淺析隨時(shí)間變化的鋼筋混凝土阻力

1、淮 陰 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯學(xué)院（系系）：建建筑工程程系專 業(yè)：土木工工程（建建筑工程程方向）姓 名：王 麗 學(xué) 號(hào)號(hào)：10031441399 (用外文寫)外文出處處：Joournnaloof WWuhaanUnniveersiityTechhnooologgy-MMateer.SSci.Ed附 件： 1.外文資資料翻譯譯譯文；2.外外文原文文。 指導(dǎo)教師師評(píng)語： 簽名名： 年 月月 日注：請(qǐng)將將該封面面與附件件裝訂成成冊(cè)。附件1：外文資資料翻譯譯譯文隨時(shí)間變變化的鋼鋼筋混凝凝土阻力力分析摘要對(duì)對(duì)鋼筋混混凝土材材料時(shí)間間相關(guān)性性的分析析方法進(jìn)進(jìn)行介紹紹，討論論鋼筋混混凝土的的作用機(jī)機(jī)

2、理，然然后再研研究隨時(shí)時(shí)間而定定的鋼筋筋混凝土土抵抗力力。此外外，鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)中中的鋼材材腐蝕也也是需要要被分析析的。鑒鑒定隨時(shí)時(shí)間而變變的抵抗抗力的實(shí)實(shí)際統(tǒng)計(jì)計(jì)方法，包括物物質(zhì)的材材料，結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸寸，影響響計(jì)算的的確定。另外，范例中中估計(jì)隨隨時(shí)間而而變鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的抵抵抗力是是給的。關(guān)鍵字不定分分析 ；隨時(shí)間間變化的的抵抗力力；鋼鋼筋混凝凝土1介紹紹：因?yàn)殇摻罱罨炷镣敛牧线m適用于很很多地方方，并且且價(jià)格便便宜，所所以它在在土木工工程中是是一種非非常有用用的材料料。因此此，這種種材料大大量的被被使用。然而，傳統(tǒng)的的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)和鋼筋筋混凝土土材料的的研究很很少注意意到鋼

3、筋筋混凝土土強(qiáng)度和和時(shí)間的的關(guān)系，尤其是是作用在在材料上上的不同同影響作作用幾乎乎是不予予研究的的。直到到近年來來，在建建筑施工工中的一一些研究究才涉及及這個(gè)問問題關(guān)于鋼鋼筋混凝凝強(qiáng)度與與時(shí)間相相關(guān)性的的。已做做過的關(guān)關(guān)于鋼筋筋混凝土土柱破壞壞概率的的研究表表明低強(qiáng)強(qiáng)度的鋼鋼筋混凝凝土柱破破壞概率率低于偶偶然的荷荷載作用用下的破破壞概率率。并且且這種計(jì)計(jì)算方法法已經(jīng)被被運(yùn)用到到隨時(shí)間間而變化化的破壞壞概率的的計(jì)算上上。低強(qiáng)強(qiáng)度的和和Liuu4 混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)耐久性性上的研研究認(rèn)為為這種作作用加速速了其的的破壞。并且LLu 6等等已經(jīng)論論述鋼筋筋腐蝕的的情況。一般而而言，依依賴不同同因素的的鋼筋

4、混混凝土抵抵抗力明明顯減小小。在對(duì)對(duì)混凝土土結(jié)構(gòu)安安全性校校核上,基礎(chǔ)理理論為鋼鋼筋混凝凝土耐久久性分析析提供了了建議。研究隨隨時(shí)間而而變的鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的性質(zhì)質(zhì)的是必必要的。影響響鋼筋混混凝土機(jī)機(jī)理的因因素 許多因因素對(duì)鋼鋼筋混凝凝土抵抗抗力都產(chǎn)產(chǎn)生影響響。在水水區(qū)域內(nèi)內(nèi)存在著著超過550種化化學(xué)腐蝕蝕元素,水在其其中工作作并且起起調(diào)節(jié)作作用。獲獲得一次次相關(guān)鋼鋼筋混凝凝土模型型的實(shí)際際方法是是一種多多因素理理解方法法。通常常，對(duì)于于單一的的因素，許多結(jié)結(jié)果只考考慮到混混凝土的的碳化作作用，碳碳化的厚厚度可以以用下面面公式來來表示：可以寫為為：D ( tt) = K t(11)式中D

