环境作用下钢-混凝土组合梁全寿命设计方法初探

摘要

国家“十一五”发展规划纲要明确指出，要建立资源节约型社会，落实在工程建设中，就是要将全寿命设计的观念深入设计者的心中。钢-混凝土组合梁的全寿命设计应包涵三方面内容:时间指标、性能指标和经济指标。钢-混凝土组合梁的全寿命设计就是要把这三方面联系起来，用时间指标作为指导，性能指标作为分析手段，经济指标作为优化目标来进行设计。因此，本文建立了钢-混凝土组合梁的全寿命周期研究框架，并研究了时间指标、性能指标、经济指标的内涵和计算方法，形成了钢-混凝土组合梁耐久性设计方法框架。具体研究内容如下:
　　1)建立了钢-混凝土组合梁全寿命周期研究的基础框架，分析钢-混凝土组合梁核心指标体系间的关系。
　　2)研究了钢-混凝土组合梁全寿命使用寿命指标内涵，主要包括三方面内容:技术性使用寿命，功能性使用寿命，经济性使用寿命。在技术性层面上，我们考虑结构的设计使用寿命、剩余使用寿命和耐久性使用寿命。建立了耐久性退化模型，分析了基于钢梁涂层失效、栓钉开始锈蚀、混凝土保护层失效的耐久性使用寿命。
　　3)分析了钢-混凝土组合梁的可靠性能指标，包括安全性指标，适用性指标，耐久性指标。其中安全性和适用性是对结构在某个时间点的性能分析，而耐久性指标其实是考虑了材料、作用、环境等多方面因素的耐久安全性和耐久适用性指标。
　　4)研究了钢-混凝土组合梁的经济指标内涵，建立了钢-混凝土组合梁全寿命机构成本效益构成，包括初建成本、检测成本、维护维修成本和失效成本，并得到钢-混凝土组合梁全寿命成本公式。
　　5)分析了钢-混凝土组合梁耐久性设计方法内涵，基于钢-混凝土组合梁全寿命时间、性能、经济三大指标，初步探索了钢-混凝土组合梁耐久性设计方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 工程结构全寿命内涵

1．3 工程结构全寿命设计方法的国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 钢-混凝土组合梁全寿命设计方法的研究现状

1．5 本文研究内容

1．5．1 课题背景

1．5．2 研究的主要内容和思路

第2章 钢-混凝土组合梁的全寿命周期研究理论框架

2．1 引言

2．2 钢-混凝土组合梁全寿命设计目标体系框架

2．2．1 钢-混凝土组合梁全寿命设计的核心目标层次

2．2．2 钢-混凝土组合梁全寿命设计的绿色目标层次

2．3 钢-混凝土组合梁全寿命设计指标体系框架

2．3．1 钢-混凝土组合梁全寿命设计的核心指标层次

2．3．2 钢-混凝土组合梁全寿命设计的绿色指标层次

2．4 本章小结

第3章 钢-混凝土组合梁的使用寿命指标分析

3．1 引言

3．2 钢-混凝土组合梁的使用寿命指标内涵

3．3 钢-混凝土组合梁的设计使用寿命

3．4 钢-混凝土组合梁的剩余使用寿命

3．5 钢-混凝土组合梁的耐久性使用寿命

3．5．1 钢-混凝土组合梁的耐久性退化模型

3．5．2 钢-混凝土组合梁的耐久性使用寿命预测方法

3．6 算例分析

3．7 本章小结

第4章 钢-混凝土组合梁的可靠性能指标分析

4．1 引言

4．2 钢-混凝土组合梁的安全性指标

4．2．1 安全性指标内涵

4．2．2 承载力极限状态

4．2．3 基于安全性的目标可靠度指标

4．2．4 基于安全性的一般可靠度理论分析

4．3 钢-混凝土组合梁的适用性指标

4．3．1 适用性指标内涵

4．3．2 正常使用极限状态

4．3．3 基于适用性的目标可靠度指标

4．3．4 基于适用性的一般可靠度理论分析

4．4 钢-混凝土组合梁的耐久性指标

4．4．1 耐久性指标内涵

4．4．2 耐久性极限状态

4．4．3 基于耐久性的目标可靠度指标

4．4．4 基于耐久性的时变可靠度理论分析

4．4．5 基于时变可靠度的耐久性分级

4．5 算例分析

4．6 本章小结

第5章 钢-混凝土组合梁的经济指标分析

5．1 引言

5．2 钢-混凝土组合梁的经济指标内涵

5．2．1 钢-混凝土组合梁的成本效益构成

5．2．2 钢-混凝土组合梁的全寿命经济主要参数分析

5．3 钢-混凝土组合梁全寿命机构成本分析

5．3．1 初建成本

5．3．2 检测成本

5．3．3 维护维修成本

5．3．4 失效成本

5．3．5 钢-混凝土组合梁的全寿命成本

5．4 算例分析

5．5 本章小结

第6章 基于全寿命成本的钢-混凝土组合梁耐久性优化设计

6．1 引言

6．2 基于全寿命成本的钢-混凝土组合梁耐久性设计方法框架

6．3 算例分析

6．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