建筑结构用钢丝束拉索的抗力分项系数研究

为了使用概率极限状态法对拉索进行设计，收集了由高强度钢丝扭绞形成的钢丝束拉索的试验数据，采用概率方法研究了拉索的抗力分项系数取值，提出了建筑结构设计中考虑长期荷载效应和短期荷载效应时拉索的设计计算方法及建议．     

既有大跨空间钢结构安全性评定方法

从构件角度对既有大跨度空间钢结构的安全性评定方法进行研究,根据<建筑结构可靠度设计统一标准>(GB 50068-2001)规定的结构构件承载能力极限状态的可靠度指标,提出既有钢结构构件的安全性等级应划分为安全与不安全两等级.基于荷载模型和抗力模型,确定了作用于既有大跨空间钢结构的各类荷载标准值.以分项系数确定的抗力与可靠度指标确定的抗力相对误差最小为原则编写可靠度程序,得到适合既有大跨空间钢结构评定的γG=1.2,γQ=1.3,以及各类构件的最优抗力分项系数.在综合考虑构件权重的基础上,提出了以整体性、承载安全性和整体稳定性的最低等级作为结构安全性等级的安全性评定方法.     

组合砌体受压构件的承载能力

本文根据29个试件的试验和理论分析结果,给出了组合砌体受压构件承载能力的计算公式.并进一步按照基于概率极限状态的设计理论,提出了分项系数设计表达式的抗力分项系数.     

桥梁设计中的安全性与耐久性差的原因分析及建议

国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观,这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。具体的设计过程按承栽能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值,必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备,是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值,对应于适用性的要求。     

关于提高恒载加风载的荷载分项系数的建议

根据概率极限状态计算原则,计算了综合考虑3种不同荷载效应组合与单独考虑各荷载效应组合下的最优荷载分项系数,比较得出应提高恒革加风载组合下荷载的分项系数的结论。     

基于可靠度的桥梁船撞作用荷载组合分项系数

对船撞偶然组合问题,现行的桥梁设计规范给出了相应的组合分项系数。为了分析现行规范给出的分项系数下桥梁结构可靠度指标水平,寻求荷载组合分项系数与桥梁结构可靠度指标之间的关系,需要对桥梁船撞偶然荷载组合进行深入研究。基于有限元-神经网络-Monte Carlo(FA-M)法和极限状态设计法,计算桥梁结构船撞偶然组合不同荷载分项系数下的可靠度指标。以练江1号桥主桥为依托工程,采用有限元软件建立全桥空间有限元动力模型,以荷载冲击谱模拟船撞桥墩的动力时程,塔克斯特拉准则作为荷载组合理论依据,确定船撞荷载与汽车荷载作用下结构的失效模式。提取船撞荷载与荷载效应样本、汽车荷载与荷载效应样本、船撞和汽车荷载组合与荷载效应样本,对这些样本进行BP神经网络训练,当训练结果满足精度要求时,对船撞荷载分项系数ψCV取1.0,汽车荷载分项系数ψLL分别取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0,并采用Monte Carlo法计算各分项系数下桥梁结构的失效概率和可靠度指标,将不同分项系数下的可靠度指标与目标可靠度指标进行比较。研究结果表明:跨径在150m以内的连续刚构桥荷载组合分项系数ψCV、ψLL,建议其值为1.0、0.8;F-A-M法可以方便、快速地求解桥梁结构船撞偶然组合下的可靠度指标,建立可靠度指标β与船撞荷载分项系数ψCV、汽车荷载分项系数ψLL的影响面关系,并给出荷载分项系数建议值,为船撞偶然组合设计及桥梁船撞的风险评估提供依据。     

输电线路导地线和金具极限状态设计参数研究

考虑到安全系数设计法存在的许多问题,为了保持设计的统一性,同时与国际接轨,采用可靠度设计法对输电线路的导地线和金具进行设计。通过对按现行国家标准GB50545—2010和行业标准DL／T5154—2012设计的导地线和金具进行可靠度校准,选取目标可靠指标计算得到导地线和金具极限状态的荷载和抗力分项系数。研究结果表明,对于导地线,当恒荷载与风荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为4372和3968;当恒荷载、风荷载和覆冰荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为3157和2898。金具的平均可靠指标为399。导地线抗力分项系数γR的均值为1084,恒荷载分项系数γG的均值为1072,风荷载分项系数γW的均值为1828;金具抗力分项系数γR′的均值为1165,导地线竖向荷载分项系数γQ3的均值为1062,导地线风荷载分项系数γQ5的均值为1797。若采用基于可靠度理论的设计方法,建议导地线各分项系数取γR=11、γG=12、γW=18,金具各分项系数取γR′=12、γQ3=12、γQ5=18。     

