Зависящих от времени анализа надежности от коррозии индуцированных растрескивание бетона

Определение коррозионно-индуцированной растрескивание бетона имеет важное значение для прогнозирования работоспособности коррозии пострадавших железобетонных конструкций бетона и подстрекательства технического обслуживания и ремонта сооружений. Эта статья пытается представить надежности методологии, основанной на оценке работоспособности коррозии пострадавших железобетонных конструкций, используя критерий конкретных ширина трещины. Стохастические модели трещины разработана и зависящие от времени метод используется для количественной оценки вероятности работоспособности провал так что время для структуры, пришло в негодность и, следовательно, требующих ремонта, можно определить с уверенностью. Параметрические исследования также в целях выявления факторов, которые влияют на провал из-за коррозии вызванной растрескивание бетона. Достоинством предлагаемой методики является то, что структурные оценки непосредственно связан с одним из критериев проектирования использование специалистами-практиками. Установлено, что коррозионно-индуцированной растрескивание бетона могут быть смоделированы как случайный процесс с автокорреляционной мало, и что скорость коррозии является наиболее важным фактором, который затрагивает крекинга провал.

Ключевые слова: коррозии, растрескиванию; недостаточность; работоспособности.

(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Коррозии арматуры в бетоне является доминирующим причинным фактором в преждевременного износа железобетонных (RC) структур, что приводит к конечной структурной недостаточности (Шакер 1992). Для структур RC, неудача не означает крах структурных но в большинстве случаев связано с потерей работоспособности структурных, характеризуется массовой растрескивание бетона и сколов. Практический опыт и экспериментальных наблюдений (Брумфилд 1997; Li 2003; Оцуки и др.. 2000) предполагают, что пострадавших коррозионно-RC структур ухудшаться с разной скоростью, как измеряется прочность и работоспособность (например, трещин) с последним ухудшением быстрее. Причина этого объясняется характер проблемы, продуктов коррозии оказывают давление на широкие бетона. Из-за низкой прочности бетона, этот обширный давления приводит к непрерывному процессу: растрескивание бетона, растрескивание и нарушение сцепления между арматурой и бетоном. Все эти эффекты являются видные раз коррозии активно распространяется в бетоне и, следовательно, снижает работоспособность структурных ..

Более серьезного ухудшения работоспособности структурных объясняет, почему так много RC структуры считаются весьма плачевном состоянии (например, бетонный массив откола), но все структурно звука (Робертс и др.. 2000). Поскольку безопасность факторов (нагрузка и устойчивость факторов), используемых в конструкции для прочности конструкции, как правило, больше, чем для удобства (из-за исключительной важности структурных безопасности), фактический риск потери прочности меньше, чем в эксплуатации. Это приводит к необходимости анализа надежности в коррозионно-индуцированной растрескивание бетона в конструкциях RC. С другой стороны, поскольку затраты на ремонт, как правило, высокой структур RC (в дополнение к неудобств для общественности, в связи с перерывами), он имеет практическое значение для точного прогнозирования времени на ремонт ухудшение структуры, с тем чтобы обеспечить экономию эффективность в управлении активами структур RC. Именно в этой связи, что время зависит от анализа надежности в порядке.

Цель этого документа заключается в представлении надежности методологии, основанной на оценке работоспособности corrosionaffected структур RC, с обслуживания здесь измеряется критерий конкретных ширина трещины. Стохастические модели трещины развивается, что связано с ключевыми факторами, которые влияют коррозионно-индуцированной растрескивание бетона. Зависящих от времени метод используется для количественной оценки вероятности работоспособности провал из-за чрезмерной ширины трещин так что время для структуры, пришло в негодность (и, следовательно, требующих ремонта) можно определить с уверенностью. Факторы, которые влияют на провал из-за коррозии вызванной растрескивание бетона также изучаются. Достоинством предлагаемой методики является то, что структурные оценки непосредственно связана с одной из дизайн критериев, используемых строительных конструкций. Методология, представленная в этом документе может служить инструментом для инженеров-строителей и управляющих активами в принятии решений в отношении работоспособности corrosionaffected структур RC ..

