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)性能會受眾多因素的影響而減弱，嚴(yán)重時會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，計算難度較大且模型較為復(fù)雜，所以對于這一方面的研究仍是值得深入探索的重要課題[1]。本文對鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究中國內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進(jìn)行綜述。

鋼筋混凝土；可靠度；現(xiàn)狀；趨勢

我國可靠度設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可靠度的一次二階矩方法[2]，是國內(nèi)專家學(xué)者第一次針對規(guī)范有關(guān)在正常使用極限狀態(tài)驗算的要求進(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間稱之為設(shè)計使用年限[3]。

1 研究現(xiàn)狀

目前，對于結(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)計理論為基礎(chǔ)的理論分析及計算方法。國際上對于結(jié)構(gòu)可靠性的研究發(fā)展迅速，然而對于梁式受彎構(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)境影響的可靠度計算方法，并得到構(gòu)件受混凝土強(qiáng)度等級、保護(hù)層厚度變化影響的可靠指標(biāo)。結(jié)果表明，在相對惡劣的自然環(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)。并對最大裂縫寬度可靠指標(biāo)的敏感性進(jìn)行分析，由計算結(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)計方法，但未考慮環(huán)境條件對可靠指標(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)振動分析的鐵路鋼橋疲勞可靠度評估方法，并以下承式鋼桁梁橋為例計算分析。但并未考慮外部激勵如風(fēng)荷載、列車在曲線橋運(yùn)行時的離心力荷載等。

袁健，易偉建基于大量試驗研究了簡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)，并對比現(xiàn)行規(guī)范對比，提出對規(guī)范更新數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)公式等建議。

聶建國，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算公式，結(jié)果表明，計算公式所得結(jié)果與實(shí)測數(shù)值較為一致。在不同荷載工況下，通過數(shù)值計算回歸出剛度折減系數(shù)簡化公式，但該公式具有一定的局限性。

2 發(fā)展趨勢

隨著可靠度理論與計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)的可靠度研究勢必會成為未來研究的熱點(diǎn)。從上世紀(jì)改革開放后，我國開始大力加強(qiáng)對民用、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，除需考慮抗力衰減模型的影響，更重要的是需要對其進(jìn)行必要系統(tǒng)性評估，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，計算難度較大且模型較為復(fù)雜，所以對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)變量對可靠指標(biāo)的靈敏度的研究還較少。因此，本文對鋼筋混凝土構(gòu)件可靠度研究中國內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進(jìn)行綜述。

[1]貢金鑫,仲偉秋,趙國藩.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,2002,04：2-9.

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

1004-7026（2017）19-0135-01

TU37

A

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