城鎮(zhèn)建筑鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究綜述

□杜祝遙

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710300)

城鎮(zhèn)建筑鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究綜述

□杜祝遙

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710300)

鋼筋混凝土構(gòu)件中的梁式構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系中占有重要的地位，在實(shí)際工程中，梁式構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能會(huì)受眾多因素的影響而減弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)中，基于正常使用極限狀態(tài)下的可靠度研究，由于涉及到較多的隨機(jī)變量，計(jì)算難度較大且模型較為復(fù)雜，所以對(duì)于這一方面的研究仍是值得深入探索的重要課題[1]。本文對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究中國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。

鋼筋混凝土；可靠度；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

我國(guó)可靠度設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可靠度的一次二階矩方法[2]，是國(guó)內(nèi)專家學(xué)者第一次針對(duì)規(guī)范有關(guān)在正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的要求進(jìn)行的較為系統(tǒng)完整的可靠度研究成果。在正常使用極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件無需進(jìn)行大修即可完成預(yù)定工作性能所需的時(shí)間稱之為設(shè)計(jì)使用年限[3]。

1 研究現(xiàn)狀

目前，對(duì)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可靠度的研究大多是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的理論分析及計(jì)算方法。國(guó)際上對(duì)于結(jié)構(gòu)可靠性的研究發(fā)展迅速，然而對(duì)于梁式受彎構(gòu)件的可靠度，還主要是在承載能力極限狀態(tài)下的研究，但是基于正常使用極限狀態(tài)下的研究卻很少。

貢金鑫，趙國(guó)藩研究了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受大氣環(huán)境影響的可靠度計(jì)算方法，并得到構(gòu)件受混凝土強(qiáng)度等級(jí)、保護(hù)層厚度變化影響的可靠指標(biāo)。結(jié)果表明，在相對(duì)惡劣的自然環(huán)境下，結(jié)構(gòu)可靠性受混凝土保護(hù)層厚度和混凝土強(qiáng)度的影響較大。

焦美菊，孫利民推導(dǎo)出鋼筋混凝土橋梁受最大裂縫寬度影響的正常使用極限狀態(tài)功能函數(shù)。并對(duì)最大裂縫寬度可靠指標(biāo)的敏感性進(jìn)行分析，由計(jì)算結(jié)果表明，可靠指標(biāo)受車輛荷載與恒載比值的影響較大。但文中并未考慮其他荷載因素如風(fēng)荷載等對(duì)可靠指標(biāo)的影響。

Fangopol D M,Lin K Y等提出了帶有損傷的鋼筋混凝土橋梁的可靠度設(shè)計(jì)方法，但未考慮環(huán)境條件對(duì)可靠指標(biāo)的影響。

Jin Cheng將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、一階可靠度方法和重要抽樣法相結(jié)合推導(dǎo)出極限狀態(tài)方程的顯示函數(shù)，結(jié)合算例，得出既有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)，結(jié)果表明，此方法極大提高了可靠指標(biāo)的計(jì)算效率和精度。

孫威，黃炎生等采用改進(jìn)響應(yīng)面法，結(jié)合Pushover靜力推覆分析，計(jì)算得到四層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的體系可靠度。但該方法受到軟件計(jì)算精度及空間效應(yīng)的局限性。

李慧樂，夏禾提出了基于車橋耦合系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析的鐵路鋼橋疲勞可靠度評(píng)估方法，并以下承式鋼桁梁橋?yàn)槔?jì)算分析。但并未考慮外部激勵(lì)如風(fēng)荷載、列車在曲線橋運(yùn)行時(shí)的離心力荷載等。

袁健，易偉建基于大量試驗(yàn)研究了簡(jiǎn)支梁在集中荷載與均布荷載作用下受剪承載力的可靠指標(biāo)，并對(duì)比現(xiàn)行規(guī)范對(duì)比，提出對(duì)規(guī)范更新數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)公式等建議。

聶建國(guó)，王宇航根據(jù)腹板洞口的邊界條件，采用折減剛度法，推導(dǎo)出開洞組合梁跨中附加撓度計(jì)算公式，結(jié)果表明，計(jì)算公式所得結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)值較為一致。在不同荷載工況下，通過數(shù)值計(jì)算回歸出剛度折減系數(shù)簡(jiǎn)化公式，但該公式具有一定的局限性。

2 發(fā)展趨勢(shì)

隨著可靠度理論與計(jì)算方法研究的不斷發(fā)展，基于正常使用極限狀態(tài)下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的可靠度研究勢(shì)必會(huì)成為未來研究的熱點(diǎn)。從上世紀(jì)改革開放后，我國(guó)開始大力加強(qiáng)對(duì)民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他土工結(jié)構(gòu)的建設(shè)。分析老化結(jié)構(gòu)在服役期間的可靠性時(shí)，除需考慮抗力衰減模型的影響，更重要的是需要對(duì)其進(jìn)行必要系統(tǒng)性評(píng)估，以此來確定剩余使用壽命。

結(jié)束語

結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)中，基于正常使用極限狀態(tài)下的可靠度研究，由于涉及到較多的隨機(jī)變量，計(jì)算難度較大且模型較為復(fù)雜，所以對(duì)于這一方面的研究仍是值得深入探索的重要課題。目前，正常使用極限狀態(tài)下的鋼筋混凝土梁式構(gòu)件及組合梁構(gòu)件的可靠度，以及隨機(jī)變量對(duì)可靠指標(biāo)的靈敏度的研究還較少。因此，本文對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究中國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。

[1]貢金鑫,仲偉秋,趙國(guó)藩.工程結(jié)構(gòu)可靠性基本理論的發(fā)展與應(yīng)用(1)[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2002,04：2-9.

[2]GB50153-2008,工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

1004-7026（2017）19-0135-01

TU37

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.19.086