混凝土结构耐久性的模糊综合评判及可靠度评价

摘要

混凝土结构已经代替砖混结构，成为现代建筑结构的主要形式。近年来，建于早期的许多建筑物在使用期限内发生严重破坏，危及人民生命财产安全，这些破坏大多是由于钢筋混凝土耐久性不足引起的。在未来一段时间内，我国将会有大量的混凝土结构构件进入老化期。耐久性失效已经构成了“全球性的混凝土耐久性危机”，进行混凝土结构耐久性及其加固修复技术研究，对延长结构使用寿命，防止重大事故发生，提高综合经济效益等方面将具有重大意义。
　　 本文在回顾以往对钢筋混凝土结构耐久性问题的研究成果的基础上，对影响钢筋混凝土结构耐久性的因素做了进一步研究，其主要内容如下:
　　 1、系统的总结了影响混凝土耐久性的因素，并用层次分析法对其进行分层，用模糊层次分析法对某钢筋混凝土梁进行耐久性评价，评价结果与实际情况相符合，说明模糊综合评价方法可操作性强、效果较好，可在混凝土耐久性评价方面广泛应用。
　　 2、介绍了可靠度鉴定的有限元概率设计(PDS)，以及可靠度理论在混凝土耐久性方面的应用。
　　 3、用大型有限元分析软件ANSYS模拟分离式钢筋混凝土梁，对裂缝宽度、深度、数量不同的梁进行模拟分析，总结裂缝对钢筋混凝土结构耐久性的影响，并对其进行可靠度评价。
　　 最后得出结论:
　　 1、基于层次分析法的模糊综合评价在混凝土耐久性评价中取得了较好的效果，模型的建立符合实际情形。模糊综合评价方法可操作性强、效果较好，可以很好地用在于混凝土结构构件的耐久性分析当中，概率分析法已经逐渐取代传统经验法和实用鉴定法，将成为未来可靠性鉴定的主要方法。
　　 2、可以用大型有限元分析软件ANSYS，模拟裂缝条件下混凝土梁的的受力情况，确定裂缝对耐久性的影响程度，并确定不同裂缝条件下混凝土梁的可靠度。结果表明，裂缝对混凝土结构构件的耐久性有不利的影响，耐久性随着裂缝宽度、深度及数量的增加而降低。对影响混凝土耐久性的其他因素，也可以用ANSYS软件来进行尝试模拟。
　　 3、裂缝对应力及位移计算结果影响的效果不是十分显著，这是因为裂缝对耐久性的影响并不是直接作用于梁上，而是主要是通过影响钢筋锈蚀，降低钢筋抗拉强度来降低钢筋混凝土梁的耐久性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究现状

1．1．1 混凝土结构的耐久性研究背景

1．1．2 在役混凝土结构耐久性中应用模糊理论的研究背景

1．1．3 对混凝土耐久性问题的国内外研究现状

1．1．4 对混凝土耐久性进行可靠度分析的研究现状

1．2 课题意义

1．3 工程结构加固技术

1．3．1 结构加固的研究背景

1．3．2 常用的混凝土结构加固方法

1．3．3 混凝土结构加固程序及加固方法的选择

1．4 本章小结

第2章 工程结构可靠度理论

2．1 工程结构可靠度

2．1．1 可靠度基本理论

2．1．2 建筑结构可靠性鉴定方法

2．1．3 可靠度鉴定的概率分析方法

2．2 有限元的概率设计(PDS)

2．2．1 基于有限元的概率设计(PDS)简介

2．2．2 PDS中的参数分布函数

2．2．3 关于ANSYS分析可靠度的问题

2．3 本章小结

第3章 多级模糊综合评价原理

3．1 模糊集的概念

3．2 模糊综合评价的基本概念

3．3 模糊层次分析法(FAHP即Fuzzy AHP)

3．4 模糊综合评价的数学模型

3．4．1 一级模糊综合评价

3．4．2 二级模糊综合评价

3．4．3 多级模糊综合评价

3．5 权向量的确定方法

3．5．1 构造判别矩阵

3．5．2 计算判断矩阵

3．5．3 一致性检验

3．5．4 计算权向量

3．6 建立模糊评价集

3．7 本章小结

第四章 混凝土耐久性的影响因素

4．1 混凝土耐久性降低的原因

4．2 混凝土耐久性的影响因素

4．2．1 构件自身承载能力

4．2．2 保护层残量碳化时间

4．2．3 外加剂

4．2．4 裂缝宽度

4．2．5 钢筋锈蚀程度

4．2．6 爆炸与撞击

4．2．7 火灾

4．2．8 建筑面层

4．2．9 环境类别

4．3 归纳混凝土耐久性的影响因素

4．4 本章小结

第五章 模糊综合评价在耐久性中的实际应用

5．1 工程概况

5．2 建立层次分析结构图

5．3 确定评价指标体系中各指标的权重

5．3．1 构造判断矩阵

5．3．2 一致性检验

5．4 本工程的综合评价指标及模糊隶属度

5．5 加固设计

5．6 本章小结

第六章 带裂缝的钢筋混凝土梁的有限元分析

6．1 钢筋混凝土梁有限元模型

6．1．1 有限元模型所用单元

6．1．2 钢筋与混凝土的组合模型及其收敛准则

6．2 钢筋混凝土梁建模

6．2．1 无缝条件下钢筋混凝土梁模型

6．2．2 单条裂缝条件下钢筋混凝土梁模型

6．2．3 三条裂缝条件下钢筋混凝土梁模型

6．2．4 两端开裂条件下钢筋混凝土梁模型

6．2．5 跨中平行于钢筋方向开裂条件下钢筋混凝土梁模型

6．2．5 模型结果归纳

6．3 后处理结果及可靠度分析

6．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)