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考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析

作　者: 鲍勇军
导　师: 张建仁; 王磊
学　校: 长沙理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 桥梁工程受弯构件钢筋锈蚀时变可靠度失效模式相关性
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着社会经济的发展，我国有相当数量的桥梁结构性能已严重退化，其安全性低于设计规范及所处环境作用要求，有的旧有结构功能相对新的要求也已经滞后，大批既有桥梁已存在因安全性和耐久性的过低而面临退役的威胁，迫切需要对旧有桥梁结构进行维修与加固。在役钢筋混凝土桥梁构件的抗力随时间是不断衰减的，失效模式也可能发生改变。因此，开展考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁的时变可靠性研究，对准确评估其使用寿命，确定最佳维修加固策略有重要意义。本文结合国家自然科学基金项目“既有RC桥梁构件抗剪性能退化模型及可靠性研究”（50878031），主要开展了以下研究工作：（1）综述了在役桥梁弯剪这两种失效模式的研究现状及其时变可靠度的计算方法。（2）针对氯离子侵蚀环境下，考虑钢筋锈蚀面积损伤对在役RC桥梁抗力衰减的影响，用贡金鑫的等效抗力法分别计算锈蚀钢筋混凝土梁抗弯和抗剪承载力的时变可靠指标，并进行对比，从而确定钢筋混凝土梁在服役期的主要失效模式。研究表明，锈蚀初始，以抗弯失效为主；深度锈蚀后，以抗剪失效为主。（3）假定既有结构抗力服从独立增量过程的基础上，计算了抗力的自相关系数，考虑抗力的自相关性对可靠度的影响，得出单一失效模式的时变可靠指标与假定抗力相互独立的串联体系提高了5%左右，各时段的最小值所占比重最大。（4）采用Ditlevsen窄界限理论计算了抗弯、抗剪两种失效模式的相关系数，从而进行构件的时变可靠性分析，并对失效模式相关与不相关两种情况进行对比，得出构件的时变可靠指标相差很小。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题的目的及意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 国外研究现状  10-12
    1.2.2 国内研究现状  12-14
  1.3 结构可靠度理论的发展趋势  14-16
    1.3.1 结构体系的可靠度分析  14-15
    1.3.2 结构动力可靠度研究  15
    1.3.3 模糊随机可靠度研究  15
    1.3.4 可靠度的分析方法与分析工具  15-16
    1.3.5 结构疲劳可靠性研究  16
  1.4 存在的问题  16
  1.5 本文的主要研究内容  16-18
第二章时变可靠度理论及应用研究概况  18-28
  2.1 时变可靠度的计算方法  18-24
    2.1.1 时间综合法  18-19
    2.1.2 时间离散法  19-20
    2.1.3 时间离散 - 综合法  20-22
    2.1.4 首次穿越概率法  22-23
    2.1.5 蒙特卡罗法  23-24
  2.2 结构体系可靠度理论  24-27
    2.2.1 多重失效模式  25-26
    2.2.2 窄界限理论  26-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章在役 RC 桥梁构件可靠性模型研究  28-49
  3.1 抗力衰减模型  28-40
    3.1.1 氯离子的侵蚀  29-34
    3.1.2 钢筋锈蚀模型的建立  34-36
    3.1.3 桥梁构件抗力的统计参数  36-40
  3.2 桥梁荷载效应模型  40-44
    3.2.1 恒载效应  40-41
    3.2.2 汽车荷载效应模型  41-44
  3.3 时变可靠度分析  44-45
  3.4 实例分析  45-47
  3.5 本章小结  47-49
第四章考虑失效模式相关的构件可靠性分析  49-66
  4.1 抗力的自相关性  50-57
    4.1.1 随机过程的数字特征  50-51
    4.1.2 抗力的独立增量过程  51-52
    4.1.3 既有结构的抗力概率模型  52-55
    4.1.4 考虑抗力自相关性的可靠度计算  55-57
  4.2 多失效模式的相关性  57-61
  4.3 实例分析  61-65
  4.4 本章小结  65-66
结论与展望  66-68
  结论  66-67
  展望  67-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
附录攻读学位期间的科研工作及发表的论文  74

考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析

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