基于时效的大跨度钢结构可靠性评估

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jingbao0804
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建筑结构服役时间的增长,在不同的自然条件因素影响下,除了本身内部材料的老化之外,结构的不断损伤会导致结构承载能力降低,可靠性下降,局部或者整体失稳破坏。再加之一些历年的建筑结构破坏的实例,人们渐渐地意识到了材料老化对建筑结构安全影响的重要性。因此,对服役结构进行安全合理的检测和可靠性评估具有很现实的研究意义。该课题的研究有广泛的应用前景、经济效益和社会效益,受到了国内外大量的研究人员的关注。  国内外一些学者对奉研究内容也做出了一定的成果,在借鉴前人研究成果的基础上,本文着重从自然大气环境腐蚀为重点影响因素,再综合考虑各种的荷载因素和一些外界的其他因素,分析腐蚀介质对材料的破坏情况。首先根据在不同大气环境下腐蚀作用的实验结果为基础,全国大气腐蚀站积累的一些有效数据,计算出不同大气环境下有代表性地区的钢材的均匀腐蚀和不均匀腐蚀的腐蚀深度及腐蚀速率;综合考虑多因素影响下,典型的大跨度钢结构构件在几种不同的腐蚀环境下(自然大气环境、工业腐蚀大气环境和海洋性腐蚀大气环境等)结构的损伤机理和建筑结构承载能力的时效变化规律。  在大气环境腐蚀的综合因素下,既有钢结构时变可靠度的研究必须以构件的时变抗力为研究基础。现有的结构可靠性鉴定理论发展相对缓慢,并且现有可靠性鉴定方法存在的一定的问题。现有的鉴定规范之中没有考虑材料的老化和结构的腐蚀损伤积累对钢结构可靠度的影响,同时在结构的具体的检测年限上也没有做出明确的规定,对所处的地域性、使用年限和建筑的结构类型之间的差异性,在可靠性评估和结构检测时,很难寻求一种既经济又实用的平衡节点,也没有形成科学、实用的工程结构可靠性评价方法。根据以上的理论研究结果,提出了结构可靠性鉴定结论结合时变可靠度理论和结构可靠性鉴定未来的发展方向,考虑材料腐蚀时效作用下,综合多因素考虑对结构进行了构件和体系的整体承载力的评估。同时结合权重理论的研究方法,对服役钢结构的检测时间给出较为合理的时间节点,目的是经过检测加固之后,能够延长结构的使用寿命,使其能够持续正常的满足各项功能的要求。  考虑影响结构抗力衰减的各种因素,随着材料的老化,不仅材料的内部结构组织破损,而且构件的截面尺寸、力学性能也会发生或多或少的变化。为了研究钢结构构件时变抗力,本文在综合多因素的影响的基础之上建立了结构构件抗力和可靠度的衰减模型。目的是通过现有的抗力衰减模型,再结合不同环境腐蚀地区钢结构的一些主要构件的时效抗力计算分析,得出钢结构在服役期内自然大气腐蚀作用下结构承载能力衰减情况。并且通过构件时变可靠度的分析,综合大气环境的影响因素,给出了较为合理的钢结构检测周期。  
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