1、<p><b>　　1 英文原文</b></p><p><b>　　2 中文譯文</b></p><p>　　隨時間變化的鋼筋混凝土阻力分析</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　對鋼筋混凝土材料時間相關(guān)性的分析方法進行介紹，討論鋼筋混凝土

2、的作用機理，然后再研究隨時間而定的鋼筋混凝土抵抗力。此外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼材腐蝕也是需要被分析的。鑒定隨時間而變的抵抗力的實際統(tǒng)計方法，包括物質(zhì)的材料，結(jié)構(gòu)尺寸，影響計算的確定。另外，范例中估計隨時間而變鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抵抗力是給定的。</p><p>　　關(guān)鍵詞∶不定分析 隨時間變化的抵抗力　鋼筋混凝土</p><p><b>　　1.介紹：</b><

3、;/p><p>　　因為鋼筋混凝土材料適用于很多地方，并且價格便宜，所以它在土木工程中是一種非常有用的材料。因此，這種材料大量的被使用。然而，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和鋼筋混凝土材料的研究很少注意到鋼筋混凝土強度和時間的關(guān)系，尤其是作用在材料上的不同影響作用幾乎是不予研究的。直到近年來，在建筑施工中的一些研究才涉及這個問題——關(guān)于鋼筋混凝強度與時間相關(guān)性的。已做過的關(guān)于鋼筋混凝土柱破壞概率的研究表明低強度的鋼筋混凝土柱破壞

4、概率低于偶然的荷載作用下的破壞概率。并且這種計算方法已經(jīng)被運用到隨時間而變化的破壞概率的計算上。低強度的和Liu[4] 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性上的研究認(rèn)為這種作用加速了其的破壞。并且Lu [6]等已經(jīng)論述鋼筋腐蝕的情況。一般而言，依賴不同因素的鋼筋混凝土抵抗力明顯減小。在對混凝土結(jié)構(gòu)安全性校核上,基礎(chǔ)理論為鋼筋混凝土耐久性分析提供了建議。研究隨時間而變的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性質(zhì)的是必要的。</p><p>　　2.影響鋼筋

5、混凝土機理的因素</p><p>　　許多因素對鋼筋混凝土抵抗力都產(chǎn)生影響。在水區(qū)域內(nèi)存在著超過50種化學(xué)腐蝕元素,水在其中工作并且起調(diào)節(jié)作用。獲得一次相關(guān)鋼筋混凝土模型的實際方法是一種多因素理解方法。通常，對于單一的因素，許多結(jié)果只考慮到混凝土的碳化作用，碳化的厚度可以用下面公式來表示：</p><p>　　可以寫為： D ( t) = K t

6、 (1)</p><p>　　式中D ( t)，K和t分別為厚度，速度系數(shù)與碳化的時間。 </p><p>　　到目前為止，雖然有許多模型被運用到鋼筋的斷裂，疲勞破壞中，但是還沒有大家都認(rèn)可的結(jié)論存在。一般而言，能夠降低鋼筋混凝土的抵抗力的變量有鋼筋的幾何尺寸，周邊環(huán)境情況以及隨時間而變的抵抗力等。顯而易見，鋼筋混凝土抵抗力的變化是的一個隨機函數(shù)

7、過程或者說是一系列材料和結(jié)構(gòu)變量的相互作用。鋼筋混凝土在空氣中的碳化被稱之為中和反應(yīng)。它是合成物與在空中的CO2以及鋼筋混凝土中的堿性材料緩慢中和的過程。在空氣中完全地碳化密實混凝土中的鋼筋保護層需要花費幾十年的時間，但是碳化非密實混凝土的只需要幾年。如果稀薄的碳化材料的含量比較高，則鋼筋混凝土強度就會下降并且在碳化過程中結(jié)構(gòu)的橫截面也會加快縮小。碳化作用會造成堿度的降下和鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕是鋼筋表面的鐵不斷地失去電子然后溶于水，再在

8、有氧的條件下與水發(fā)生反應(yīng)。所以，消耗幾倍時間大量的浸蝕材料。這樣可以使產(chǎn)生鋼筋混凝土保護層產(chǎn)生裂縫，并且沿著鋼筋方向降低鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，從而造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的損失。近來的研究表明鋼筋最嚴(yán)重的腐蝕是距非碳化保護層15mm處。另一方面,由于不完善的表層和混凝土上的裂縫，使腐蝕的開始時間可能會提前，并且腐蝕速</p><p>　　3.任意時間相關(guān)性分析</p><p>　　屬

