持续荷载与氯离子共同作用下RC梁抗弯试验研究

开展了超载和氯离子侵蚀共同作用下RC梁的抗弯破坏试验,研究了荷载等级对RC梁钢筋锈蚀率、挠度以及剩余承载力的影响。首先,进行无氯离子侵蚀作用梁的抗弯极限承载能力试验,并基于规范对挠度的规定确定了RC梁超载状态与正常使用荷载状态之间的界限。在此基础上,采用电化学的方法实现钢筋的加速锈蚀,并进行了正常使用荷载状态及两级超载作用下RC梁受氯离子侵蚀后的抗弯试验。结果表明,超载对钢筋的腐蚀,挠度的增长有放大作用,对承载力的减小有着明显的影响。实际工程中的结构绝大多数都是承受荷载与腐蚀的共同作用,在对结构进行耐久性评估时,应同时考虑以上两种因素。

基于体系可靠度的钢桁梁结构优化设计

建立钢桁梁结构体系可靠性优化的数学模型,在常规优化模型的基础上,以纵梁和横梁的弯曲失效、腹杆拉应力和屈曲失效为主要失效模式,采用β约界法构建出相关性较低的构件并组建成失效树。提出适用于钢桁梁结构的体系可靠性优化方法,该方法采用神经网络方法求解具有隐式功能函数复杂结构的体系可靠度,然后将体系可靠度通过罚函数的方式引入到个体适应度计算中,通过遗传算法实现体系可靠性优化。采用2种优化方案对某悬索桥钢桁梁结构进行体系可靠性优化分析。研究结果表明:该结构最初失效状态主要表现为腹杆的压应力屈曲失效,最终失效状态表现为纵梁和横梁跨中弯曲失效;2种方案的优化结果都表现为纵、横梁截面面积的减小和腹杆截面面积的增加,这表明该结构的纵梁和横梁的抗弯刚度较大,而腹杆屈曲强度储备稍不足。

基于混合算法的大跨度斜拉桥可靠度评估

为研究大跨度预应力混凝土(PC)斜拉桥的可靠度评估问题,提出了适用于大跨度PC斜拉桥这类复杂结构可靠性分析的混合算法。该方法综合运用了有限元分析(FEA)、径向基函数(RBF)神经网络、遗传算法(GA)和Monte Carlo重要抽样(MCIS)方法,并对算法中的关键步骤(RBF神经网络的初始样本点设计方法、MCIS的抽样中心点位置等)进行了改进,使结构分析模块与可靠度计算模块智能结合。利用数值算例的可靠度分析对该算法的有效性进行了验证。最后,以一座主跨为420 m的双塔PC斜拉桥为工程背景,进行了正常使用极限状态下的可靠度分析。参数分析表明:在汽车荷载作用下,该斜拉桥的主梁跨中位移超限失效概率比最长斜拉索强度失效概率高;汽车荷载的均值和标准差是影响斜拉桥可靠度的重要因素;随着汽车荷载均值系数的增大,主梁跨中位移超限失效的可靠指标下降的趋势较为显著。