坑蚀钢筋疲劳寿命预测的等效表面缺陷模型

有效预测坑蚀钢筋的疲劳寿命是一个复杂且与工程实践相关的问题,基于已有试验和理论研究成果提出了预测坑蚀钢筋疲劳寿命的等效表面缺陷模型。综合考虑锈坑长度、宽度和深度对应力集中系数的影响,提出锈坑处应力集中系数修正公式。考虑裂纹萌生寿命、短裂纹扩展寿命和长裂纹扩展寿命,将钢筋锈坑通过锈坑深宽比和长宽比等效为钢筋表面初始缺陷;利用具有表面缺陷钢筋的疲劳寿命计算公式,结合应力集中系数的影响,预测坑蚀钢筋的疲劳寿命。利用试验数据对模型参数进行回归,分别预测了带有半椭圆形锈坑和三角形锈坑的钢筋的疲劳寿命,疲劳寿命预测值与试验值吻合较好,从而验证了所提出的坑蚀钢筋疲劳寿命预测模型的正确性。

基于钢筋坑蚀效应的近海隔震桥梁易损性分析

为了研究近海隔震桥梁在全寿命周期内锈蚀损伤后的抗震性能,对近海隔震桥梁进行基于钢筋坑蚀效应的地震易损性分析。考虑海蚀环境中氯离子对钢筋混凝土结构的腐蚀作用,建立钢筋坑蚀效应概率模型,结合拉丁超立方抽样方法建立近海隔震桥梁在不同服役年限下的随机样本模型。选取墩顶漂移率和支座剪应变分别作为墩柱和隔震橡胶支座的损伤指标,采用Pushover分析计算墩柱的损伤指标限值,利用增量动力分析(IDA)方法对随机样本模型进行非线性时程分析,提取样本模型在不同地震动作用下的响应值,采用回归分析得到近海隔震桥梁构件的概率地震需求模型。通过基于传统可靠度概率的易损性分析方法构建桥梁墩柱和隔震橡胶支座在全寿命周期内的易损性曲线,并结合一阶可靠度理论得到近海隔震桥梁在全寿命周期内的整体易损性曲线,评估其在全寿命周期内的抗震性能。结果表明:氯离子的腐蚀会导致桥梁墩柱的抗震性能不断降低,各构件达到不同极限破坏状态的超越概率逐渐变大,结构整体易损性曲线超越概率逐渐增大;相比于初始服役时,经过钢筋锈蚀80年后,严重破坏、完全破坏状态时结构的超越概率上限值增幅分别可达12%、10%,而超越概率下限值相比于初始服役增幅分别达到14%、12%。