钢筋混凝土结构基于可靠度的耐久性分析
【摘要】：钢筋混凝土结构的耐久性。是结构工程领域内世界各国广为关注的问题之一。钢筋混凝土结构的耐久性不足将引起结构性能的劣化,直接影响结构的安全。而同世界大部分国家一样,我国的结构设计采用了以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法,因此,从可靠度角度研究耐久性是钢筋混凝土结构耐久性分析和设计的一个重要方面。本文结合国家攀登计划项目和国家自然科学基金项目,对钢筋混凝土结构基于可靠度的耐久性分析方法进行了研究。研究内容包括如下几个方面:
(1) 提出了考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析方法。这一方法简便易行,能够与现行可靠度设计统一标准的方法相协调,可用于老化结构的可靠度分析与评估;
(2) 提出了大气环境下钢筋混凝土结构的可靠度分析方法,研究了环境条件、混凝土保护层厚度和混凝土强度对钢筋混凝土结构可靠度的影响;
(3) 研究了考虑耐久性的结构经济优化设计方法,探讨了结构设计与维护的协调方法。优化研究表明。结构的设计与使用中的维护是相互关联的,合理的设计和维护策略可使结构建造、倒塌损失期望值和维护费用的总和最小;
(4) 提出了腐蚀环境下钢筋混凝土结构疲劳可靠度的分析方法,考虑了钢筋锈蚀和交变荷载对钢筋混凝土结构的双重累积损伤;
(5) 以钢筋混凝土轴心受压构件为例,研究了钢筋混凝土结构加固后的可靠度,证实了按现行混凝土加固规范和其它有关加固方法加固的钢筋混凝土结构的可靠度满足统一标准的要求;
(6) 提出了原始随机空间内结构可靠度的分析方法,给出了一次失效概率和二次失效概率的计算公式,讨论了这一方法在结构可靠度评估中的应用。
【关键词】：钢筋混凝土结构 已有结构 劣化 时变可靠度 疲劳可靠度 可靠度评估 耐久性 经济优化设计 维护 加固
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：1999
【分类号】：TU375
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2005.107454
【目录】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：1999
【分类号】：TU375
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2005.107454
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 绪论10-37
- 1．1 问题的提出10-14
- 1．2 钢筋混凝土结构耐久性研究的现状14-21
- 1．3 基于可靠度的结构耐久性分析与设计21-25
- 1．4 本文的主要工作25-26
- 参考文献26-37
- 第二章 考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析方法37-55
- 2．1 概述37-38
- 2．2 荷载作用、环境作用及材料内部作用对结构抗力的影响38-43
- 2．2．1 荷载作用的影响40
- 2．2．2 环境作用的影响40-42
- 2．2．3 材料内部作用的影响42-43
- 2．3 结构抗力随时间变化的模型43-44
- 2．4 抗力随时间变化时结构的可靠度分析方法44-50
- 2．5 计算实例50-52
- 2．6 小结52-53
- 参考文献53-55
- 第三章 大气环境下钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响55-75
- 3．1 概述55-56
- 3．2 混凝土碳化和钢筋锈蚀56-61
- 3．2．1 混凝土碳化56-59
- 3．2．2 钢筋锈蚀59-61
- 3．3 大气环境下钢筋混凝土受弯构件的可靠度分析61-69
- 3．3．1 可靠度分析方法61-64
- 3．3．2 计算实例64-69
- 3．4 大气环境下钢筋混凝土结构的混凝土保护层厚度69-72
- 3．4．1 基于碳化的混凝土保护层厚度70
- 3．4．2 基于顺筋开裂的混凝土保护层厚度70-71
- 3．4．3 基于承载能力可靠度的混凝土保护层厚度71-72
- 3．5 小结72-73
- 参考文献73-75
- 第四章 考虑耐久性的结构经济优化设计及维护协调方法75-93
- 4．1 概述75-77
- 4．2 考虑耐久性的结构经济优化设计方法77-85
- 4．2．1 结构初始造价77-78
- 4．2．2 结构倒塌损失期望值78-81
- 4．2．3 结构经济优化方法81-85
- 4．3 结构设计与维护的协调85-90
- 4．4 小结90
- 参考文献90-93
- 第五章 腐蚀环境下钢筋混凝土结构的疲劳可靠度93-114
- 5．1 概述93-94
- 5．2 反复荷载的基本类型94-96
- 5．3 结构或结构材料的疲劳特性96-98
- 5．3．1 结构或结构材料的S—N曲线96-98
- 5．3．2 结构或结构材料的累积损伤法则98
- 5．4 钢筋混凝土受弯构件的疲劳性能98-100
- 5．4．1 一般条件下钢筋混凝土结构的疲劳性能98-99
- 5．4．2 腐蚀环境下钢筋混凝土结构的疲劳性能99-100
- 5．5 一般条件下钢筋混凝土结构受弯构件的疲劳可靠度100-102
- 5．5．1 等幅荷载下结构的疲劳可靠度100
- 5．5．2 变幅荷载下结构的疲劳可靠度100-102
- 5．5．3 随机荷载下结构的疲劳可靠度102
- 5．6 腐蚀环境下钢筋混凝土受弯构件的疲劳可靠度102-109
- 5．6．1 基本假定102-103
- 5．6．2 疲劳可靠度分析103-109
- 5．7 计算实例109-111
- 5．8 小结111-112
- 参考文献112-114
- 第六章 钢筋混凝土结构加固后的可靠度分析114-136
- 6．1 概述114-117
- 6．2 钢筋混凝土结构构件加固后的工作机理及有关公式117-120
- 6．2．1 钢筋混凝土结构构件加固后的工作机理117-118
- 6．2．2 钢筋混凝土轴心受压构件加固后的理论分析公式118-120
- 6．3 钢筋混凝土轴心受压构件加固后的可靠度分析方法及统计参数120-125
- 6．3．1 所依据的加固设计方法120-121
- 6．3．2 可靠度分析方法和原则121-122
- 6．3．3 抗力统计参数的计算122-123
- 6．3．4 抗力与荷载的分布概型及统计参数123-125
- 6．4 钢筋混凝土结构轴心受压构件加固后的可靠度计算与结果分析125-133
- 6．4．1 可靠度计算125-128
- 6．4．2 可靠度计算结果及分析128-133
- 6．5 偏心受压和受弯构件加固后的可靠度问题133-134
- 6．6 小结134-135
- 参考文献135-136
- 第七章 原始随机空间内结构可靠度的分析方法及其应用136-150
- 7．1 概述136-137
- 7．2 原始随机空间内结构可靠度的一次分析方法137-140
- 7．3 原始随机空间内结构可靠度的二次分析方法140-142
- 7．4 计算实例142-149
- 7．5 小结149
- 参考文献149-150
- 第八章 总结与展望150-155
- 8．1 概述150-151
- 8．2 本文工作总结151-153
- 8．3 需要进一步研究的问题153-155
- 附录：作者攻读博士学位期间发表的论文及获得的奖励155-156
- 致谢156
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| 【引证文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级引证文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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