服役RC梁桥CFRP板加固后的动态可靠度分析

建立起服役(RC)钢筋混凝土梁桥在(CFRP)碳纤维板加固前后正常使用状态下荷载效应的均值和标准差模型;采用模糊当量法将服役RC梁桥在正常使用极限状态的挠度当量转换为在一定区间内的均匀分布函数;在此基础上建立了服役RC梁桥在CFRP板加固后的正常使用极限状态方程。结合某座加固实体工程,采用JC验算点法计算了该桥在正常使用极限状态下,加固完成时及加固后的动态可靠度指标,得到了加固完成时可靠度指标的提高量及加固完成后可靠度指标的变化规律。研究发现:用CFRP板加固现有梁桥后,1号梁仍不能满足正常使用要求,2号梁在加固后服役30年后仍不能满足正常使用要求,说明目前采取碳纤维板加固桥梁在正常使用能力可靠性方面仍有所欠缺。     

HFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究(英文)

在碳纤维和玻璃纤维混杂纤维布和预应力碳纤维加固混凝土梁试验研究成果的基础上,提出了用预应力混杂纤维加固混凝土结构的方法,并对预应力碳/芳纶纤维布加固梁的抗弯性能进行分析.利用预应力混杂纤维可以进一步提高纤维布的使用性能,减少变形并有效的抑制了裂缝的扩展,降低早期破坏的风险.混杂纤维的抗弯性能、延伸性能以及经济性均优于单一纤维.     

碳纤维加固预应力钢筋混凝梁抗弯试验研究

为进一步了解加固预应力梁的受力性能,通过试验研究了碳纤维布加固预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能,量测了各试验梁的钢筋、碳纤维和跨中截面混凝土表面的应变、梁的变形曲线、裂缝的形态和发展及正截面受弯破坏形态等;得出了试验梁的跨中荷载-挠度曲线,并且对试验结果进行了分析.试验结果表明,粘贴碳纤维布可以明显提高梁抗弯承载力,粘贴一、两层纤维布的完好梁承载力提高幅度分别为44.73%和55.81%;初始微裂缝对碳纤维布加固预应力混凝土梁的影响较小.     

预应力CFRP板加固钢板受拉疲劳性能试验研究

为较好地预测预应力碳纤维材料(CFRP)板加固钢结构的疲劳性能,采用考虑有效应力强度因子幅的Pairs公式,分析了粘贴预应力CFRP板加固钢板的疲劳裂纹扩展行为.通过粘贴CFRP板的含中心孔的预制裂纹钢板的疲劳试验,分析了应力比、CFRP板刚度、预应力及粘结胶性能等因素对疲劳裂纹扩展的影响.试验结果表明:加固后结构的疲劳寿命提高16倍以上,疲劳寿命的理论分析结果偏于保守;预应力是疲劳寿命的主要影响因素,而CFRP板和粘结胶性能的影响有限;应力比埘疲劳寿命的影响很大,因此,对交通荷载的正确预估是加固能否取得成功的基础.     

预应力碳纤维板加固系统预应力损失的研究进展

总结了国内对预应力碳纤维板加固桥梁应力损失的试验研究,主要分为预应力碳纤维板加固钢梁的应力损失试验研究和预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的应力损失试验研究,分别综述了预应力碳纤维板放张瞬间、锚固端滑移、碳纤维板徐变等情况下预应力损失大小及作用时间,并考察了预应力水平高低和钢筋混凝土开槽情况对预应力损失率的影响。     

既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型

分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式,考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况,建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型,给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标,并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析.结果表明:实例结构动态可靠度指标为1.56,承载能力属于d级,这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合,因此,计算模型合理可靠.     

预应力碳纤维布施工探索

预应力碳纤维布应用于桥梁加固领域,目前处于起步阶段,尚无成熟的施工工艺和相应的预应力碳纤维片材施工规范。结合某特大桥的预应力碳纤维布施工,对预应力碳纤维布施工方案和施工中所遇技术难题进行了阐述,结果表明,采用该方法加固的桥梁结构的承载能力和刚度均有所提高,能满足桥梁安全运营的要求。     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法,并结合工程实例,对抗拔桩可靠度指标进行分析.计算表明:考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全,不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感,荷载变异系数对可靠度指标有较大影响.此外,得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际.     

预应力碳纤维布材加固混凝土梁的受弯性研究

通过预应力碳纤维布加固梁、非预应力碳纤维布加固梁及未加固钢筋混凝土梁试件之间的对比试验,研究了不同的预应力水平对构件受弯性能的影响和作用．试验研究表明,随预应力水平的增加被加固件的开裂荷载、屈服荷载及抗弯刚度相应提高。     

降雨入渗下软岩边坡可靠度分析及其加固措施

针对边坡稳定性分析,考虑了边坡开挖、加固措施影响、地下水作用及降雨渗流的影响,以此作为评价边坡在各种可能情况下安全稳定性的基础.结合边坡可靠度遗传算法,对依托工程路堑边坡稳定性进行了分析.计算结果表明：原设计方案中锚杆格梁将对边坡稳定性有所提高,但锚杆格梁位置不合理,其考虑降雨入渗后的边坡安全系数仅为1.176,可靠度指标Pf为9.81%;优化加固方案后,边坡在降雨入渗条件下的安全系数提高到1.320,可靠度指标Pf为1.23%,加固后的边坡稳定性较好,其计算思路将对类似的降雨条件下强风化岩质边坡的稳定性分析及加固措施的优化有一定指导作用.     