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Определение коррозионно-индуцированной растрескивание бетона имеет важное значение для прогнозирования работоспособности коррозии пострадавших структур RC и подстрекательства технического обслуживания и ремонта сооружений. Хотя исследования по коррозии арматуры в бетоне была обширной, по крайней мере за последние три десятилетия работы по коррозионному воздействию на структурные работоспособности, определяемого по критериям, используемым специалистами, например, ширина трещин и прогибов-прежнему остается неудовлетворительным (например, ACI Комитет 365 2000; Андраде и др.. 1996; Шакер 1992; Лю и Уэйерс 1998; Мелчерс 2001; Оцуки и др.. 2000; Schiessl 1988). Существует нехватка исследований по коррозии вызванной трещины в бетонных конструкциях. Это критерий трещины, что является одним из самых практическое значение для конструкции и оценки, а реальную обеспокоенность инженеров-строителей, операторов и управляющих активами. Кроме того, затраты на ремонт, связанные с corrosioninduced работоспособности неудачи в частности, растрескивание бетона и сколов-превышают силы, связанные с неудачами на значительный запас (Dhir и Маккарти 1999).

Поэтому крайне важно, чтобы точно предсказать работоспособность коррозии пострадавших железобетонных конструкций на основе критерия трещины шириной с тем чтобы обеспечить эффективность затрат на управление активами структур RC. Своевременный ремонт обладают потенциалом для продления срока службы структур RC ..

Постановка задачи

По проекту кодексов и стандартов (ACI 318 [ACI Комитет 318 1999] и BS 8110 [британским стандартам 1997]), практическим критерием работоспособности, связанных с растрескивание бетона структур RC заключается в ограничении трещины шириной до приемлемого уровня. В теории структурной надежности, этот критерий может быть выражен в форме государственной функции ограничения следующим

(Ш ^ о ^ к югу, W, T) = W ^ о ^ к югу (т)-W (T) (1)

где ш (Т) трещины (нагрузка эффект) на поверхности бетона при времени т и к югу W ^ о ^ (Т) критический предел ширины трещины (структурная устойчивость). Ш трещины (T) растет со временем из-за распространения коррозии арматуры в бетоне. Кроме того, к югу W ^ о ^ (т) может со временем измениться, но в большинстве практических приложений это может быть постоянной, предписанные в дизайн кодексов и стандартов. С помощью функции предельного состояния уравнения. (1), вероятность отказа работоспособности из-за коррозии вызванной растрескивание бетона может быть определена из

р к югу с ^ (т) = G P [(W ^ о ^ к югу, W, T)

где P обозначает вероятность события.

Уравнение (2) представляет собой типичную проблему upcrossing, которые могут быть решены с использованием нестационарных надежности методов (Мелчерс 1999). Время зависит от проблемы надежности, в которых все или некоторые из основных случайных величин моделируется как случайный процесс. Для структурных проблем обслуживания, связанных с стохастического процесса растрескивание бетона, измеряемая трещина шириной W (T), структурных обслуживания зависит от времени, как ожидается, прежде чем первый возникновения стохастического процесса W (т) upcrossing критического предела (порог) к югу W ^ о ^ (т) на некоторое время в течение срока эксплуатации конструкции. Эквивалентно, вероятность появления первых таких экскурсий является вероятность отказа работоспособности р ^ к югу с ^ (т) в течение этого периода времени. Это известно как "первый проход вероятность" и может быть определен по формуле. (3) (Мелчерс 1999)

... (3)

где р ^ с ^ к югу (0) есть вероятность отказа работоспособности из-за растрескивание бетона в момент / = 0 и Во многих практических задачах, средняя скорость (3) можно аппроксимировать следующим

... (4)

Upcrossing скорости в формуле. (4) может быть определена по формуле Райс (например, Мелчерс [1999])

... (5)

где ... является upcrossing скорость стохастического процесса W (т) по сравнению с порога W ^ к югу о ^ (т), ... является наклон к югу ш ^ о ^ (т) по времени т; ... является производной времени процесс W (T) и ... () Является совместной функции плотности вероятности W (T) и ... . Аналитическое решение уравнения. (5) было получено в Li и Мелчерс (1993), когда W ^ ^ сг югу детерминировано, а именно

... (6)

...

где [прямой фи] () и . Для данного гауссовским случайным процессом со средним функции (6) может быть определен, согласно теории случайных процессов (см., например, Папулиса [1965] и Мелчерс [1999]), как следует