【摘要】：耐久性是混凝土結(jié)構(gòu)的基本性能,是結(jié)構(gòu)可靠性的重要組成部分。如何確定和評價混凝土結(jié)構(gòu)的壽命則是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要問題。目前,混凝土結(jié)構(gòu)的壽命評估主要是依據(jù)理論模型和耐久性試驗來獲得的,而由混凝土耐久性理論模型和試驗所獲得的信息尚不能完全反映真實環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的所有信息。建立耐久性理論模型和試驗與真實結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系是保障壽命評價的關(guān)鍵。本文擬在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的多重環(huán)境時間相似理論(Multi-environmental time similarity theory, METS)基礎(chǔ)上,運用信息理論和相對信息概念,對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性壽命評估理論模型和試驗的信息不完備性和結(jié)果的真實性進行了深入系統(tǒng)的研究,提出了基于相對信息多重環(huán)境時間相似理論(Multi-environmental time similarity theory based on relative information, RI-METS),不僅完善了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估理論體系,而且豐富和發(fā)展了工程結(jié)構(gòu)可靠性的不確定性分析方法。具體研究內(nèi)容如下：(1)為了將耐久性理論模型和試驗的信息用于自然環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中,在METS的基礎(chǔ)上,建立基于相對信息多重環(huán)境時間相似理論。為擴展METS理論的應(yīng)用范圍,解決METS理論不能處理多信息源、多觀察路徑的問題,提出METS路徑的概念,并將METS路徑分為METS(1;1)型、METS(i;1)型、METS(1;j)型和METS(i;j)型4種類型。為了解決METS理論信息相對性的問題,采用相對信息熵來表征信息的相對性。語法信息熵和語義信息熵是觀察者觀察系統(tǒng)獲得的相對信息熵的2個維度,分別采用Shannon信息熵和模糊熵來計算。采用閔氏觀察角的雙曲正切函數(shù)來表征觀察者效應(yīng)。采用各METS路徑閔氏觀察角來對各METS路徑進行信息融合。為了使觀察者可以從各條METS路徑中選擇最優(yōu)路徑做決策,采用效用度函數(shù)來評價METS路徑的信息有效性。(2)在沒有實測數(shù)據(jù)或加速耐久性試驗數(shù)據(jù)的情況下,結(jié)構(gòu)工程師可依據(jù)已有的規(guī)范進行耐久性設(shè)計和壽命評估。為了全面的獲取已有規(guī)范的信息,總結(jié)中國、歐洲和美國的相關(guān)規(guī)范,從指定設(shè)計法、避免劣化法、基于性能和可靠度的設(shè)計方法3方面構(gòu)建和描述設(shè)計規(guī)范系統(tǒng)。為了統(tǒng)一不同規(guī)范所劃分的環(huán)境,建立了中歐美規(guī)范關(guān)于自然環(huán)境對照表,將自然環(huán)境細分為5大類21種。(3)為了在一般大氣環(huán)境下建立耐久性理論模型和試驗與真實結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系,建立一般大氣環(huán)境下的RI-METS理論,給出一般大氣環(huán)境下各變量的相似率、相似準(zhǔn)數(shù)公式以及相對信息熵計算公式。選擇混凝土碳化深度達到保護層厚度作為一般大氣環(huán)境下的耐久性極限狀態(tài)�？紤]一般大氣環(huán)境功能函數(shù)ZⅠ語義的模糊性,基于部分碳化區(qū)長度建立功能函數(shù)ZⅠ的隸屬函數(shù)。給出RI-METS理論在一般大氣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性中的應(yīng)用算例。(4)為了在凍融環(huán)境下建立耐久性理論模型和試驗與真實結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系,建立凍融環(huán)境下的RI-METS理論,給出凍融環(huán)境下各變量的相似率、相似準(zhǔn)數(shù)公式以及相對信息熵計算公式。給出了凍融環(huán)境下的METS路徑及相對信息熵計算公式。選擇凍融疲勞損傷達到臨界凍融疲勞損傷作為凍融環(huán)境下的耐久性極限狀態(tài)�？紤]凍融環(huán)境功能函數(shù)ZⅡ語義的模糊性,給出功能函數(shù)ZⅡ的隸屬函數(shù)。給出RI-METS理論在凍融環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性中的應(yīng)用算例。(5)為了在海洋氯化物環(huán)境下建立耐久性理論模型和試驗與真實結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系,建立了海洋氯化物環(huán)境下的RI-METS理論,給出了海洋氯化物環(huán)境下各變量的相似率、相似準(zhǔn)數(shù)公式以及相對信息熵計算公式。選擇鋼筋表面氯離子濃度達到臨界氯離子濃度作為海洋氯化物環(huán)境下的耐久性極限狀態(tài)�？紤]海洋氯化物環(huán)境功能函數(shù)ZⅢ語義的模糊性,并給出功能函數(shù)ZⅢ的隸屬函數(shù)。給出RI-METS理論在海洋氯化物環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性中的應(yīng)用算例。
【圖文】：

