规范局部修订参考.     

复合材料迭层板铺层可靠性优化设计

飞机复合材料结构的壁板主要承受轴力和剪力。这两种外载之间存在一定的比例关系,因而是一个广义外载。文中以某一小展弦比复合材料多墙式翼面结构为例,据轴力和剪力的不同比值,对根部蒙皮的迭层板进行铺层可靠性优化设计。采用加速收敛梯度法得到广义外载作用下满足结构系统可靠度指标 R_s~*的主要约束条件和次要约束条件(最小层数比约束条件、±45°层均衡对称约束条件等)迭层板总重最小时的最优分层比例。通过算例证明本文提出的复合材料迭层板可靠性基础上的铺层优化设计方法是十分有效的。     

一般大气环境下已有结构的动态可靠度

针对我国现行建筑结构设计规范中静态可靠度分析模型的缺陷，考虑了服役结构荷载及抗力分布统计特征不同于拟建结构的固有特点，建立了全随机时变可靠性评估模型．为弥补以往仅仅局限于单因素作用下可靠性分析的不足，建立了混凝土损伤和钢筋损伤等多因素影响机制下的全随机动态可靠度分析模型，并求得动态可靠指标。给出了一般大气环境下钢筋混凝土结构在服役期内截面尺寸、抗力水平以及可靠指标的时变规律，算例验证了该方法的正确性。     

重力式挡土墙稳定性可靠度计算及其系统分析

通过建立计算分析模型,采用“一次二阶矩中心”法,计算了重力式挡土墙倾覆和滑移两种失稳模式的可靠度指标,并将计算结果与“安全系数”法的验算结果进行了对比,得出重力式挡土墙结构在满足“安全系数”法验算条件下,仍存在一定的失效概率.此外,基于系统分析法得出,滑移稳定性失效的概率近似于整个系统稳定性失效的概率,建议在设计验算中注重考虑重力式挡土墙的滑移稳定性.     

非线性较强安全余量方程可靠性指标精确计算方法研究

为了得到非线性较强安全余量方程的可靠性指标的较为精确解,在验算点法和中心点法的基础上,提出了一种类似于并联结构联合失效概率的方法--联合法,进行可靠性分析.将安全余量在计算所得到的2点进行Taylor展开,使展开后所得到的失效区与实际失效区尽可能的吻合,减小误差,提高了对于安全余量方程在设计验算点处非线性较强的结构可靠性指标的计算精度.通过算例表明,该分析方法较精确地得到了可靠性指标,且计算过程简单易懂.