基于耐久性损伤的服役结构动态可靠度评估

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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。首先对服役结构的荷载依据其特点分类论述,按照等超越概率的原则,对不同后续使用年限内永久荷载、可变荷载的取值方法和保证率进行详细推算,并给出简洁实用的表格以供实用,特别是对服役结构的地震作用取值,进行了大胆的尝试研究,得到了积极有益的结果。其次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,在此基础上建立起了“抗力衰减的三阶段模型”,并对锈损钢筋混凝土构件的承载力给出了具体的计算公式。再次本文把对荷载与抗力的研究成果应用于服役结构的动态可靠度评估,改进了服役结构可靠度分析的数学模型。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,并将其评估结果与可靠性安全性等级划分相结合,使其结果可直接应用于结构体系的可靠度评估,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。
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