港泊位數(shù)指數(shù)達到３２５點；水庫數(shù)量指數(shù)在２００４年１＾NB前增長緩慢，２００４－２０１１年逡逑逐漸增速，２０１２年有一次大幅增長，２０１３年水庫數(shù)量指數(shù)達到１１７點。上述各項逡逑基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指數(shù)柱形圖見圖１－１。逡逑８００邋—邐逡逑囚房屋施王面積指數(shù)逡逑７００…邐邐邐－邐邐々——逡逑曰房屋竣工面積指數(shù)邐ｉ逡逑６００…口公路里程指數(shù)邐■—邐－……—｜邋—Ｉ邋—．逡逑孩邐回鐵路里程指數(shù)邐。＾邋ｉ逡逑幼ａ邋５００邋—邐邐Ｓ邋；邋邋逡逑宗邐囚河港泊位數(shù)指數(shù)邐ｊ邋�。海哄义希珏澹矗埃啊昂８矍晌粩�(shù)指數(shù)．……邐邐邐邐邐逡逑栻邐Ｂ水庫數(shù)量指數(shù)邐目邋Ｉ邋ｂ邋Ｉ；邋？邋Ｉ；邋ｎ逡逑蝴邋３００邋…逡逑２００邋邐邐Ｂ邐非－ｉVS山ｐ．逡逑１：邋．ｉｌｉｉｉｊｉｌｌＢｉｍｉｌｌ逡逑２０００邋２００１邋２００２邋２００３邋２００４邋２００５邋２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３逡逑年份逡逑圖１－１我國各巧基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指數(shù)逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｈｉｎａ，ｓ邋ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｃｏｎｓ化ｕｃｔｉｏｎ邋ｉｎｄｅｘｅｓ逡逑建筑業(yè)是我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，建筑業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值（ＧＤＰ）的比重逡逑逐年增加。表１－２Ｕ－１１統(tǒng)計了邋２０００年￣２０１４年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值（ＧＤＰ）與建筑業(yè)逡逑增加值，并計算了建筑業(yè)增加值占ＧＤＰ比重。建筑業(yè)X椉又滴炔皆齔ぃ刂溝劍玻埃保村義夏輳ㄖ翟黽又嫡跡牽模械某鮒丶捍锏劍罰埃矗�，灾X夜牽模兇槌沙煞種信琶謁�。辶x峽桑。轓B預(yù)測

凝上材料仍將是最常用的工程結(jié)構(gòu)材料之一。逡逑長期ＬNB來，人們一直認為混凝上是一種非常耐久的材料ｔｗ’ｉ－Ｗ。然而，混凝上逡逑結(jié)構(gòu)未達到設(shè)計使用壽命、過早劣化的事例在國內(nèi)外屢見不鮮（見圖１－３￣困１－１２）。逡逑世界各國每年因混凝上結(jié)構(gòu)耐久性提前失效造成的維修、加固和拆除重建的費用逡逑非常巨大［１－８’邋Ｉ－９’邋１－１０’邐部分混凝上結(jié)構(gòu)還因為耐久性問題引發(fā)了安全事故ｔｉ－Ａ逡逑ｌ－Ｍ’邋ＭＳ，１－１６’邋１－１ＴＩ�；炷辖Y(jié)構(gòu)耐久性己經(jīng)成為上木工程界亟需解決的重大問題之一逡逑ｔｌ－ｗ�；炷夏途眯詥栴}主要包含混凝上碳化、氯離子輸運、鋼筋鎊蝕和凍融破壞逡逑等�；炷咸蓟侵赣纱髿猸h(huán)境中的；狳秩牖炷，

本文編號：2576973