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大气环境下考虑锈蚀钢筋力学性能的RC楼面梁安全风险概率分析
  • ISSN号:1004-4574
  • 期刊名称:自然灾害学报
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:261-268
  • 分类:P315[天文地球—地震学;天文地球—固体地球物理学;天文地球—地球物理学]
  • 作者机构:[1]长沙理工大学省部共建桥梁安全控制教育部重点实验室,湖南长沙410114
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51008037,51178060);湖南省自然科学基金项目(12JJ6050);湖南省科技计划项目(2012FJ4124)
  • 相关项目:维修加固策略对RC梁桥时变可靠性的影响研究
中文摘要:

基于我国内陆地区温度变化的预测结果,建立了温度变化概率模型,并研究了其对钢筋混凝土碳化腐蚀电流密度的影响。利用锈蚀钢筋样本,测试了锈蚀钢筋的力学行为,统计了锈蚀钢筋面积损失率,建立了其与失效模式和强度的定量概率模型。结合我国规范弯曲和剪切承载能力模型,考虑钢筋混凝土(RC)梁退化的随机性,建立了大气环境下锈蚀RC梁时变弯曲和剪切抗力模型。利用我国建筑规范楼面梁随机荷载模型,发展了弯曲和剪切时变可靠度模型,基于首次超越概率分析方法,预测了我国内陆地区RC楼面梁的概率性能,使用Monte—Carlo模拟方法,计算了将来90a内的时变弯曲失效风险、剪切失效风险和组合失效风险。研究表明:对于高CO,浓度地区,结构弯曲失效风险、剪切失效风险和组合失效风险比低浓度地区的分别高6%,18%和7%;在只有箍筋和主筋锈蚀的情况下,弯曲失效是锈蚀RC梁的主要失效行为;保护层厚度为20mm和水灰比为0.55时的弯曲和剪切失效风险比保护层厚度为40mm和水灰比为0.45时的分别高122%和57%。

英文摘要:

Based on temperature change prediction data in inner mainland, the paper proposed a probabilistic model of temperature change and analyzed its influences on carbonation-induced corrosion. With corroded reinforcements samples, a long-term mechanical behavior of corroded steel rebars was examined and the corrosion loss rate were analyzed, and associated models for strength and failure modes and corrosion loss were developed. Based on flexural and shear strength models in Chinese code and considering the uncertainty of deterioration of reinforced concrete (RC) beam, a probabilistic flexural and shear resistance model was developed. Using stochastic load model of office floor beam provided by Chinese building code, the time-dependent structural reliability models were improved and the probabilistic performance of RC office floor beam was predicted using first-transcendental probability method. Monte-Carlo simulation method was used to calculate the time-dependent flexural failure risk, shear failure risk and combined failure risk of RC floor beam over the next 90 years. Results show that for the higher CO2 inner mainland region, the risks of flexural, shear and combined failures are respectively 6% , 18% and 7% higher than those for the lower concentration area. For RC structures subjected to stirrup and main rebars corrrosion, flexural failure dominates. For concrete durability parameters of cover = 20 mm and w/c = 0.55 the risks of flexural and shear failures are 122% and 57% higher than those predicted for cover = 40 mm and w/c = 0. 45

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期刊信息
  • 《自然灾害学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国地震局
  • 主办单位:中国灾害防御协会 中国地震局工程力学研究所
  • 主编:谢礼立
  • 地址:哈尔滨市学府路29号
  • 邮编:150080
  • 邮箱:jnd@iem.net.cn
  • 电话:0451-86652450 86652820
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4574
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1324/X
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21121