5、( tt)，K和t分別為為厚度，速度系系數(shù)與碳碳化的時(shí)時(shí)間。到目前為為止，雖雖然有許許多模型型被運(yùn)用用到鋼筋筋的斷裂裂，疲勞勞破壞中中，但是是還沒有有大家都都認(rèn)可的的結(jié)論存存在。一一般而言言，能夠夠降低鋼鋼筋混凝凝土的抵抵抗力的的變量有有鋼筋的的幾何尺尺寸，周周邊環(huán)境境情況以以及隨時(shí)時(shí)間而變變的抵抗抗力等。顯而易易見，鋼鋼筋混凝凝土抵抗抗力的變變化是的的一個(gè)隨隨機(jī)函數(shù)數(shù)過程或或者說是是一系列列材料和和結(jié)構(gòu)變變量的相相互作用用。鋼筋筋混凝土土在空氣氣中的碳碳化被稱稱之為中中和反應(yīng)應(yīng)。它是是合成物物與在空空中的CCO2以以及鋼筋筋混凝土土中的堿堿性材料料緩慢中中和的過過程。在在空氣中中完全地地碳化

6、密密實(shí)混凝凝土中的的鋼筋保保護(hù)層需需要花費(fèi)費(fèi)幾十年年的時(shí)間間，但是是碳化非非密實(shí)混混凝土的的只要幾幾年。如如果稀薄薄的碳化化材料的的含量比比較高，則鋼筋筋混凝土土強(qiáng)度就就會(huì)下降降并且在在碳化過過程中結(jié)結(jié)構(gòu)的橫橫截面也也會(huì)加快快縮小。碳化作作用會(huì)造造成堿度度的降下下和鋼筋筋的腐蝕蝕。鋼筋筋腐蝕是是鋼筋表表面中的的鐵不斷斷地失去去電子然然后在溶溶于水，再在有有氧的條條件下與與水發(fā)生生反應(yīng)。所以，消耗幾幾倍時(shí)間間大量的的浸蝕材材料。這這樣可以以使產(chǎn)生生鋼筋混混凝土保保護(hù)層產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫，并且且沿著鋼鋼筋方向向降低鋼鋼筋與混混凝土之之間的粘粘結(jié)力，從而造造成鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)承承載能力力的損失失。近來來

7、的研究究表明鋼鋼筋最嚴(yán)嚴(yán)重的腐腐蝕是非非碳化保保護(hù)層115mmm處。另另一方面面,由于不不完善的的表層和和在混凝凝土上的的裂縫，使腐蝕蝕的開始始時(shí)間可可能會(huì)提提前，并并且腐蝕蝕速度也也可能大大大地提提高。當(dāng)當(dāng)鋼筋應(yīng)應(yīng)力小于于其屈服服點(diǎn)時(shí)，其破壞壞速度是是固定的的。但是是當(dāng)鋼筋筋應(yīng)力超超過屈服服點(diǎn)時(shí)，破壞速速度將提提高幾倍倍。后者者被稱為為應(yīng)力破破壞，它它是脆性性的和危危險(xiǎn)的體體現(xiàn)。鋼鋼的銹蝕蝕會(huì)減小小鋼筋的的承壓面面積，破破壞粘結(jié)結(jié)力以及及降低結(jié)結(jié)構(gòu)的有有效性?？諝獾牡母g以以及所有有的液體體都會(huì)對(duì)對(duì)鋼筋混混凝土產(chǎn)產(chǎn)生巨大大的影響響。它們們會(huì)造成成鋼筋混混凝土的的腐蝕，混凝土土保護(hù)層層厚度的的

