基于时变可靠的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型

基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型撰写时间:202X年XX月XX日陆春华+袁思奇摘要:為了分析混凝土结构在氯盐环境下的全寿命周期成本,基于现有氯离子扩散模型和裂缝宽度预测模型,采用MATLAB软件进行Monte-Carlo抽样模拟,建立结构失效概率与可靠度指标的拟合公式。通过研究维护-加固措施对可靠度指标的影响,建立全寿命周期内维护-加固费用计算评估方法,并以混凝土桥梁结构为例计算了全寿命周期维护-加固成本。结果表明:失效概率与可靠度指标可用以失效概率等于0.1为界的分段函数进行描述;维护-加固效果持续时间对结构构件服役年限延长的影响最显著;当保护层厚度取60mm时,维护-加固阶段费用有明显下降,较保护层厚度取40mm时减少25%~50%。关键词:混凝土结构;氯盐侵蚀;锈胀裂缝宽度;时变可靠度;全寿命成本中图分类号:TU375文献标志码:A文章编号:1673-2049(2021)02-71-08Abstract:Inordertoanalyzethelife-cyclecostofconcretestructuresinchlorideenvironment,theexistingchloridediffusionmodelandcrackwidthpredictionmodelwereused,Monte-CarlosamplingsimulationwascarriedoutusingMATLABsoftware,andthefittingformulaofstructuralfailureprobabilityandreliabilityindexwasestablished.Thecalculationmethodofmaintenance-reinforcementcostinthewholelifecyclewasestablishedcombiningtheinfluenceofmaintenance-reinforcementmeasuresonreliabilityindex,andthelife-cyclemaintenance-reinforcementcostwascalculatedbytakingconcretebridgestructureasanexample.Theresultsshowthatthefailureprobabilityandreliabilityindexcanbedescribedbypiecewisefunctionwithfailureprobabilitiesbeing0.1asboundary.Thedurationofmaintenance-reinforcementeffecthasthemostobviouseffectonservicelifeextensionofstructuralmembers.Whenthethicknessofprotectivelayeris60mm,themaintenance-reinforcementcostdecreasesobviously,andisreducedby25%-50%comparedwiththethicknessofprotectivelayer40mm.Keywords:concretestructure;chlorideerosion;corrosioncrackwidth;time-varyingreliability;life-cyclecost

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