抗力分项系数的概率极限状态设计法

针对现行规范规定的承载能力极限状态下设计表达式中存在的缺陷,基于概率极限状态设计法建立承载能力极限状态下仅有简单荷载组合作用时求解抗力分项系数的公式.在确定抗力分项系数时通过设定不同的参数数值(荷载效应组合、荷载效应比、抗力变异系数、结构破坏类型、安全等级等)及可靠度分析,对结构的承载能力极限状态进行研究,求出与结构可靠指标一一对应的抗力分项系数.     

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.     

基于随机有限元法的非机动车钢桥摩擦型高强螺栓可靠性分析

摩擦型高强螺栓连接是实现全拆装非机动车钢结构桥梁快速装配化建设的重要构件之一。为研究非机动车钢结构桥梁高强螺栓连接的可靠性能,首先,采用有限元方法建立高强螺栓数值模型,并对模拟方法进行了准确性分析;其次,在此基础上,利用响应面随机有限元法研究了随机变量对高强螺栓结构性能响应的影响,通过随机车流程序计算了非机动车桥梁荷载效应;最后,利用可靠度设计方法研究了钢板梁高强螺栓的抗力分项系数。结果表明：随机变量变异性对高强螺栓不同目标性能有不同程度影响,非机动车荷载作用下的钢桥高强螺栓设计承载力要稍高于现行规范理论公式计算值。     

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。     

混凝土剪力墙受剪承载力可靠度分析

针对我国规范未对剪力墙受剪承载力可靠指标进行校准,本文研究钢筋混凝土剪力墙受剪承载力的可靠度水平.根据剪力墙抗剪公式所依据的试验及试件情况,收集并筛选截面型式、混凝土类型、配筋型式、破坏形态等方面与其一致的74片剪力墙试验数据,对试件承载力的试验值与规范公式计算值进行分析,得出剪力墙受剪承载力计算模式不定性统计参数,进而得出抗力统计参数和概率分布类型;采用考虑基本变量概率分布类型的验算点法进行可靠指标计算.结果表明:现行规范剪力墙受剪承载力可靠指标低于目标可靠指标3.7的要求,其中荷载效应比、剪跨比、轴向压力、配筋率、混凝土强度等级对可靠指标影响较小,风荷载与永久荷载效应比对可靠指标影响较大,分布钢筋采用HPB300时的可靠指标在同等条件下较小.为保证剪力墙受剪承载力可靠指标满足目标可靠指标要求,引入承载力调整系数0.95对现行计算公式进行修正,修正后计算公式的可靠指标均值为3.738.     

基于桥梁新旧设计规范变化的汽车荷载效应分析

为掌握和了解桥梁新旧设计规范变化对汽车荷载效应影响和变化规律,以简支空心板梁与T梁作为研究模型,分析了跨径、车道折减、荷载横向分布系数以及荷载加载方式等对汽车荷载效应的影响和变化规律;同时将新旧规范中的汽车荷载模式直接加载到不同跨度的桥梁上,获得了简支梁与T梁内力效应,提出了各类汽车荷载模式和各类桥梁结构型式的作用效应关系,为设计人员分析汽车荷载效应影响和变化规律提供了一种计算方法.     

钢板加固受弯构件的可靠度分析

为了研究受弯构件钢板加固后的可靠性,利用概率方法对《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)中矩形截面受弯构件的钢板加固进行了分析。通过Monte-Carlo法获得了加固后构件抗力的统计参数:均值为1.696、标准差为0.543、变异系数为0.320。针对不同ρ值及汽车运行状态分析了加固后构件可靠指标的分布规律,结果表明:受抗力变异性增大的影响构件可靠指标略低于《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)的要求,加固设计方法对汽车荷载提级增幅较大的构件安全设置水准较大。     

旧钢筋混凝土简支梁桥承载潜力因素分析

在考虑了影响旧桥承载力的不利因素的基础上,分析了对旧钢筋混凝土简支梁桥承载潜力有利的几种因素,包括未意识到的连续性、约束性、组合作用、菏载横向分布、混凝土强度和钢筋强度变异性等,通过室内缩尺模型及实桥菏载试验的结果,给出了各潜力因素影响系数的初步定量表示,并把这些影响系数体现在菏载效应和抗力效应的表达式中,在已有的旧桥评定方法基础上,提出了考虑旧桥承载潜力的修正公式,并结合工程实例说明了使用该修正公式进行旧桥评定的步骤,旨在为旧桥改造提供理论依据。     

在役桥梁实测荷载横向分布系数研究与应用

实测荷载横向分布系数是桥梁荷载试验的重要内容,该指标是评定桥梁横向传力性能的主要依据。结合某装配式空心板桥的跨中挠度测试结果,讨论了基于实测挠度计算荷载横向分布系数的方法。计算结果表明,《公路桥梁承载能力检测评定规程》（送审稿）建议的实测荷载横向分布系数计算公式没有考虑横向布载车辆数的影响,在静载数据处理中应予以修正。     

