土木建筑畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯---隨時(shí)間變化的鋼筋混凝土阻力分析

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

2、的作用機(jī)理，然后再研究隨時(shí)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(shí)間而變的抵抗力的實(shí)際統(tǒng)計(jì)方法，包括物質(zhì)的材料，結(jié)構(gòu)尺寸，影響計(jì)算的確定。另外，范例中估計(jì)隨時(shí)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(shí)間變化的抵抗力　鋼筋混凝土</p><p><b>　　1.介紹：</b><

3、;/p><p>　　因?yàn)殇摻罨炷敛牧线m用于很多地方，并且價(jià)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(jì)和鋼筋混凝土材料的研究很少注意到鋼筋混凝土強(qiáng)度和時(shí)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(lái)，在建筑施工中的一些研究才涉及這個(gè)問(wèn)題——關(guān)于鋼筋混凝強(qiáng)度與時(shí)間相關(guān)性的。已做過(guò)的關(guān)于鋼筋混凝土柱破壞概率的研究表明低強(qiáng)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(jì)算方法已經(jīng)被運(yùn)用到隨時(shí)間而變化的破壞概率的計(jì)算上。低強(qiáng)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(duì)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(shí)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(jī)理的因素</p><p>　　許多因素對(duì)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(guò)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(shí)際方法是一種多因素理解方法。通常，對(duì)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(lái)表示：</p><p>　　可以寫(xiě)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(shí)間。 </p><p>　　到目前為止，雖然有許多模型被運(yùn)用到鋼筋的斷裂，疲勞破壞中，但是還沒(méi)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(shí)間而變的抵抗力等。顯而易見(jiàn)，鋼筋混凝土抵抗力的變化是的一個(gè)隨機(jī)函數(shù)

7、過(guò)程或者說(shuō)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(guò)程。在空氣中完全地碳化密實(shí)混凝土中的鋼筋保護(hù)層需要花費(fèi)幾十年的時(shí)間，但是碳化非密實(shí)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(qiáng)度就會(huì)下降并且在碳化過(guò)程中結(jié)構(gòu)的橫截面也會(huì)加快縮小。碳化作用會(huì)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(shí)間大量的浸蝕材料。這樣可以使產(chǎn)生鋼筋混凝土保護(hù)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(lái)的研究表明鋼筋最嚴(yán)重的腐蝕是距非碳化保護(hù)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(kāi)始時(shí)間可能會(huì)提前，并且腐蝕速</p><p>　　3.任意時(shí)間相關(guān)性分析</p><p>　　屬

9、于該情況結(jié)構(gòu)的隨機(jī)變量是彼此相互獨(dú)立的,并且認(rèn)為隨時(shí)間變化為特征的材料，以隨機(jī)時(shí)間相依函數(shù)為特征的鋼筋混凝土可以用下面公式來(lái)表示：</p><p>　　式中：這一隨機(jī)變量指出了結(jié)構(gòu)材料與試驗(yàn)材料性質(zhì)的差異；</p><p>　　是建筑試驗(yàn)材料性質(zhì)的差異系數(shù)，是試驗(yàn)材料的隨機(jī)變量。</p><p>　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jī)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)自差系數(shù)</p><p>　　,和分別是試驗(yàn)材料性質(zhì)的平均值和自差系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及隨機(jī)變量 。</p><p>　　同樣地，任意與其類(lèi)似的解析模型多半可以看做用來(lái)研究任意隨時(shí)間變化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和計(jì)算方法。同樣地，與其類(lèi)似的分析模型的隨時(shí)間變化的鋼筋

11、混凝土結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和計(jì)算方法多半可以這樣來(lái)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(jì)算結(jié)構(gòu)的參數(shù)，例如材料，幾何形狀，計(jì)算方法等。另外，考慮到疲勞工作，計(jì)算模型和最初參數(shù)以及與時(shí)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(jī)抵抗過(guò)程，R0 是最初阻力，,η是隨機(jī)過(guò)程的

12、疲勞破壞，Kp是計(jì)算模型的不可測(cè)定參數(shù)，xi表示隨機(jī)過(guò)程的物質(zhì)參數(shù)。</p><p>　　許多關(guān)于鋼銹蝕的實(shí)驗(yàn)表明鋼的侵蝕過(guò)程與正規(guī)隨機(jī)過(guò)程相一致。分離程序，隨機(jī)時(shí)間相關(guān)的抵抗力 R( R0, t)可以簡(jiǎn)單地表示為:</p><p>　　式中：R ( t)是由時(shí)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(shí)際材料的抵抗力大小，幾何學(xué)尺寸，和計(jì)算模型。</p><p>　　對(duì)于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，任意過(guò)程的抵抗力函數(shù)， 可以簡(jiǎn)單寫(xiě)成：</p><p>　　式中：是與時(shí)間有關(guān)的函數(shù)，計(jì)算模型是計(jì)算模型的不可測(cè)定參數(shù)，以及是由計(jì)算模型決定的結(jié)構(gòu)抵抗力。</p><p>　　對(duì)于單一結(jié)構(gòu)構(gòu)件用等式( 7)表示，可以寫(xiě)作： </p><p>　　式中：,以及分別

14、表示為隨時(shí)間變化的計(jì)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(jī)過(guò)程的遞減函數(shù)按以下公式計(jì)算：</p><p>　　式中的是混凝土結(jié)構(gòu)阻力的隨機(jī)過(guò)程,是相關(guān)的隨機(jī)變量，以及是隨時(shí)間變化的函數(shù)。基于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性等

15、級(jí)，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(dá)到極限時(shí)混凝土的抵抗力平均值；</p><p>　　———當(dāng)鋼筋混凝土達(dá)到極限時(shí)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(shí)驗(yàn)中獲得；</p><p><b>　　4.工程應(yīng)用</b></p><p>　　測(cè)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(jì)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。混凝土和鋼的抵抗力減小系數(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(jī)時(shí)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(jì)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(lái)計(jì)算隨機(jī)時(shí)間而定的抵抗力。</p><p>

18、;　　一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表格1。從計(jì)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(shí)間增加而減小。這個(gè)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(shí)間變化的抵抗力</p><p><b>　　5.結(jié)論</b></p><p>　　對(duì)于土木工程的研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的