海洋环境下钢筋混凝土构件抗力随时间变化模型研究

考虑混凝土强度变化、钢筋锈蚀过程、混凝土碳化和钢筋锈蚀引起的混凝土与钢筋之间粘结能力的改变等因素,建立了高桩码头钢筋混凝土构件抗力随时间变化的随机过程模型。通过算例研究了混凝土碳化、氯离子侵蚀、混凝土强度、构件所处水位等对高桩码头钢筋混凝土构件抗力的影响。并提出海洋环境条件和使用荷载作用下钢筋混凝土构件的累积损伤、裂缝宽度计算方法、裂缝宽度对氯离子侵蚀速度的影响、以及钢筋混凝土码头健康状态诊断方法等。     

海洋环境下在役钢筋混凝土构件抗弯可靠度的预估方法

在腐蚀介质作用下,在役钢筋混凝土构件抗弯承载能力逐步衰减、安全可靠性不断降低。基于海洋环境下钢筋混凝土受弯构件力学性能的劣化规律,提出了在役钢筋混凝土构件抗弯可靠度的预估方法,可为海洋环境下在役钢筋混凝土结构耐久性评估及维修决策提供理论依据。     

不同环境条件下考虑荷载影响的氯离子扩散模型

钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土构件耐久性破坏的重要因素之一,氯离子侵蚀是海洋环境下钢筋锈蚀的首要因素。根据相关文献给出的不同海洋环境、不同荷载水平作用下混凝土中氯离子扩散的实验数据,通过拟合给出氯离子扩散荷载影响系数与构件应力状态之间的关系式及混凝土表面氯离子浓度随时间变化的统计公式,建立了考虑荷载影响的氯离子扩散模型。多组现场实测数据检验表明,建立的考虑荷载影响的氯离子扩散模型是合理的,具有较好的适用性与实用性。     

考虑抗力时变特性的高桩码头结构全寿命可靠度分析

由于受海域自然环境、使用条件和内部材料等因素的影响,高桩码头构件易产生钢筋锈蚀、混凝土劣化、钢筋与混凝土间粘结力降低等现象,会使钢筋混凝土构件的抗力随时间不断降低,作用荷载随时间也不断发生变化.本研究将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,将其转化为设计使用期内年极值的随机变量,采用JC方法计算结构物的可靠度指...     

氯盐环境下钢筋混凝土构件抗力的时变概率模型

氯盐环境下,钢筋混凝土结构的耐久性问题十分突出。其中,钢筋锈蚀、混凝土强度降低以及钢筋与混凝土之间的粘结性能退化是影响结构长期承载能力的最关键因素。在探讨钢筋混凝土构件长期承载力退化的过程中,大部分学者认为可采用结构的初始抗力与某一衰减函数之间的乘积来量化其抗力随时间的变化规律,结构抗力的概率分布的统计参数(均值、标准差)也相应的采用上述衰减函数进行拟合。事实上,均值和标准差随时间的变化规律并不相同,需要分别研究其各自的时变规律。文章将既有钢筋锈蚀、混凝土强度、钢筋混凝土粘结性时变模型中的主要影响参数(如:抗压强度、W/C等)均作为随机变量,提出了氯盐环境下钢筋混凝土结构抗力退化的随机模拟方法。基于该方法,对构件抗力概率分布的均值和标准差采用不同的时变函数进行拟合,建立了构件抗力的时变概率模型。以天津地区某高桩码头工程项目为例,通过上述随机模拟方法,计算得到了不同时刻下不同重要构件抗力的概率分布和统计参数。在此基础上,采用基于区段离散化思想的时变可靠度分析方法,评估了实例高桩码头中各重要构件在服役期内的时变可靠度。     

海港码头剩余寿命预测

采用氯离子侵蚀作用下钢筋锈蚀速率模型,结合现阶段结构劣化规律研究成果,建立了海港码头使用环境下的构件承载力退化模型,提出应用时变可靠度理论解决抗力时变下码头可靠度计算问题。研究成果可用于海港码头剩余寿命的预测。     

钢筋混凝土结构钢筋锈蚀模型及影响因素分析

在海洋环境下,钢筋混凝土构件的物理、力学特性随时间发生明显变化,使结构的安全度降低。影响钢筋混凝土构件耐久性的主要原因是钢筋锈蚀。关于钢筋锈蚀计算,有多种计算模型,不同计算模型的计算结果存在着较大差异,计算模型中相关参数的取值也有很多不同研究成果。本文通过算例,对各种模型及其相关参数的影响进行比较分析,可为钢筋混凝土结构耐久性设计和开展进一步研究工作提供参考。     

港口与海岸工程结构全生命周期概率设计

在港口与海岸工程结构整个生命期内,环境条件和结构系统的状态均会随时间发生变化。结构系统状态变化主要包括:由环境条件作用产生的结构累积损伤(或变形或位移)、钢或钢筋混凝土构件锈蚀、地基冲刷或淤积、地基物理力学指标降低或提高等。文中提出了考虑整个生命周期内环境条件和结构系统状态变化的工程结构全寿命周期概率设计的概念,并结合沉箱式防波堤在长期波浪作用下累积滑移概率分析和考虑钢筋混凝土结构构件抗力随时间变化的钢筋混凝土结构可靠度分析,在工程结构全寿命周期概率设计理论方面进行了初步探讨,为该课题的深入研究提供参考。     