钢筋混凝土连续梁受弯承载力可靠性分析

由于钢筋混凝土连续梁的作用荷载、材料、几何特征等具有随机性,使其荷载效应、抗力也具有随机性.针对钢筋混凝土连续梁受弯承载力可靠性,采用Monte-Carlo(蒙特卡洛)法抽样进行计算,定性分析了荷载效应比、材料强度、楼面荷载类型等对钢筋混凝土连续梁受弯承载力可靠度指标的影响.研究结果表明:随荷载效应比增大,连续梁可靠指标减小;随材料强度增加,连续梁的可靠指标变化不明显;楼面活荷载类型对连续梁可靠指标有影响.     

运营期桥梁承载能力评定方法研究

为了保证桥梁运营期结构安全,对一座简支变连续T梁桥的承载能力进行评定,开展了桥梁技术状况检查工作,确定了桥梁构件的缺损状况,同时使用有限元软件建立计算模型,进行组合荷载作用下桥梁结构检算分析,确定该桥原设计的效应与抗力,结合技术状况检查结果对桥梁的实际承载能力进行评定.     

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.     

在役钢筋混凝土桥梁的可靠度分析及其寿命预测

针对既有钢筋混凝土桥梁的特点,建立了结构抗力的衰减模型,并利用结构荷载的模型及目标可靠指标来预测其寿命。应用所研究的方法对一座钢筋混凝土桥梁的承载能力可靠度进行了分析和评估,为该桥的维修加固决策提供了重要的依据。     

军用桥梁疲劳可靠性设计方法和分项系数

为了提高军用桥梁的性能,应用可靠性理论对军用桥梁的疲劳抗力和荷载效应进行分析,对8种军用桥梁的疲劳可靠度进行了校准计算。采用加权平均法定出疲劳目标可靠度指标,推导了疲劳设计公式,并给出各分项系数的建议值。计算结果表明,该方法简单易行,可供新一代设计准则的修订时参考。     

公路桥梁新旧规范汽车荷载及效应对比研究

文章对比分析了15规范、04规范在汽车荷载方面的异同,分别从汽车荷载标准值、横向车道布载系数、组合值系数等方面阐述新旧规范的规定.同时,选取我国公路桥梁常见标准跨径空心板梁为样本,将新旧规范的汽车荷载在这些样本桥梁上加载,得到简支板梁汽车荷载效应、内力组合、配筋量,并进行对比.研究结果表明,与旧规范相比,新规范对于中小跨径公路桥梁的设计汽车荷载显著增大,荷载组合更趋合理,桥梁安全储备更高.     

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。     

考虑P-Δ效应的陡坡段桥梁双桩结构受力分析

深入分析了陡坡段桥梁桩基受力的P-Δ效应形成机理.依据土压力理论与弹性地基梁理论,通过对坡体剩余下滑力和土体抗力的合理简化,建立了陡坡段桥梁双桩结构体系的桩土相互作用模型.在此基础上,导出不同特征桩段微分方程的幂级数解答,从而提出了一种可考虑P-Δ效应的陡坡段桥梁桩基受力计算方法.与文献算例对比分析表明了该方法的合理性.最后,对双桩结构内力与位移的影响因素及其敏感性进行了探讨,结果表明:前桩P-Δ效应的影响不容忽视,当桩顶荷载水平及地基抗力比例系数相同时,后桩桩身最大弯矩比前桩大,且最大弯矩作用面均位于边坡滑动面附近,陡坡上的桥梁桩基同样具有嵌固深度效应.     

基于可靠度理论考虑验证荷载的既有桥梁评估分项系数研究

为准确评定既有桥梁的运营安全性能,基于可靠度与贝叶斯更新理论提出了综合考虑评估基准期与历史服役荷载的评估分项系数取值方法.根据5种不同风险准则确定相应基准期下目标可靠度,利用抗力优化法对构件进行评估分项系数取值分析,引入贝叶斯更新理论分析考虑历史服役荷载的评估分项系数取值,并与规范法、设计值法计算的评估系数在某一简支T...     

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.     

砂卵石地基挖孔桩单桩竖向承载力可靠性分析

为了使挖孔桩设计由定值设计法过渡到概率极限状态设计法,适应基础规范改革的需要,对沈阳城区36根人工挖孔桩试桩的承载力特征值的无量纲随机变量进行统计分析,利用无量纲随机变量的极限状态方程和校准法对人工挖孔桩竖向承载力进行了可靠性研究。研究结果表明:挖孔桩承载力特征值的试计比服从对数正态分布,荷载效应比和荷载组合形式对可靠指标的影响较大,挖孔桩承载力特征值的目标可靠指标可按不同荷载组合取不同的值,抗力概型分布对可靠指标的影响较小,该结果对辽宁省地方地基基础规范挖孔桩设计的改革具有一定的参考价值和指导意义。