摘要：为了解决现行设计方法只关注短期时效且难以满足可持续发展要求的核心问题,提出一种考虑可持续性的钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构全寿命多目标优化设计方法。该方法考虑RC结构受海洋氯化物影响下的累积失效概率、经济成本、环境成本和社会成本,提出时变可靠指标和全寿命可持续性成本优化目标函数,采用蒙特卡洛模拟和遗传算法对RC箱梁结构的初始设计与后期维护参数进行单目标、双目标和三目标优化设计。优化结果表明:相比于原设计方案,对建造期和运营期参数的协同优化设计方案提升了结构初始性能,增大了单次维护效果,减少了后期维护次数,从而在经济和环境成本提升幅度不大的情况下,降低社会成本,获得全寿命可持续性表现更优的方案;对全寿命经济、环境和社会成本的三目标优化设计是均衡可持续性三个维度(经济、环境和社会)的可行方法,当仅优化粘贴钢板维护参数时,环境成本与经济成本、社会成本均呈负相关关系,经济成本与社会成本呈正相关关系。

摘要：社会影响是指某种产品或行为,通过改变人群的生活、工作、休闲、社交和组织方式,对个人或公共机构造成的不利影响。工程结构的建造、维护、翻新、修复或拆除往往会在施工期间对周围人群或环境产生影响,尤其是对交通运输或居住环境影响较大的工程项目,其不利社会影响所带来的社会成本可能远大于工程的实际成本。社会影响评估作为可持续性评估领域的三大支柱之一,被越来越多地考虑到工程结构的全寿命设计与管理中。文章首先对社会影响评估的起源和发展进行梳理,明确工程项目的社会影响类别和利益相关者。其次,介绍了两种社会影响评估方法,分别是性能评分法和影响路径法,整理文献中有关性能评分法的社会影响类别和性能参考点,建立基于影响路径法的工程项目社会成本指标体系。随后,按照利益相关者类别划分社会成本指标,重点整理包括生产事故成本、交通事故成本、交通延误成本、区域经济损失、居住环境质量损失和公共福利损失在内的社会成本量化方法。最后针对社会影响识别和成本量化方法中的局限进行讨论,明确工程结构社会影响评估的发展方向。

摘要：为了有效延长重大交通基础设施的使用寿命,降低其对环境和社会的不利影响,针对氯盐环境中钢筋混凝土(RC)结构的设计与维护提出考虑可持续性成本的多属性决策方法.该方法能够解决工程决策中不同属性排序不一致的问题,为不同风险态度的决策者提供综合考虑可持续性的决策指标和排序方法.多属性决策方法设置性能评估、成本分析和效用分析模块,依次分析RC结构在氯盐环境下的长期性能劣化规律、不同维护措施的提升效果与维护时机(包括环氧涂层、双向电迁移、黏贴钢板和黏贴碳纤维增强复合材料(CFRP)措施)、全寿命可持续性成本及其不确定性,进一步通过组合赋权法确定经济、环境和社会成本的权重,计算得到不同设计与维护方案的多属性效用值用于决策.对设计使用寿命为200 a的RC箱梁进行案例分析,结果表明:在初始设计时能够合理提高结构性能、降低失效风险、减少维护次数的长寿命方案具有更好的可持续性,但必须权衡各类成本和性能提升之间的综合效用.

摘要：为了确定《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068)征求意见稿中的荷载分项系数调整对砌体结构设计安全性和材料用量的影响,以《砌体结构设计规范》(GB 50003–2011)中的无筋砌体和配筋砌体构件为研究对象,通过综合安全系数法和可靠指标法,分别计算荷载分项系数调整后砌体结构设计安全度的变化幅度.计算无筋砌体构件的横截面积增率和配筋砌体构件的配筋量增率,得到砌体结构设计材料用量的变化幅度.结果表明,荷载分项系数调整使砌体结构设计的综合安全系数提高5%,可靠指标提高5%~6.5%,无筋砌体构件的砌块材料用量提升6%~8%,配筋砌体构件的配筋量提升10%~23%.

摘要：工程结构全寿命过程中存在有害气体、污水和固体废弃物排放等环境问题,但是由其造成的经济损失却很少在结构设计或工程决策过程中予以考虑。为此,将三类污染物排放的防治成本计入工程活动的环境成本中,得到了多种建筑材料、能源消耗、运输方式和建筑机械使用的环境成本。通过将环境成本与经典全寿命成本模型相结合,建立了包含环境成本的全寿命总成本模型。根据所提出的环境成本模型和全寿命总成本模型,以某一沿海高速公路桥梁结构为例,通过设置预防性维护措施和必要性维护措施,对其进行维护方案的多目标优化,分析环境成本对工程决策的影响。并对直接成本和环境成本的不确定性进行了分析,研究了环境成本折现率对环境成本影响。结果表明,在结构优化过程中考虑环境成本能够得到经济效益和环境综合性能更佳的工程方案。

摘要：混凝土结构在建造以及服役过程中不可避免地产生损伤积累、抗力衰减和性能退化。混凝土结构的长期性能是指结构在长期的荷载与环境耦合作用下,随时间推进表现出的具有时变性的功能或特性。结构长期性能反映了结构性能随时间的变化,是结构的综合性能。考虑了在环境侵蚀作用、反复作用、持续作用下混凝土结构的时变累积效应,总结了混凝土结构长期性能在服役全过程中的劣化规律,明确了在环境侵蚀作用、反复作用、持续作用下结构长期性能劣化的各极限状态准则,并基于结构设计现状总结了结构长期性能的分项系数设计法和全概率设计法的设计思路。