混凝土受弯构件裂缝宽度限值的模糊性及可靠度分析

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裂缝宽度控制是保证混凝土受弯构件适用性的重要内容,设计标准中要求构件的最大裂缝宽度不可影响构件的正常使用。目前的研究成果和工程实际表明,这一失效准则本身具有很大的模糊性,故而需采用模糊数学中的隶属函数描述,且这种不确定性对构件裂缝宽度控制的可靠度有不可忽略的影响。但是,目前对失效准则模糊性及其影响的研究仍存在诸多不足:一、在进行结构的可靠度分析时,现阶段的研究对模糊因素重视不足;二、在目前的模糊可靠度分析中,隶属函数的选取和参数的确定存在较强的主观性;三、在进行结构的可靠度分析时,作用一般采用随机变量组合,且结论大多采用枚举法得到,缺乏一定的普适性;其中隶属函数生成方法和可靠度分析模型方面是本文重点研究内容,且其对构件裂缝宽度控制可靠度分析的结果影响较大。基于以上的不足,本文首先是提出了基于边界的间接统计法,然后依据统计数据得到不同条件下的隶属函数和可靠度分析模型,最后全面揭示了混凝土受弯构件裂缝宽度控制的可靠度水平。主要研究工作包括:1、在生成隶属函数的模糊统计方法中,文中说明了模糊边界的概念和隶属函数的间接统计方法,从而能够以更精确地方法来反映被调查者的真实意图;2、在进行混凝土结构的裂缝控制的可靠度分析时,通过群体调查,利用间接统计方法得到了不同条件下失效准则的隶属函数,更准确、客观地揭示了失效准则的模糊性;3、借鉴目前的研究成果,建立无量纲化的和随机过程组合的构件裂缝宽度控制的可靠度分析模型,并考虑失效准则模糊性的影响;4、基于上述研究成果,分别针对钢筋混凝土构件和预应力混凝土构件,全面分析和揭示混凝土受弯构件裂缝宽度控制的可靠度水平,同时明确主要影响因素(如配筋率和作用相对比值等)。本文研究成果不仅在理论上改进了失效准则隶属函数的生成方法和裂缝宽度控制的可靠度分析模型,在工程应用方面也更全面和准确地揭示了目前混凝土受弯构件裂缝宽度控制的可靠度水平及主要影响因素,可为改进混凝土受弯构件裂缝宽度的控制方法提供参考。
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