8、減少，最終加加快鋼筋筋的銹蝕蝕。當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)承擔(dān)擔(dān)活荷載載時(shí)，鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生疲疲勞破壞壞,造成強(qiáng)強(qiáng)度極限限和剛度度的遞減減，而且且使其產(chǎn)產(chǎn)生并且且擴(kuò)大裂裂縫。通通常疲勞勞破壞可可以被分分為固定定和隨機(jī)機(jī)破壞，前者被被用來決決定荷載載周期，而后者者相對(duì)于于任意的的材料和和荷載而而言。除除以上所所述外，還有其其他許多多因素對(duì)對(duì)其有影影響。例例如溫度度（包括括溫度的的高低，變化周周期，凍凍害, 濕度度（包括括干濕周周期），以及及荷載的的調(diào)幅。荷載的的調(diào)幅可可以使鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的抵抗抗力降低低。3任意意時(shí)間相相關(guān)性分分析屬于該情情況結(jié)構(gòu)構(gòu)的隨機(jī)機(jī)變量是是彼此相相互獨(dú)立立的,并且認(rèn)認(rèn)為隨時(shí)時(shí)

9、間變化化為特征征的材料料，以隨隨機(jī)時(shí)間間相依函函數(shù)為特特征的鋼鋼筋混凝凝土可以以用下面面公式來來表示：式中：這這一隨機(jī)機(jī)變量指指出了結(jié)結(jié)構(gòu)材料料與試驗(yàn)驗(yàn)材料性性質(zhì)的差差異；是建筑試試驗(yàn)材料料性質(zhì)的的差異系系數(shù)，是是試驗(yàn)材材料的隨隨機(jī)變量量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)理論，平均值值和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)自差系系數(shù) （33）式中表示示平均值值，表示隨機(jī)機(jī)過程的的標(biāo)準(zhǔn)自自差系數(shù)數(shù) , 和和 分別別 是試試驗(yàn)材料料性質(zhì)的的平均值值和自差差系數(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)以及及隨機(jī)變變量 。同樣地，任意與與其類似似的解析析模型多多半可以以認(rèn)為，用來研研究任意意隨時(shí)間間變化的的鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的幾幾何參數(shù)數(shù)和計(jì)算算方法。同樣地地，與其其類似的的分析模模型

10、的隨隨時(shí)間變變化的鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的幾何何參數(shù)和和計(jì)算方方法多半半可以這這樣來研研究。鋼筋混凝凝土的抵抵抗力可可以用抵抵抗力函函數(shù)R ( xx1 , x2 , , xxn )表示。其中表表示計(jì)算算結(jié)構(gòu)的的參數(shù)，例如材材料，幾幾何形狀狀，計(jì)算算方法等等。另外外，考慮慮到疲勞勞工作，計(jì)算模模型和最最初參數(shù)數(shù)以及與與時(shí)間相相關(guān)的抵抵抗力模模型可以以用下式式表示：式中 ： (R0, t) 是隨隨機(jī)抵抗抗過程，R0 是最初初阻力，,是隨機(jī)機(jī)過程的的疲勞破破壞，KKp是計(jì)計(jì)算模型型的不可可測(cè)定參參數(shù)，xxi表示示隨機(jī)過過程的物物質(zhì)參數(shù)數(shù)。許多關(guān)于于鋼銹蝕蝕的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表明鋼鋼的侵蝕蝕過程與與正規(guī)隨隨機(jī)過程

