对于RC结构而言,其抗力时变因子中涉及的材料包括在继续服役期内混凝土和钢筋两种材料的时变性。钢筋的屈服强度时变性与钢筋截面损失率λ(t)有关[95,198],混凝土抗压强度的衰减过程与混凝土28天抗压强度等有关[109],而λ(t)与混凝土碳化到达钢筋表面的时间及钢筋锈蚀开始的时间有关[64,198]。钢筋锈蚀开始时间ti与混凝土碳化到达钢筋表面的时间tC是不同的,一般地,ti>tC。因为实际所处环境的复杂性及相关基础数据的缺乏,要比较准确地预测时间ti与tC是很困难的(尤其是ti)。ti与tC都是随机变量,以最保守的寿命预测,tC之前是结构(或构件)安全使用期,tC的研究已有较多的成果可应用。以下在碳化到达钢筋表面时刻tC为钢筋锈蚀开始的前提下,推断RC结构抗力中的材料性能的时变性。
3.4.2.1 碳化到达钢筋表面的时间tC的分析与推断
设结构(或结构构件)在检测时有混凝土碳化深度d的实测样本值Xd,混凝土保护层厚度为C(随机变量)。按受混凝土强度控制的碳化深度预测公式,其先验分布可设为正态分布或其他分布类型[16,38],分布参数由预测公式推求[109]:
3.4.2.2 钢筋截面损失率λ(t)及受力筋截面积减小因子分析和推断
一般地,钢筋锈蚀之后,RC结构的抗力衰减主要是由受力钢筋截面锈蚀、截面积减小而引起;在钢筋未锈蚀前主要是由混凝土强度衰减而引起,但变化不大。钢筋截面损失率λ(t)与环境(自然与荷载环境)等有关,其先验分布及统计参数在不同地区和不同环境下相差甚远。如锈蚀速率ν(mm/a)有的设为正态分布(均值为0.075,变异系数为0.30)[95],而有的采用对数正态分布(均值为0.15,变异系数为0.30)[64]。(www.xing528.com)
(1)无λ(t)实测样本值时。按有关文献的研究成果,基于混凝土抗压强度标准值、保护层厚度C及钢筋直径D(C和D均为随机变量),钢筋截面损失率λ(t)(%)的预测
3.4.2.3 混凝土抗压强度时变性分析和推断
3.4.2.4 锈蚀钢筋的屈服强度的时变性分析和推断
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