氯盐干湿环境下受弯横向裂缝对钢筋混凝土耐久性影响

为了研究持续开裂状态下横向裂缝对钢筋混凝土结构耐久性的影响特性,开展了8根受弯开裂钢筋混凝土梁构件的盐溶液干湿循环试验;借助无损检测技术和破损实测方法,分别对氯离子侵入量、钢筋半电池电位、腐蚀电流密度以及平均锈蚀率等进行了对比分析。研究结果表明,裂缝的存在将提高混凝土的渗透性,裂缝处及周围混凝土内的氯离子含量明显增大;对于一定裂缝分布状况的钢筋混凝土试验梁,内部钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度以及平均锈蚀率均高于裂缝自愈及无裂缝的试验梁,并受到保护层厚度与裂缝开展状态的影响,其影响规律可用单位长度内的平均裂缝宽度与保护层厚度的比值wm/c来进行综合评价。综合试验结果,初步建议海洋干湿侵蚀环境下钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度wmax宜小于0.003 3 c,相关结论可为海洋混凝土结构的耐久性设计提供参考。     

结构系统可靠性计算的方向概率法

通过随机空间的映射变换,将多个失效模式的失效面统一变换到随机独立的标准正态空间(Gauss空间)内,利用该空间球坐标沿其径向的X^2分布特性,计算系统失效域上的失效概率。由于无需进行模式间相关性的近似分析,因而提高了系统失效概率的计算精度。两种结构的可靠性分析算例表明,该方法实用性强,操作性好,精度较高,对于有高度非线性失效面方程的可靠性计算问题亦有很强的适应性。     

Reliability-Based Load and Resistance Factors Design for Offshore Jacket Platforms in the Bohai Bay： Calibration on Target Reliability Index

The target reliability index has been effectively used as the best solution to deal with the relationship between the structural safety and the optimal economy in any structural design.However,the target reliability index for offshore jacket platforms based on different sea areas in China has never been calibrated.This paper presents an approach for its calibration,and suggests many kinds of associated load cases.The uncertainties of loads and structural resistance are mainly investigated.The target reliability index for structural components,tubular joints and piles of offshore jacket platforms are discussed respectively in detail.Finally,through the calibrated results from the offshore jacket platforms of QK18-1,JZ20-2,SZ36-1 and BZ28-1 in the Bohai Bay,it is proposed to adopt 2.8 as the target reliability index of offshore jacket platforms in the Bohai Bay for a 25-year design period.The results provide significant reference for the design of offshore jacket platforms.     

基于可靠度深海浮式平台加筋板优化设计方法

加筋板是深海浮式平台的主要组成部分,其设计的合理性直接关系到平台整体经济性和安全性,提出一种基于可靠度的加筋板优化设计方法。首先,分析深海浮式平台加筋板的失效模式,得到其极限状态方程,以此为基础采用验算点法计算可靠度指标值,将该可靠度指标值作为结构优化设计的控制参数,得到加筋板的优化设计数学模型。然后,根据可靠度指标值在标准正态空间中的几何意义,推导出其对基本随机变量灵敏度分析的计算表达式,以之作为导数信息,构建出寻找设计最优点的迭代计算公式。以某张力腿平台浮筒部分某加筋板为例,用该算法对其进行基于可靠度的优化设计。计算结果表明,与传统约束优化方法相比,该算法在计算效率和收敛性上具有明显优势。     

考虑几何非线性的张力腿平台随机响应等效线性化分析

考虑深海柔性张力腿平台的几何非线性特征,建立柔性平台结构非线性随机振动响应分析方法.该方法结合模态分析,把系统隐式的非线性项转化为由模态坐标高次组合表示的显式非线性项,在此基础上引入虚拟激励法,建立结构在随机波浪荷载作用下的等效线性化系统,从而确定结构各非线性随机响应.通过对某一mini-TLP的分析结果和试验实测值的比较,表明该方法具有较好的计算精度和较快的计算速度,能够满足大型结构的非线性随机响应分析要求.通过对不同波高的计算,结果表明张力腿平台在较大波高作用下几何非线性影响显著,忽略这部分的影响,计算结果将会产生很大的误差.     

循环载荷作用下损伤船体梁极限强度研究

为了研究循环载荷作用下扶强材初始损伤对其极限强度的影响,进行了14组扶强材的循环加载试验和分析。构造了考虑材料累积损伤完整、断筋和大变形的扶强材单元极限承载力计算公式,提出了相应循环载荷作用下损伤扶强材单元的端缩曲线表达式和船体梁极限强度计算的简化逐步破坏法。编制了循环载荷作用下船体梁损伤极限强度计算程序,进行了船体梁极限强度计算,并与有限元结果进行对比。研究结果表明：改进的损伤扶强材模型可较为准确地描述扶强材材料损伤的完整、断筋和大变形的极限承载力退化情况,扶强材腹板断裂的损伤相较初始大变形及材料累积损伤形式承载力下降程度更明显;所提出的循环载荷作用下损伤船体梁极限强度计算的简化逐步迭代方法,能定量地计算扶强材在不同类型损伤下的极限承载力退化程度,具有较高精度,方便易行,可应用于工程设计。     

一种新的模拟潮差区混凝土受氯盐侵蚀试验方法

针对目前实验室内模拟潮差区混凝土受氯盐侵蚀干湿循环试验方法中存在的难点,提出了一种新的海洋潮汐环境的室内模拟试验方法。以实际码头工程为参照,设计了相应的室内模拟试验,通过对现场混凝土墙及室内混凝土试件的取样分析从浸润时间比的角度讨论了两者之间的相关性。试验结果证明该模拟试验方法能有效模拟混凝土结构在实际海洋潮汐环境下的氯盐侵蚀情况。     

薄壁梁约束扭转极限承载能力简化计算方法研究

为了快速并有效地计算海洋平台等薄壁箱型梁结构的约束扭转极限承载能力,进行了薄壁梁约束扭转极限承载能力简化计算方法研究.基于塑性极限状态分析理论,提出了薄壁梁约束扭转极限状态应力分布假设,将薄壁梁视作为一系列由主要支撑构件和扶强材支撑的板格,推导了薄壁梁约束扭转极限承载能力上限的计算公式.应用非线性有限元方法验证了所提假设和计算公式的精度,将所提方法应用于箱型梁模型和半潜平台的约束扭转极限承载能力的计算分析,并与非线性有限元结果进行了比对,结果表明,本方法具有较高的精度,可用于海洋平台等薄壁梁的扭转极限承载力上限的估算.     

海洋导管架平台随机响应混合分析方法

采用将结构的解析分析和数值求解方法相结合的固定式海洋平台随机响应混合求解方法，考虑波浪－结构相互作用和基于最小二乘法原理的非线性曳力的影响。采取两个步骤，第一步进行与结构有关的特征值分析；第二基于谱方程进行响应估计，进行海洋平台的线性和非线性数值分析。     

可持续发展工程结构全寿命周期设计理论体系研究

以结构全寿命周期为研究时域,运用结构全寿命设计的新理念,构架了工程结构全寿命设计的目标体系,并从目标体系出发,结合工程结构的特点,分析了设计中结构性能、成本、使用寿命的内涵及相互关系。在综合众多影响因素的基础上,构建了工程结构全寿命周期设计理论的研究框架,确定了工程结构性能指标、经济指标及时间指标在全寿命设计理论体系中的核心地位,提出了基于性能设计的耐久性极限状态设计新理念,并分析了性能极限状态所具有的特点。