11、程相一致致。分離離程序，隨機(jī)時(shí)時(shí)間相關(guān)關(guān)的抵抗抗力( R00, tt)可以以簡單地地表示為為:式中：RR ( t)是是由時(shí)間間決定的的函數(shù)，而R00是任意意初阻力力。另外，其其它的不不能確定定的情況況應(yīng)該被被考慮，例如未未確定實(shí)實(shí)際材料料的抵抗抗力大小小，幾何何學(xué)尺寸寸，和計(jì)計(jì)算模型型。對(duì)于簡單單結(jié)構(gòu)，任意過過程的抵抵抗力函函數(shù)，可可以簡單單寫成：式中：是是與時(shí)間間有關(guān)的的函數(shù)，計(jì)算模模型是計(jì)計(jì)算模型型的不可可測(cè)定參參數(shù)，以以及是由由計(jì)算模模型決定定的結(jié)構(gòu)構(gòu)抵抗力力。 對(duì)于單單一結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件用用等式( 7)表示，可以寫寫作：式中：,以及分別別表示為為隨時(shí)間間變化的的計(jì)算參參數(shù)，鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)

12、構(gòu)構(gòu)件幾幾何形狀狀和材料料的特征征。是材材料抵抗抗力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值。平均值和和標(biāo)準(zhǔn)偏偏差等式式( 88)分別別如下式式表示：在具體施施工應(yīng)用用中，混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)阻力力隨機(jī)過過程的遞遞減函數(shù)數(shù)按以下下公式計(jì)計(jì)算：式中的是是混凝土土結(jié)構(gòu)阻阻力的隨隨機(jī)過程程，, 是相關(guān)關(guān)的隨機(jī)機(jī)變量，以及是是隨時(shí)間間變化的的函數(shù)?；诨旎炷两Y(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的耐久久性等級(jí)級(jí)，等式式（111）可以以采用下下列公式式確定：式中當(dāng)鋼筋筋混凝土土達(dá)到極極限時(shí)混混凝土的的抵抗力力平均值值；當(dāng)當(dāng)鋼筋混混凝土達(dá)達(dá)到極限限時(shí)鋼筋筋的抵抗抗力平均均值；鋼筋筋混凝土土中的混混凝土的的標(biāo)準(zhǔn)偏偏差系數(shù)數(shù)；鋼筋筋混凝土土中的鋼鋼筋的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差系數(shù)；

13、，分別為為混凝土土和鋼抵抵抗力減減小系數(shù)數(shù)，;，涉及到到結(jié)構(gòu)的的材料，可以從從材料實(shí)實(shí)驗(yàn)中獲獲得；工程應(yīng)應(yīng)用測(cè)試軸向向受壓鋼鋼筋混凝凝土的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件，從而而得到一一些結(jié)構(gòu)構(gòu)阻力的的統(tǒng)計(jì)資資料?？紤]初始始值C30 的混凝凝土的平平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏偏差；;200MnSSi的鋼鋼筋，平平均值，偏差標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差; 初始始階段的的尺寸是是?；炷梁弯撲摰牡挚箍沽p小小系數(shù)可可以分別別從Reef 4處處獲得，。在這這種條件件下，軸軸向受壓壓的鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)相相關(guān)隨機(jī)機(jī)時(shí)間抵抵抗力可可以從中中獲得。根據(jù)鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)理理論，抵抵抗力函函數(shù)，式式中和分別為為混凝土土和鋼筋筋的初阻阻力。其其次在

14、論論文中使使用該理理論建議議，來計(jì)計(jì)算隨機(jī)機(jī)時(shí)間而而定的抵抵抗力。一些統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)見見表格11。從計(jì)計(jì)算結(jié)果果中可以以清楚的的看到，鋼筋混混凝土的的阻力明明顯地隨隨時(shí)間增增加而減減小。這這個(gè)現(xiàn)象象是重要要，并且且在校核核鋼筋混混凝土的的安全性性上是不不能忽略略的。表1 軸軸向受壓壓的鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件隨時(shí)時(shí)間變化化的抵抗抗力時(shí)間/年年01020304050平均值kN762552007323395571366566688557556517744459877322標(biāo)準(zhǔn)偏差差kNN124886331193380011644733112994991080028810111055變化系數(shù)數(shù)0166370166290166320166400166570166885結(jié)論對(duì)于土木木工程的的研究，設(shè)計(jì)，建設(shè)，鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的特特征是非非常重要要的。任任意隨時(shí)時(shí)間