我國北方,諸如橋梁、碼頭等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不僅承受車輛的疲勞荷載作用,且長期遭受凍融環(huán)境的影響。在凍融與疲勞雙指標(biāo)作用下,預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的可靠性不斷降低,易發(fā)生失效破壞,甚至威脅使用者的生命和財產(chǎn)安全。因此,建立和完善凍融環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的疲勞可靠度評價指標(biāo)及壽命預(yù)測研究是工程界急需解決的問題。本文依托國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“雙指標(biāo)侵蝕環(huán)境作用下預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)與壽命預(yù)測研究（項(xiàng)目編號:50878098）”以及住建部項(xiàng)目“凍融環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件疲勞耐久性研究（項(xiàng)目編號:2013-k4-26）”,主要完成以下工作:1基于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件凍融與疲勞交替試驗(yàn)成果,分別建立凍融環(huán)境下混凝土和鋼筋的疲勞剩余強(qiáng)度損傷模型。在混凝土損傷模型中,引入凍融應(yīng)力影響系數(shù)γ,以表征凍融作用對混凝土抗壓剩余強(qiáng)度的影響。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)估計與假設(shè)檢驗(yàn),驗(yàn)證了凍融環(huán)境下鋼筋和混凝土疲勞壽命均能夠較好地滿足兩參數(shù)威布爾分布。2利用蒙特卡羅法對凍融環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行疲勞可靠度研究,對比分析驗(yàn)證基于百分位秩法以及概率分布函數(shù)等可靠度計算方法。計算結(jié)果表明... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

混凝土的凍融破壞現(xiàn)象Fig.1.1Freeze-thawdamageofconcrete

江蘇科技大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文14圖2.3 試件L1疲勞抗力衰減曲線Fig.2.3FatigueresistancedecaycurveofL12.3 鋼筋疲勞剩余強(qiáng)度退化模型鋼筋在某一特定的應(yīng)力幅內(nèi)，經(jīng)過多次疲勞加載之后，發(fā)生疲勞破壞，此時所達(dá)到的最大應(yīng)力值則稱為鋼筋的疲勞剩余強(qiáng)度。通常情況下，鋼筋的疲勞剩余強(qiáng)度均小于靜載下的極限強(qiáng)度。與混凝土剩余強(qiáng)度一樣，鋼筋的疲勞剩余強(qiáng)度是其主要的性能參數(shù)之一。考慮到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在長期受到疲勞作用下發(fā)生疲勞破壞往往開始于受拉鋼筋產(chǎn)生疲勞脆性斷裂，因此鋼筋的疲勞剩余強(qiáng)度在結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞體系中顯得尤為重要。由于凍融循環(huán)對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件中的鋼筋強(qiáng)度影響極小，因此，凍融環(huán)境下鋼筋疲勞剩余強(qiáng)度退化模型僅考慮疲勞加載因素[16]。而對于預(yù)應(yīng)力筋，由于其較于普通鋼筋更接近混凝土截面中性軸的位置（即更靠近截面形心），因此決定了普通鋼筋一般情況下會先于預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生疲勞斷裂[38]

可靠度計算方法一般可歸結(jié)為三個類別[60~62]，如圖3.3 所示。其中，中心點(diǎn)法、驗(yàn)算點(diǎn)法（JC法）、蒙特卡羅法和百分位秩法應(yīng)用較為廣泛。圖3.3 可靠度計算方法Fig.3.3Reliabilitycalculationmethods3.2.1 中心點(diǎn)法對于一般形式的功能函數(shù)如式（3.1）所示，其中基本隨機(jī)變量均相互獨(dú)立，將其表達(dá)式在均值點(diǎn)（即中心點(diǎn)）位置展開為Taylor級數(shù)，且將結(jié)果保留一次項(xiàng)，如式（3.7）所示。1( )( ) (X )inX XL X X i XiigZ Z gX （3.7）則功能函數(shù)的均值和方差即為：2 21( )( )iZ X XnX XZ XiiggX （3.8）將式（3.8）帶入（3.6），即可得出結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在中心點(diǎn)法下可靠度指標(biāo)為：21( )( )iZ X XcnZX XXiiggX （3.9）中心點(diǎn)法憑借其計算方法簡便，通俗易懂，實(shí)際可操作性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢在可靠度理論計算方法發(fā)展前期廣受歡迎，但該方法的缺陷也同樣顯而易見，主要有以下幾個方面：（1）對于一個功能函數(shù)而言，其基本隨機(jī)變量是整個函數(shù)表達(dá)式的核心內(nèi)容，而中心點(diǎn)法并沒有考慮基本隨機(jī)變量的概率分布；（2）中心點(diǎn)法過于依賴功能函數(shù)


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