工程结构可靠度分析的若干问题研究

论文摘要

结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三个方面。目前在结构的安全性方面的研究，国内外进行得较多，但是对于适用性和耐久性的研究，还开展得较少，成果也不成熟。随着社会经济的发展，这两方面问题日益凸现，所以需要大力加强对其的研究。本文结合可靠度计算理论，对钢筋混凝土结构的耐久性，加固钢筋混凝土构件的可靠度以及玻璃幕墙结构的适用性进行了一些研究，本文的研究工作主要有： 1．根据弹性力学理论推导了处于三向受力状态的钢筋混凝土结构中保护层开裂时钢筋锈胀力和钢筋锈蚀率的计算公式。并在此基础上分析了混凝土抗压能力随钢筋锈蚀率变化的关系，混凝土保护层厚度与钢筋锈蚀率的关系。 2．从理论上对锈蚀钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载能力进行了研究，根据锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋和混凝土的粘结强度的变化以及有无受压钢筋锈蚀影响对锈蚀梁进行了分类，并根据各自的情况、可能出现的破坏模式对承载力进行了分类计算。最后运用国内外其他学者的试验结果对提出的计算方法进行了验证。 3．考虑基于钢筋锈蚀的梁的抗力衰减，对钢筋混凝土梁在整个使用寿命期进行了可靠度分析，并在此基础上分析了使用环境、混凝土保护层厚度、混凝土强度等级等对整个使用期内可靠度的影响，并推导了考虑抗力衰减的耐久性计算的抗力分析系数，为耐久性设计提供了参考。 4．通过一次二阶矩法分析了由使用功能改变引起的粘钢加固混凝土梁抗弯可靠性。 5．基于可靠度理论对框支式玻璃幕墙的玻璃面板和支承结构的适用性进行了分析。为工程设计提供了参考依据。 最后，本文关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 研究的现状
• 1.2.1 混凝土耐久性的研究
• 1.2.1.1 混凝土碳化的研究
• 1.2.1.2 钢筋锈蚀的研究
• 1.2.1.3 锈蚀钢筋混凝土的研究
• 1.2.1.4 耐久性失效标准的研究
• 1.2.1.5 可靠度理论的研究
• 1.2.2 幕墙可靠性的研究
• 1.3 本文的研究工作
• 第2章 混凝土保护层胀裂时钢筋锈蚀量预测模型
• 2.1 概述
• 2.2 钢筋锈蚀量预测模型研究现状
• 2.3 混凝土锈裂的基本模型
• 2.3.1 混凝土保护层胀裂的基本过程
• 2.3.2 铁锈自由膨胀阶段的钢筋锈蚀量
• 2.3.3 混凝土保护层受锈胀力开裂的钢筋锈蚀量
• 2.3.4 填充混凝土保护层裂缝的钢筋锈蚀量
• 2.3.5 混凝土保护层胀裂时钢筋的总锈蚀率
• 2.4 混凝土保护层胀裂的影响因素分析
• 2.4.1 混凝土抗压能力和钢筋锈胀力的关系
• 2.4.2 混凝土保护层厚度和钢筋开裂时锈蚀率的关系
• 2.4.3 混凝土的强度等级和钢筋开裂时锈蚀率的关系
• 2.4.4 混凝土抗拉能力和钢筋锈胀力的关系
• 2.5 钢筋锈蚀引起混凝土胀裂的有限元分析
• 2.5.1 混凝土的单元模型
• 2.5.2 混凝土的破坏准则
• 2.5.3 混凝土胀裂的有限元分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力分析
• 3.1 概述
• 3.2 锈蚀钢筋的力学性能
• 3.2.1 锈蚀钢筋的应力-应变曲线
• 3.2.2 锈蚀钢筋的屈服强度和极限强度
• 3.2.3 锈蚀钢筋的伸长率
• 3.3 锈蚀钢筋混凝土梁粘结性能的退化
• 3.4 受压区混凝土性能退化
• 3.5 锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载能力分析
• 3.5.1 分析的基本假定
• 3.5.2 锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算模型
• 3.5.2.1 单筋锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力
• 3.5.2.2 双筋锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力
• 3.6 锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载能力的试验验证
• 3.7 本章小结
• 第4章 钢筋混凝土梁基于耐久性的可靠度分析
• 4.1 概述
• 4.2 耐久性极限标准
• 4.3 锈蚀梁抗弯承载力可靠度分析
• 4.3.1 锈蚀梁的荷载模型
• 4.3.2 锈蚀梁的抗力模型
• 4.3.2.1 混凝土抗压强度的经时变化规律
• 4.3.2.2 钢筋截面锈蚀率的变化规律
• 4.3.2.3 锈蚀钢筋屈服强度的衰减
• 4.3.2.4 钢筋与混凝土的粘结强度
• 4.3.3 锈蚀梁的可靠度分析极限方程
• 4.3.4 锈蚀梁的可靠度分析
• 4.4 钢筋混凝土梁耐久性计算式
• 4.4.1 目标可靠度的确定
• 4.4.2 抗力分项系数的确定
• 4.5 本章小结
• 第5章 粘钢加固钢筋混凝土梁可靠性分析
• 5.1 概述
• 5.2 钢筋混凝土梁粘钢加固后的正截面受力机理及公式
• 5.3 粘钢加固混凝土梁可靠度分析的极限状态方程
• 5.4 粘钢加固混凝土梁的可靠度分析
• 5.5 算例分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 幕墙结构基于正常使用状态的可靠性分析
• 6.1 概述
• 6.2 风荷载的统计特性
• 6.3 幕墙玻璃面板在风荷载作用下的变形分析
• 6.4 玻璃面板在风荷载作用下的适用性分析
• 6.5 玻璃面板算例分析
• 6.6 幕墙支承结构的极限状态方程
• 6.7 幕墙支承结构的可靠指标计算
• 6.8 幕墙支承结构的算例分析
• 6.9 基于ANSYS的玻璃幕墙适用性分析
• 6.9.1 分析流程
• 6.9.2 幕墙支承桁架的适用性分析
• 6.10 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果