混凝土结构正常使用极限状态可靠度模糊概率分析

讨论了影响结构正常使用极限状态可靠度的不定性因素，提出了考虑结构正常使 用允许限值模糊性的当量随机化计算方法，并以钢筋混凝土构件最大裂缝宽度极限状 态为例说明了本文方法的应用。分析结果表明，按照本文方法，不仅可在一定程度上 简化结构正常使用极限状态可靠度的计算，而且还能确定出荷载效应和等效抗力的验 算点值，进而便于确定荷载效应和等效抗力的分项系数．建立使用极限状态的实用设 计表达式。     

钢包回转台地脚螺栓荷载分析

对钢包回转台各种工况的荷载及地脚螺栓的预紧力和工作应力进行分析。在上部结构和基础共同作用下,指出钢筋混凝土基础的不同截面和部位处于复杂的应力状态;地脚螺栓承受反复张拉荷载,可导致地脚螺栓的疲劳破坏、界面破坏和松动。按荷载效应的基本组合进行承载能力极限状态分析,按荷载效应的标准组合进行抗拉疲劳分析。提出采用许用应力设计法进行地脚螺栓的设计。考虑欠荷载系数的影响,对栓杆的变幅疲劳按常幅疲劳验算。     

既有建筑结构鉴定表达式各分项系数的确定

本文考虑14种常用的代表性的结构构件、不同的可变荷载效应与永久荷载效应的比值、3种可变荷载效应和永久荷载效应的简单组合,对既有建筑结构的鉴定表达式在不同目标使用期内的荷载分项系数和不同材料的抗力分项系数进行了优化和确定。分析结果表明,目标使用期不同,既有建筑结构的鉴定表达式各分项系数不完全相同,其结果具有一定的实际意义。     

钢筋混凝土吊车梁承载能力设计可靠度研究

钢筋混凝土吊车梁承载能力设计,因缺乏吊车荷载及组合效应的概率模型,荷载分项系数由工程经验确定,设计可靠度控制水平未知.针对吊车梁正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力设计方法,引入吊车荷载概率模型和统计结果,将基本参量无量纲化,进行设计可靠指标校核.吊车梁单向、双向抗弯设计可靠指标分别为5.79和5.87,斜截面抗剪设计可靠指标为5.31.钢筋混凝土吊车梁承载能力设计可靠指标偏高,设计偏保守.定量分析各参量对吊车梁可靠度的影响,为设计及维护提出合理建议.     

S280冷轧薄板冷弯超薄壁型钢构件设计可靠度分析

基于国内厚度不大于2mm的S280冷轧薄钢板材性数据、S280冷弯薄壁型钢构件的几何尺寸数据以及已完成的轴压、偏压、受弯构件承载力试验数据,对厚度不大于2mm的S280冷弯超薄壁型钢构件的强度不定性、几何特性不定性、计算模式不定性进行分析.采用改进的一次二阶矩法,按现有规范的抗力分项系数计算了各类基本构件在不同可能荷载组合下的可靠指标.结果表明:对于厚度不大于2mm的S280冷弯超薄壁型钢构件,当宽厚比符合规范要求时,按现有规范的抗力分项系数计算得到的可靠指标均能满足目标可靠度的要求.最后给出了厚度不大于2mm的S280冷弯超薄壁型钢的强度设计指标建议值.     

群桩基础抗力系数和安全系数的可靠度设计

针对由于群桩效应和系统效应的存在,群桩基础的可靠性分析与设计较为复杂这一问题,基于单桩可靠度分析与设计原理,考虑群桩效应和系统效应的影响,对抗力系数和安全系数进行修正,并结合桩基设计方法进行分析.研究结果表明:桩基设计方法、群桩效应和系统效应对抗力系数和安全系数影响很大.在满足目标可靠度水平条件下,当群桩效应系数和系统效应系数大于1时,可以提高抗力系数设计值,降低设计安全系数.忽视群桩效应和系统效应往往会导致设计方案过于保守,造成较大的浪费.     

