预应力混凝土构件在使用过程中,不但要承受外力的作用,而且还要受到有害化学物质的损伤,加上结构自身性能的退化,很多的预应力混凝土结构出现了不同程度的病害情况,主要体现在裂缝过大,挠度不断增加等,使得许多的钢筋混凝土结构的承载能力达不到要求。钢筋锈蚀与冻融循环破坏是影响混凝土结构可靠性的两个极其主要的因素,因此研究钢筋锈蚀与冻融循环损伤下的预应力混凝土构件的安全可靠性就显得尤为重要。国内外对结构单个因素损伤下的可靠度研究相对较多,而对于耦合损伤下的结构可靠度研究较少,尤其是预应力混凝土构件在耦合损伤下的相关研究就更少。本文基于课题组开展的无粘结预应力混凝土梁的预应力筋锈蚀与冻融循环耦合损伤试验,并且结合已有的研究成果,研究钢绞线锈蚀与冻融循环耦合损伤下预应力混凝土梁安全可靠性。主要研究内容为:(1)可靠性基本理论研究。主要论述了可靠性的基本概念、可靠性的发展方向、可靠性的评估方法、可靠度的基本原理、可靠度的计算方法。着重讲解了JC法以及蒙特卡洛法计算可靠指标的原理及步骤。(2)重点介绍了课题组开展的相关试验,包括:无粘结预应力混凝土梁的钢绞线锈蚀试验、冻融循环损伤试验和钢绞线锈蚀与冻融循环耦合损伤试验。然后根据试验结果,揭示了损伤后的构件有效预应力与锈蚀率、冻融循环次数以及二者耦合的关系,根据数据处理软件分别拟合出了相应的函数模型,拟合效果较好,可以为承载能力极限状态损伤后的结构抗力研究做基础。(3)介绍了预应力筋锈蚀与冻融循环耦合损伤后的预应力梁的静载试验,根据试验结果,发现冻融循环后的梁体的破坏随着冻融循环次数的增加逐渐变为超筋破坏特征,钢绞线锈蚀后的梁体破坏随着锈蚀率的增加逐渐变为少筋破坏特征。(4)耦合损伤下预应力混凝土梁承载能力极限状态可靠性研究。统计了荷载效应概率模型,分析了耦合损伤下构件混凝土及钢筋的力学性能指标与锈蚀率和冻融循环次数的关系,据此推导出了含有锈蚀率和冻融循环次数的构件抗弯抗力表达式,然后建立了含有损伤因素的承载能力极限状态功能函数,给出了采用JC法求解可靠指标的程序流程。运用JC法对本试验中16根损伤梁体进行了可靠度计算及分析,验证了本章所推导的损伤下的可靠度计算公式,分析了可靠指标随着锈蚀率和冻融循环次数变化的规律,分析表明耦合损伤对结构可靠性的影响要大于单一因素叠加作用下的影响。(5)耦合损伤下预应力混凝土梁正常使用极限状态可靠性研究。把结构构件的最大裂缝宽度和最大挠度作为可靠性研究的对象,推导得到含有损伤因素的预应力混凝土梁最大裂缝宽度以及最大挠度的计算公式,建立了以规范规定的限值作为构件的抗力,以最大裂缝宽度和挠度作为荷载效应时的结构功能函数,把功能函数中每个参数都看作随机变量,引入采用蒙特卡洛法求解结构失效概率的方法,这样就解决了把规范规定的限值当作常量的问题,并且给出了计算步骤。