9、于該情況結(jié)構(gòu)的隨機變量是彼此相互獨立的,并且認(rèn)為隨時間變化為特征的材料，以隨機時間相依函數(shù)為特征的鋼筋混凝土可以用下面公式來表示：</p><p>　　式中：這一隨機變量指出了結(jié)構(gòu)材料與試驗材料性質(zhì)的差異；</p><p>　　是建筑試驗材料性質(zhì)的差異系數(shù)，是試驗材料的隨機變量。</p><p>　　根據(jù)統(tǒng)計理論，平均值和標(biāo)準(zhǔn)自差系數(shù)</p><

10、p><b>　　式中表示平均值， </b></p><p>　　表示隨機過程的標(biāo)準(zhǔn)自差系數(shù)</p><p>　　,和分別是試驗材料性質(zhì)的平均值和自差系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及隨機變量 。</p><p>　　同樣地，任意與其類似的解析模型多半可以看做用來研究任意隨時間變化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和計算方法。同樣地，與其類似的分析模型的隨時間變化的鋼筋

11、混凝土結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和計算方法多半可以這樣來研究。</p><p>　　鋼筋混凝土的抵抗力可以用抵抗力函數(shù)R ( x1 , x2 , ?, xn )表示。其中xi表示計算結(jié)構(gòu)的參數(shù)，例如材料，幾何形狀，計算方法等。另外，考慮到疲勞工作，計算模型和最初參數(shù)以及與時間相關(guān)的抵抗力模型可以用下式表示：</p><p>　　式中：R(R0, t) 是隨機抵抗過程，R0 是最初阻力，,η是隨機過程的

12、疲勞破壞，Kp是計算模型的不可測定參數(shù)，xi表示隨機過程的物質(zhì)參數(shù)。</p><p>　　許多關(guān)于鋼銹蝕的實驗表明鋼的侵蝕過程與正規(guī)隨機過程相一致。分離程序，隨機時間相關(guān)的抵抗力 R( R0, t)可以簡單地表示為:</p><p>　　式中：R ( t)是由時間決定的函數(shù)，而R0是任意初阻力。</p><p>　　另外，其它的不能確定的情況也應(yīng)該考慮 ，例如未確定

13、實際材料的抵抗力大小，幾何學(xué)尺寸，和計算模型。</p><p>　　對于簡單結(jié)構(gòu)，任意過程的抵抗力函數(shù)， 可以簡單寫成：</p><p>　　式中：是與時間有關(guān)的函數(shù)，計算模型是計算模型的不可測定參數(shù)，以及是由計算模型決定的結(jié)構(gòu)抵抗力。</p><p>　　對于單一結(jié)構(gòu)構(gòu)件用等式( 7)表示，可以寫作： </p><p>　　式中：,以及分別

14、表示為隨時間變化的計算參數(shù)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何形狀和材料的特征。是材料抵抗力標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等式( 8)分別如下式表示：</p><p>　　在具體施工應(yīng)用中，混凝土結(jié)構(gòu)阻力隨機過程的遞減函數(shù)按以下公式計算：</p><p>　　式中的是混凝土結(jié)構(gòu)阻力的隨機過程,是相關(guān)的隨機變量，以及是隨時間變化的函數(shù)?；诨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性等

15、級，等式（11）可以采用下列公式確定： </p><p>　　式中 ——當(dāng)鋼筋混凝土達到極限時混凝土的抵抗力平均值；</p><p>　　———當(dāng)鋼筋混凝土達到極限時鋼筋的抵抗力平均值；</p><p>　　——鋼筋混凝土中的混凝土的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)；</p><p>　　——鋼筋混凝土中的鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)；</p><p&

16、gt;　　，分別為混凝土和鋼抵抗力減小系數(shù),，涉及到結(jié)構(gòu)的材料，可以從材料實驗中獲得；</p><p><b>　　4.工程應(yīng)用</b></p><p>　　測試軸向受壓鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，從而得到一些結(jié)構(gòu)阻力的統(tǒng)計資料。</p><p><b>　　考慮初始值∶</b></p><p>　　C3

17、0的混凝土的平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差；20MnSi的鋼筋，平均值，偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差；初始階段的尺寸是?；炷梁弯摰牡挚沽p小系數(shù)可以分別從Ref [4]處獲得，。。在這種條件下，軸向受壓的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)隨機時間抵抗力可以從中獲得。</p><p>　　根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論，抵抗力函數(shù)，式中和分別為混凝土和鋼筋的初阻力。其次在論文中使用該理論建議，來計算隨機時間而定的抵抗力。</p><p>

18、;　　一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表格1。從計算結(jié)果中可以清楚的看到，鋼筋混凝土的阻力明顯地隨時間增加而減小。這個現(xiàn)象很重要，并且在校核鋼筋混凝土的安全性上是不能忽略的。</p><p>　　表1 軸向受壓的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件隨時間變化的抵抗力</p><p><b>　　5.結(jié)論</b></p><p>　　對于土木工程的研究、設(shè)計、建設(shè)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的