在役混凝土桥梁可靠度分析

桥梁结构在环境荷载与服役荷载的共同作用下,随着龄期的延长,出现耐久性能退化、承载能力降低的现象,利用可靠度方法研究了结构抗力的时变性能.通过建立荷载效应概率模型,实现对在役混凝土桥梁可靠度的分析.采用该方法对一座服役32年的钢筋混凝土简支T型梁桥进行了分析.结果表明,评估基准期内该桥梁结构的可靠指标的降低与抗弯抗力衰减规律一致,继续服役6年后结构的抗弯可靠指标不符合要求,需进行抗弯维修加固.     

基于分项系数法的既有框架结构可靠性评估

为了对既有框架结构的可靠性进行评估,采用全随机过程模型的简化模型,根据既有结构抗力与荷载的特点,建立了既有框架结构基于分项系数法的可靠性评估表达式;随后,应用现行规范中计算目标可靠度的校准法,在不降低结构可靠性指标的前提下,推导了不同目标使用期下最优荷载和抗力分项系数的计算公式,并通过编程计算了不同目标使用期的抗力和荷载分项系数,以及不同目标使用期下的地震作用折减系数.算例表明,该评估表达式可以比较方便地应用于既有框架结构的可靠性评估.     

基于分项系数法的既有框架结构可靠性鉴定表达式的研究

采用全随机过程模型的简化模型,根据既有结构抗力与荷载的特点,建立了既有框架结构基于分项系数法的可靠性鉴定表达式,采用现行规范计算目标可靠度的校准法,在不降低结构可靠性指标的前提下,推导了不同目标使用期下最优荷载和抗力分项系数的计算公式,编制程序计算了不同目标使用期的抗力和荷载分项系数。该鉴定表达式可以比较方便的应用于既有框架结构的可靠性评估。     

考虑容许沉降影响的群桩抗力系数和安全系数的可靠度设计

利用单桩可靠度设计方法,考虑群桩效应和系统效应的影响,提出基于沉降控制条件的群桩抗力系数和安全系数的可靠度设计方法。研究了土体性质、桩型、承台、系统效应和容许沉降等因素对群桩抗力系数和安全系数的影响。结果表明:群桩抗力系数随系统效应系数的增大而增大,系统效应越强,可采用较高的抗力系数进行群桩可靠度设计;群桩抗力系数随容许沉降的增加而增大,但增长幅度逐渐减小,随容许沉降条件的放宽,群桩抗力系数设计依赖于承载力因素而非沉降因素;无黏性土、低承台条件下群桩抗力系数设计值大于黏性土、高承台条件下群桩抗力系数设计值;安全系数随系统效应系数的增大而减小,随容许沉降条件的放宽而降低。     

考虑蠕变影响的隧道围岩抗力系数计算方法

基于Winkler局部变形理论,将高速铁路隧道围岩划分为能够考虑蠕变效应的3个有限环模型。在应力应变全过程曲线的基础上,采用伯格斯(Burgers)蠕变力学模型模拟黏弹性区的蠕变变形,推导考虑围岩蠕变效应的围岩抗力系数公式。为研究红砂岩隧道衬砌设计的围岩抗力特性,以沪昆(上海—昆明)高速铁路特大断面隧道即店塘边隧道红砂岩段为工程依托,分别计算该段围岩有无考虑蠕变效应的抗力系数。研究结果表明:考虑红砂岩的蠕变效应后,围岩抗力系数有所降低;当红砂岩段围岩软弱破碎、出现塑性流动变形时,围岩抗力系数并不为0 MPa/m,围岩仍具有分担荷载的能力。这可对隧道衬砌设计提供参考。     

上海越江隧道核爆破坏效应的研究

以上海市翔殷路越江隧道工程为背景,对隧道周围土体进行动三轴试验,建立了隧道的荷载结构模型,分析了不同工况下的荷载变化情况,并基于试验得出的抗力系数,计算出各种工况下隧道主体结构的内力.结果表明：在核爆荷载作用下,土体的弹性模量和抗力系数得到显著提高;通过设置防护门,可以显著提高结构的抗核爆性能;在6级人防荷载作用下,隧道主体结构能够满足承载力要求.     

涂层织物类建筑膜材料的设计强度研究

进行了几种涂层织物类建筑膜材的拉伸强度试验,基于现有的设计规程和统计资料,对主要的力学参数进行了统计分析,为提出准确的抗力分项系数提供了数据储备.总结了现行国内外膜结构技术规程对于膜结构设计的规定,介绍了我国规程中抗力分项系数的推导过程,最后采用“校准法”求得了相应的结构失效概率,发现两类荷载组合对应的安全系数都是安全...