土坡稳定性可靠度分析

结构的可靠度指的是结构或构件在规定的时间内,在规定的条件下具备规定功能的概率.JC法是目前一种主要的计算可靠度的方法,它适用于随机变量为任意分布下结构可靠指标的求解.介绍了结构可靠度计算的JC法的具体方法、迭代计算过程及其在土坡稳定性计算中的应用.建立了土坡稳定性可靠度分析的基本模型,并附以工程实例,用Excel进行迭代计算,验证了结构可靠度JC法在土坡稳定性分析中的可靠性及高精度.     

土坡稳定性可靠度分析

结构的可靠度指的是结构或构件在规定的时间内,在规定的条件下具备规定功能的概率.JC法是目前一种主要的计算可靠度的方法,它适用于随机变量为任意分布下结构可靠指标的求解.介绍了结构可靠度计算的JC法的具体方法、迭代计算过程及其在土坡稳定性计算中的应用.建立了土坡稳定性可靠度分析的基本模型,并附以工程实例,用Excel进行迭代计算,验证了结构可靠度JC法在土坡稳定性分析中的可靠性及高精度.     

Risk-identification-based hybrid method for estimating the system reliability of existing jacket platforms under fire

This paper proposes a risk-identification-based hybrid method for estimating the system reliability of steel jacket structures under fire.The proposed method starts with risk identification;according to the results of hazard identification and Dow’s fire and explosion index(F&EI) methodology,the most dangerous hazard sources are determined.In term of each equipment layout in steel jacket structures,fire load is imposed and elasto-plastic analysis is performed.According to the deformed state of steel jacket structures,the weakest failure mode of steel jacket structures is identified.In order to know the effect on ultimate bearing capacity of the offshore structural system,a series of elasto-plastic analyses are performed in which single failure element contained in the weakest failure mode is removed from the whole offshore platform structural system.Finally,the failure function of the steel jacket structure is generated and the failure probability of the steel jacket structure system is estimated under fire by genetic algorithm via MATLAB program.     

粒子群算法在结构非概率可靠性优化中的应用

为了解决实际工程中不确定性结构的可靠性优化问题,建立了以结构非概率可靠性指标和横截面积为约束条件、最小化结构质量为目标的优化模型.利用非概率集合理论中的凸模型方法,求出可靠性指标,提出了基于粒子群算法的结构非概率可靠性优化方法.算例分析结果表明:与参数取平均值时的结构确定性优化方法相比,容许非概率可靠性指标为零时的结构非确定性优化方法得到的结构质量误差仅为0.009%.随着容许非概率可靠性指标的增大,桁架结构横截面积及质量也相应增大;当容许非概率可靠性指标为1.5时,与梯度投影法优化结果相比,利用该方法优化后的结构质量减少了0.323%.     

基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析

为确定工程结构的随机极限承载力,结合弹性模量调整策略和摄动随机有限元法,提出一种基于弹性模量缩减法的随机极限承载力分析方法.首先利用摄动随机有限元法计算结构的随机响应量和单元可靠指标,并定义单元可靠指标均匀度和基准可靠指标,进而论证随机极限分析的比例加载条件及随机响应量的比例关系;然后通过有策略地缩减低可靠度单元的弹性模量,以模拟结构的失效演化历程,形成一系列静力容许应力场,进而根据塑性极限分析理论确定结构的失效模式及其对应的随机极限承载力.算例分析结果表明,该方法通常只需要迭代15步左右即可收敛,与蒙特卡洛法（抽样50万次）的相对误差在0.5%以内.      

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

Reliability Prediction Method Based on State Space Model for Rolling Element Bearing

Reliability analysis based on equipment’s performance degradation characteristics is one of the significant research areas in reliability research. Nowadays, many researches are carried on multi-sample analysis. But it is limited for a single equipment reliability prediction. Therefore, the method of reliability prediction based on state space model(SSM) is proposed in this research. Feature energy of the monitored signals is extracted with the wavelet packet analysis and the associated frequency band energy with online monitored data. Then,degradation feature is improved by moving average filtering processing taken as input pair model parameter of SSM to be estimated. In the end, state space predicting model of degradation index is established. The probability density distribution of the degradation index is predicted, and the degree of reliability is calculated. A real testing example of bearing is used to demonstrate the rationality and effectiveness of this method. It is a useful method for single sample reliability prediction.     

抗震结构时程可靠度的遗传模拟退火算法

针对抗震结构时程可靠度分析中功能函数为非线性程度较高的隐式函数的特点，将遗传模拟退火算法与时程分析法相结合，建立了抗震结构时程可靠度分析的遗传模拟退火算法．该算法可以充分考虑结构参数和地震动的双重随机性，可确定任意时刻结构的时程可靠指标．用此方法及Monte Callo法分析了分别受大震和小震作用的三质点钢筋混凝土结构的时程可靠度，结果表明了该方法的有效性．