基于随机过程锈蚀钢管混凝土构件可靠性分析

摘要

本文通过理论分析，系统地研究了腐蚀环境下钢管混凝土构件承载力衰变规律和腐蚀对构件可靠性的影响。主要工作如下：
　　（1）通过对国内外腐蚀钢构件和锈蚀钢管混凝土研究现状进行分析，结合中国国情，设计了基于Markov Chain Monte Carlo（MCMC）法锈蚀钢管混凝土构件可靠性模型。
　　（2）在收集、整理大量参考文献及资料的基础上，对钢管混凝土构件腐蚀失效的原因进行分析，提出了三种主要的钢管混凝土构件腐蚀形式。
　　（3）介绍了韩林海根据负载比、韧性指数等参数，通过有限元建模建立的均匀腐蚀和长期荷载作用下圆钢管混凝土构件极限承载计算公式。
　　（4）结合双剪统一强度理论，Mises屈服准则，依据断裂力学知识，建立了局部腐蚀环境下钢管混凝土构件极限承载力计算公式。
　　（5）利用均匀腐蚀和局部腐蚀下钢管混凝土构件极限承载力公式，辅以算例，得到了非时变过程下钢管混凝土构件轴压极限承载力衰变曲线，并对影响钢管混凝土构件极限承载力的参数进行参数分析。
　　（6）以均匀腐蚀深度作为均匀腐蚀钢管混凝土构件时变特征量。通过参数估计法与MCMC法分别建立了均匀腐蚀深度预测模型，并与实测数据对比。理论分析结果表明：MCMC法能够较好地模拟均匀腐蚀下钢管混凝土构件腐蚀深度的增长。
　　（7）以最深锈坑深度和锈蚀活性点个数作为局部腐蚀下钢管混凝土构件时变特征量，通过MCMC法得到了最深锈坑深度和锈蚀活性点个数的预测模型。通过预测模型，得到了不同时间节点下的最深锈坑深度和锈蚀活性点个数。并与实际值做对比。对比结果表明：MCMC法的到的预测模型能够较好地模拟腐蚀深度增长和锈坑个数增长。
　　（8）在均匀腐蚀深度、最深锈坑深度和锈蚀活性点个数预测模型的基础上建立时变过程下均匀腐蚀和局部腐蚀下钢管混凝土构件极限承载力公式，并用matlab软件进行仿真模拟，探究锈蚀钢管混凝土构件时变极限承载力衰变规律。
　　（9）确定均匀腐蚀和局部腐蚀下钢管混凝土构件可靠性评价参数，建立了均匀腐蚀和局部腐蚀下钢管混凝土构件可靠性失效状态函数，运用蒙特卡洛模拟法，得到了时变失效概率曲线，并对参数进行敏感性分析。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 目前研究存在的问题

1.4 研究主要内容及技术路线

第二章 钢管混凝土构件腐蚀失效原因及机理分析

2.1 钢管混凝土构件失效原因分析

2.2 钢管混凝土构件腐蚀形式

2.3 钢管混凝土构件腐蚀原因

2.4 本章小结

第三章 非时变状态下锈蚀钢管混凝土极限承载力分析

3.1 非时变过程下均匀腐蚀钢管混凝土极限承载力

3.2 非时变过程下局部腐蚀钢管混凝土极限承载力

3.3 算例

3.4 本章小结

第四章 时变过程下钢管混凝土构件均匀腐蚀与局部腐蚀特征量的时变解

4.1 马尔科夫链蒙特卡洛法

4.2 均匀腐蚀钢管混凝土构件时变模型

4.3 局部腐蚀钢管混凝土构件时变模型

4.4 本章小节

第五章 时变过程下钢管混凝土构件均匀腐蚀与局部腐蚀可靠性分析

5.1 基于蒙特卡洛法均匀锈蚀钢管混凝土构件可靠性模型

5.2 基于蒙特卡洛法的局部锈蚀钢管可靠性模型

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历

致谢