建筑结构在温度作用下的计算

选取中国六大区域的代表性城市,对1970年−2019年50年期间的气象温度记录进行统计分析,确定基本气温的概率分布。考察合龙温度的取值规律,确定合龙温度的允许波动区间。根据基本气温与合龙温度的概率分布函数确定正、负温差,通过数理统计方法得到温度作用的分项系数与组合值系数。针对各类结构构件不同受力状态,采用一次二阶矩法计算温度作用分项系数与组合值系数的可靠指标,考察温度作用分项系数与组合值系数取值的合理性。分析结果表明：中国最高温度月的月平均最高气温和最低温度月的月平均最低气温均服从极值I型分布。合龙温度宜接近常年平均气温,在允许的波动区间内近似为均匀分布。温度作用分项系数随着合龙温度区间加大而增大,组合值系数随着合龙温度区间加大而减小。随着温度作用增大,其分项系数的可靠指标先增大、后减小,组合值系数的可靠指标逐渐减小,分项系数取1.5、组合值系数取0.6时,可以满足相应可靠指标的要求。     

公路混凝土桥涵设计规范设计表达式可靠指标的误差及改进

我国现行公路桥梁结构设计规范采用分项系数法。用几个分项系数建立的设计表达式在不同材料、受力状态、荷载比等条件下的最小可靠指标与目标值间有不同误差。该文用一次可靠度方法(FORM)计算了现行规范的各类构件各种设计表达式的最小可靠指标,发现对不同材料、受力状态、荷载比的误差达2.98,此误差还受材料等级、配筋率、偏心距的影响。因此它们不能用来评定即有桥梁结构,也不能做出具有均衡安全度的加固设计。该文全面考虑上述6项因素的影响,细化回归了各分项系数,使可靠指标误差在±0.1范围内。使用新的分项系数,这些设计表达式可以用于评定和加固旧桥。     

基于可靠度分析的再生混凝土材料分项系数

为研究再生混凝土强度变异性对再生混凝土材料分项系数的定量影响,以普通混凝土受弯梁为参照,保持目标可靠指标不变,分别设定再生混凝土的强度均值,标准值和设计值与普通混凝土相同,分析了三种情况下的再生混凝土的材料分项系数和强度设计值的取值。分析结果表明,上述三种情况下,当再生混凝土的强度变异系数大于普通混凝土强度变异系数时,为保证再生混凝土梁受弯时的可靠指标达到现行规范目标可靠指标,其所需配筋率依次降低,所需再生混凝土配合比设计强度依次增加。当再生混凝土的强度变异系数小于等于0.15时,取均值相同时的C30、C40再生混凝土的材料分项系数为1.41和1.35,标准值相同时为1.43和1.41,设计值相同时为1.45和1.41,都可以保证再生混凝土梁的受弯可靠指标达到现行规范的要求。     

基于可靠度的FRP筋材料分项系数的确定

基于中国混凝土结构设计资料以及构件几何尺寸与材料力学性能的概率统计参数,建立了FRP筋混凝土梁受弯正截面承载力的计算公式,并采用验算点法计算了在六种荷载效应比情况下的受弯承载力可靠指标平均值,最后在考察FRP筋材料分项系数对可靠指标平均值影响的基础上,建议GFRP筋和CFRP筋的材料分项系数统一取为1.25。可靠度分析表明:过于保守的FRP筋材料分项系数只能使得截面发生混凝土破坏模式的概率增大,而这种破坏模式对应的可靠度水平基本与FRP筋材料分项系数无关,因此只能造成巨大的材料浪费。截面的设计破坏模式与实际破坏模式不完全一致,这种不一致现象存在的范围随着FRP筋材料分项系数的增大而扩大。     

高烈度软土场地桥梁地震与冲刷联合作用效应研究

冲刷会导致桥梁基础裸露,土体对桩基的约束作用减弱,使得桥梁基础在地震作用下的危险性增大,因此建立冲刷与地震联合作用下桥梁的失效概率模型,分析震区连续刚构桥冲刷作用组合分项系数具有重要的意义。以地震基本烈度Ⅷ度区某连续刚构桥为依托工程,基于Monte-Carlo法确定冲刷深度的分布函数,并采用CSIBridge有限元软件建立不同冲刷深度下全桥空间有限元动力模型,进行48条地震波下的增量动力分析(IDA),计算不同冲刷深度的地震作用效应分布函数,并采用直接积分法求得桥梁基础的失效概率及可靠度指标。研究结果表明:通过冲刷与地震的联合作用框架下失效概率分析,可建立冲刷深度与失效概率的非线性关系;该方法可合理确定冲刷与地震作用组合下荷载组合分项系数,可为桥梁在冲刷与地震联合作用下的风险评估和设计提供参考。