基于大气环境下耐久性损伤的服役结构的动态可靠度评估

发布时间：2016-07-30 16:13

  本文关键词：既有钢筋混凝土桥梁构件抗力模糊随机时变概率模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

《西南石油大学》 2009年

基于大气环境下耐久性损伤的服役结构的动态可靠度评估

夏成宇  

【摘要】： 钢筋混凝土结构在荷载、环境及材料内部因素的综合作用下,抗力随时间衰减,结构性能退化导致失效概率增大。我国现有的大量民用、工业和水工建筑物在服役未达到设计使用年限要求就发生了严重的耐久性损伤,造成工作性能下降,甚至危及人民生命与财产安全。耐久性损伤所带来的巨大经济损失和严重后果已越来越得到广泛的关注和重视。研究钢筋混凝土结构耐久性损伤的发展规律,对服役结构的可靠度进行动态评估,对服役结构的安全性给出客观真实的评价,为服役结构的后期使用、维修加固或拆除提供决策依据,将成为急需解决和具有重要现实意义的热点问题。本文就是针对这一迫切需求,从解决服役结构可靠度评估的基本问题入手进行研究。本文对比总结了以往钢筋混凝土结构耐久性损伤的研究成果,对抗力衰减原因、衰减过程、衰减规律、构件破坏形态进行了较为详细的论述,在此基础上提出了时变结构算子基数法,并对锈损钢筋混凝土构件的承载力的可靠度给出了具体的计算公式。再次本文抗力的研究成果应用于服役结构的动态可靠度评估,提出一种了服役结构可靠度分析的数学模型和满足建筑耐久性情况下的优化模型。以确凿详实的算例给出了服役结构构件可靠度评估的步骤,使其结果可直接应用于结构的可靠度评估,推动现行的可靠度鉴定标准从实用鉴定法向概率鉴定法迈进了一步。最后,作者结合研究中的不足和未来的发展趋势,在文末给出了建议,以期得到抛砖引玉的效果。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU375
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-7

第1章 绪论7-13

1.1 我国服役结构的使用现状7

1.2 耐久性课题的概述7-9

1.2.1 耐久性课题的研究内容8

1.2.2 耐久性课题的研究现状8-9

1.2.3 耐久性设计与耐久性评估9

1.3 服役结构可靠度评估课题的概述9-11

1.3.1 服役结构可靠性分析的基本原则9

1.3.2 服役结构可靠度分析的一般表达式9

1.3.3 服役结构可靠性分析的数学模型9-10

1.3.4 服役结构可靠性鉴定方法10-11

1.4 本文研究的主要内容11-12

1.5 本文研究的意义12-13

第2章 时变结构可靠度的算子级数法13-22

2.1 时变结构可靠度算子级数法的理论推导13

2.2 Cauchy问题的算子级数法求解13-14

2.3 Cauchy问题的傅里叶变换求解14

2.4 利用算子级数法求功能函数的k阶原点矩，并转换为k阶中心矩14-15

2.5 拟合结构功能函数的概率密度函数15-16

2.6 结构可靠度分析的算子级数法可按如下过程计算16

2.7 应用实例16-22

第3章 钢筋混凝土结构的耐久性损伤22-35

3.1 耐久性与耐久性损伤22

3.1.1 耐久性的定义22

3.1.2 混凝土结构耐久性损伤的原因22

3.1.3 耐久性损伤的分类22

3.2 耐久性损伤导致构件性能退化的基本框架22-23

3.3 钢筋锈蚀以前的耐久性损伤及钢筋开始锈蚀时间的确定23-27

3.3.1 混凝土碳化深度的预测模型23-25

3.3.2 钢筋开始锈蚀时间的确定25-27

3.4 混凝土保护层锈胀开裂以前的耐久性损伤及开裂时间的确定27-33

3.4.1 几点说明27-28

3.4.2 混凝土保护层开裂前钢筋的锈蚀量28-29

3.4.3 混凝土保护层开裂时钢筋的锈蚀量及保护层开裂时间的确定29-33

3.5 混凝土保护层锈胀开裂后的耐久性损伤33-35

3.5.1 保护层开裂后钢筋锈蚀量的预测33-34

3.5.2 算例34-35

第4章 基于耐久性损伤的抗力衰减过程35-39

4.1 混凝土强度经时变化过程35-37

4.2 锈蚀钢筋的力学性能37

4.3 钢筋混凝土模型衰减37-39

第5章 结构动态可靠度评估和优化39-52

5.1 服役结构可靠性鉴定评估的特点39

5.2 服役结构可靠性鉴定评估方法概述39-40

5.3 服役结构可靠度评估的数学模型40-43

5.4 程序设定43-50

5.4.1 软件说明43

5.4.2 软件操作说明43-50

5.5 时变可靠度优化模式50-52

第6章 结论与展望52-55

6.1 结论52

6.2 展望52-55

致谢55-56

参考文献56-60

硕士期间撰写和发表的学术论文60

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