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基于概率极限状态理论的混凝土结构耐久性设计方法

作者：孙志胜;贾伟;王新君 来源：《价值工程》2010年第21期

摘要:本文引述和分析了关于混凝土结构耐久性设计的主要理论和方法,基于环境指数评定法以及概率极限状态设计法,提出基于概率极限状态理论的耐久性设计方法。并对耐久性极限状态的确定进行了探讨。

Abstract: This paper quotes and analyzes the main theories and methods of concrete structure durability design. Based on the environmental indicator evaluation method and probability limit states method, the author puts forward durability design method based on probability limit states theory and discusses the determining of durability limit states. 关键词:耐久性设计;可靠度;极限状态

Key words: durability design; reliability; limit states

中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0084-01

1已有耐久性设计的主要理论和方法

1.1 环境指数评定法[2]环境指数评定法首先由日本土木工程师协会混凝土委员会于1989年提出,曾列入日本《混凝土结构物耐久性设计准则(试行)》中。对于混凝土结构物的耐久性探讨,要求构件各部位的耐久指数Tp大于或等于环境指数Sp,即:Tp≥Sp。与以往的结构设计方法相比,该方法明确提出了结构耐久性设计的概念,并将设计条件写成R≥S的形式,与规范的设计表达式相同,而且较全面地考虑了影响耐久性的各个因素,特别是考虑了结构体系和构造的影响,直到今天这种思路仍值得借鉴。但该法在耐久性指数的选取上,人为的主观性较大,不同设计者可能给出的结果差别很大。

1.2 基于时变可靠度耐久性设计法[3]基于时变可靠度耐久性设计法是直接计算不同时刻t的抗力效应R(t)与荷载效应S(t),用Monte-Carlo法求对应时刻功能函数的可靠度,从而求出结构的动态可靠度变化。从理论上讲,这种方法很适合结构的耐久性研究。从强度降低的计算、某一时刻结构抗力随机变量计算、功能函数可靠度计算到最终回归出动态可靠度函数,每个步骤都可使用计算机来实现。失效概率的计算方法可以采用现行规范的方法。混凝土结构耐久性失效的功能随机过程为:Z(t)=R(t)-S(t)。式中R(t)为结构抗力随机过程;S(t)为结构荷载随机过程。该方法已经考虑了抗力和荷载的随机变化特性,较环境指数评定法减少了人为因素的影响;但其