基于ANSYS的高桩框架码头可靠度分析

随着可靠度在结构设计中运用的增加,对于码头结构可靠度分析问题引起了人们的广泛关注。本文结合典型高桩框架码头工程,基于大型通用有限元软件ANSYS建立码头非线性有限元模型,从结构材料性能和几何尺寸等方面选取影响极限承载力的概率统计参数,将非线性有限元法与响应面法相结合,拟合出的以码头整体极限承载力为抗力和以堆货荷载为荷载效应的响应面,运用蒙特卡罗法进行框架码头整体可靠度计算分析,探讨了该方法的可行性和应用特点。     

基于可靠度的码头构件残余承载力评估

评估钢筋混凝土构件的残余承载力是结构耐久性分析的重要内容。重点阐述了运用结构可靠度原理进行钢筋混凝土码头构件残余承载力评估的方法及可行性，提出了影响钢筋混凝土构件残余承载力的关键因素。     

基于现场检测数据的海工混凝土强度经时变化规律研究

混凝土的强度是直接影响结构承载力的重要参数，其经时变化规律是建立结构抗力变化模型的基础。针对海洋环境下混凝土结构受环境和荷载共同作用，随服役时间推移而出现的劣化损伤问题，本文共收集110例中国南方沿海服役1～35 a港口码头的检测案例，以混凝土实测数据为基础，采用相关分析和回归分析对海工混凝土强度随时间变化规律开展研究，明确了回弹法和钻芯法检测混凝土强度的相关性，获得了混凝土强度经时变化的计算模型，为海工混凝土结构安全性评估提供重要参考依据。     

梁板式高桩码头极限承载力概率分布

极限承载力概率分布是结构可靠度计算要解决的主要问题之一。针对在役高桩码头结构安全评估问题,选择结构材料性能参数与几何尺寸参数为随机变量,基于非线性有限元数值模型,采用蒙特卡罗法建立典型梁板式高桩码头极限承载力概率分布模型及统计参数。研究了水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布及损伤位置、损伤程度和损伤数量对高桩码头极限承载力概率分布及统计参数的影响。结果表明:水平荷载作用下无损结构的极限承载力概率分布为正态分布,损伤位置、损伤程度和损伤数量不影响结构极限承载力的概率分布。在水平荷载作用下计算损伤结构的可靠指标时,可以采用无损结构极限承载力概率分布及统计参数进行计算。     

水下波能装置的波致弹性变形研究（英文）

Structural integrity has remained a challenge for design and analysis of wave energy devices. A difficulty in assessment of the structural integrity is often laid in the accurate determination of the wave-induced loads on the wave energy devices and the repones of the structure. Decoupled hydroelastic response of a submerged, oscillating wave energy device to extreme nonlinear wave loads is studied here. The submerged wave energy device consists of an oscillating horizontal disc attached to a direct-drive power take-off system. The structural frame of the wave energy device is fixed on the seafloor in shallow water. Several extreme wave conditions are considered in this study. The nonlinear wave loads on members of the submerged structure are obtained by use of the level I Green-Naghdi equations and Morison's equation for cylindrical members.Distribution of Von Mises stresses and the elastic response of the structure to the extreme wave loads are determined by use of a finite element method. The decoupled hydroelastic analysis of the structure is carried out for devices built by four different materials, namely stainless steel, concrete, aluminium alloy, and titanium alloy. The elastic response of these devices is studied and results are compared with each other. Points of maximum stress and deformations are determined and the structural integrity under the extreme conditions is assessed. It is shown that the proposed approaches provide invaluable information about the structural integrity of wave energy devices.     

最优截面法在工程设计中的应用

介绍一种构件截面尺寸的确定方法——最优截面法。通过最优截面法,可以依据钢筋及混凝土的现行价格对截面尺寸进行计算,计算出最优构件截面尺寸和配筋面积组合,达到节约工程造价的目的。     

Damage detection in offshore structures using neural networks

This paper discusses the damage detection in offshore jacket platforms subjected to random loads using a combined method of random decrement signature and neural networks. The random decrement technique is used to extract the free decay of the structure from its online response while the structure is in service. The free decay and its time derivative are used as input for a neural network. The output of the neural network is used as an index for damage detection. It has been shown that function N is effective in damage detection in the members of an offshore structure. Experimental studies conducted on a reduced model for a real jacket structure with geometrical scale of 1:30 are used. The applied loads were random loads. Two different load spectra were used: White noise, and Pierson-Moskowitz.     

不均匀沉降影响下的方块码头胸墙内力有限元分析

针对方块码头普遍存在的不均匀沉降问题,进行不均匀沉降影响下的胸墙内力数值分析。通过有限元软件ANSYS的静力求解模块及接触分析方法,计算得出不均匀沉降影响后在自重及使用期荷载作用下的胸墙内力。结果表明,不均匀沉降影响后的方块码头胸墙内力将显著增加。因此,必须采取一些设计和施工的措施来减小不均匀沉降对方块码头胸墙的影响。     

受工业盐腐蚀的码头结构改造技术

为保证装卸工业盐码头结构的耐久性,码头改造设计中采用了防治工业盐污染和腐蚀的多项工程措施。在结构型式上,采用纵向简支带肋面板,钢筋受到较好保护,并降低构件的荷载应力;在构件之间缝隙等处采用防盐污染构造措施,在混凝土材料方面用控制水胶比和胶凝材料用量、掺外加剂等措施,提高混凝土的密实性、抗渗性、耐蚀性和耐磨性等性能。