摘要：针对现行可靠度设计统一标准给出的荷载分项系数值对应可变荷载效应比值取值范围较低,缺乏对该荷载分项系数值在可变荷载效应占高比重下适用性的充分考虑的情形,以钢拱架结构模型和RC框架柱模型为例,分析了可变荷载效应比值的取值范围,揭示了可变荷载效应比值将会较高的现象;基于可靠度理论并结合设计约束条件建立了荷载分项系数的计算方法;通过数值分析,求解得到了荷载分项系数值;最后分析了按多国规范用荷载分项系数进行结构设计的可靠指标随可变荷载效应比值的变化规律。结果表明:可变荷载效应占高比重时,按我国规范用荷载分项系数设计的混凝土和钢结构构件的可靠指标低于目标可靠指标较多;而美英两国规范用荷载分项系数的适用性要好于我国规范,但对应的钢结构构件的设计可靠指标仍偏低。从可靠性的角度为近年风、雪灾害中若干结构容易破坏的现象提供了补充解释,同时也为相关规范修订提供参考。

摘要：基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,研究气候变化(CO2浓度)的规律及其对混凝土结构的碳化损伤影响。由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、钢筋布置、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,提出时变可靠度模型来计算混凝土结构在多种CO2排放策略作用下将来100年内的开始腐蚀概率和腐蚀开裂比例。研究表明:在最高CO2排放策略下的开始腐蚀概率比其在最好CO2排放策略下高720%;对于耐久性差的混凝土,在将来100年的开裂概率为0.37,这意味着大多数混凝土结构在服役期存在碳化腐蚀损伤现象,将来需要大量的维修和维护工作;当碳化腐蚀裂缝宽度要求设置从1mm降低为0.3mm时,碳化腐蚀开裂比例提高25%～70%;在所有排放策略下高腐蚀电流密度状态的混凝土腐蚀开裂比例比低腐蚀电流密度状态高1.6～2.8倍。这些信息能够为混凝土桥梁全寿命设计和维护提供支持。

摘要：为合理评估既有RC拱桥的承载能力,对损伤后拱肋最不利车载效应的变化问题进行了研究。采用机动法分析了拱肋区段刚度损伤后各典型截面弯矩和轴压力影响线的变化情况。在此基础上,按照现行公路桥涵设计通用规范中的车道荷载布置方式,并结合正交试验设计方法,研究了具有不同拱轴系数、矢跨比和跨度参数的无铰拱肋各典型截面的不利弯矩和轴压力值随损伤程度的变化规律。结果表明在无铰拱肋中各截面不利轴压力值随损伤程度的变化不大,而不利弯矩值则有较大变化;当损伤程度相同时,拱顶截面不利负弯矩对应的变化系数值最大,而拱脚截面不利正、负弯矩对应的变化系数值相当,且数值也较大。

摘要：基于改进的碳化深度预测模型,利用最新的CO2浓度数据,发展了时变可靠度模型计算混凝土结构在碳化腐蚀下的开裂概率。建立概率模型可以考虑CO2浓度、扩散过程、劣化机理、钢筋的位置、保护层深度、腐蚀电流的随机性和不确定性。计算了不同耐久性设计状态下和不同的锈胀开裂宽度准则下在碳化腐蚀作用下的开裂风险。建立了全寿命成本概率模型,比较了在碳化腐蚀下的不同耐久性措施和不同锈胀开裂宽度准则的全寿命经济性能,提出了在碳化腐蚀作用下未来混凝土结构保护层设计厚度。研究发现对于保护层厚度为40 mm和水灰比为0.45的混凝土结构,腐蚀开裂概率仅为0.003,碳化腐蚀损伤可以忽略。然而,对于保护层厚度为20 mm和水灰比为0.55的混凝土结构,结构服役50 a后,有0.18的概率开裂。在100 a后,概率提高到0.37,其全寿命成本为中等耐久性混凝土结构的3.1倍。当现有结构保护层厚度为小于或等于55 mm时在未来排放策略下保护层厚度需要提高3~15 mm以疏缓RC桥梁的碳化腐蚀损伤。