Зависящих от времени оценке риска структурных повреждений, вызываемых коррозии арматуры

Старение населения и ухудшение физической инфраструктуры, в конечном итоге уменьшить несущую способность, что требует тщательной оценки риска структурных сбоев из-за ухудшения. Эта статья пытается представить производительности методологии, основанной на ухудшение оценки железобетонных конструкций из-за коррозии арматуры. Модели структурной деградации, как измеряется прочность и работоспособность взяты из экспериментальных данных, с тем, что время, ухудшилась структура становится небезопасным или непригодным к использованию, и, следовательно, нуждается в укреплении и ремонт, можно предсказать с уверенностью. Факторы, которые оказывают существенное влияние структурной деградации также определить с помощью двух методов анализа чувствительности. Достоинством предлагаемой методики является то, что структурное ухудшение непосредственно связанные с выполнением критериев, используемых специалистами-практиками. Установлено, что при тех же условиях эксплуатации, железобетонных изгиб членов находится в морской среде может стать непригодным, прежде чем стать небезопасным.

Сделан вывод, что время зависит от надежности метода может служить инструментом для конструкторов, а также управлению активами разработать риска информированы и экономически эффективной стратегии в области управления коррозии пострадавших бетонных конструкций. Своевременное вмешательство есть потенциал, чтобы продлить их срок службы ..

Ключевые слова: износ; недостаточность; силы.

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

ВВЕДЕНИЕ

Старение населения и ухудшение физической инфраструктуры, в конечном итоге уменьшить его несущей способности, что делает инфраструктуру более уязвимыми с течением времени в течение ожидаемого срока службы и несет в себе потенциальную опасность для населения в целом. Это требует тщательной оценки риска структурных сбоев из-за ухудшения. Для железобетона (RC) структур, коррозии арматуры в бетоне является доминирующим причинным фактором для их преждевременный износ, вызывая различные степени повреждения структуры и приводит к конечной структурных коллапса (Брумфилд 1997; ASTM STP 1137). Предполагается, что коррозия связанных технического обслуживания и ремонта конкретных расходов инфраструктуры около $ 100 млрд ежегодно по всему миру (Chen 2004). Очевидно, что для поддержания безопасности и работоспособности коррозии пострадавших структур RC, методика должна быть разработана для оценки структурной деградации. Поскольку оба процесса коррозии и структурной деградации не только случайных, но и время вариант, это вполне оправданно использовать зависящие от времени надежность метода оценки риска структурных сбоев из-за коррозии индуцированные структурные ухудшения ..

Время зависит от надежности методы имеют преимущество в прогнозировании время для выступлений, то есть, ремонт и усиление, на ухудшение структуры. Это имеет практическое значение, так как затраты на ремонт и укрепление структур RC существенные (в дополнение к неудобств для общественности из-за перерывов в ходе выступления). В целях достижения экономической эффективности в управлении бетонные конструкции, инженеры, операторы и управляющие активами, очень обеспокоены тем, со временем, что структура становится небезопасным или непригодным для использования вследствие износа. Несомненно, что время зависит от надежности метода может служить альтернативой к существующим методам оценки рисков структурных повреждений, вызываемых коррозии арматуры (ACI Комитет 365 2000; Амей и др.. 1998; Гонзалес и др.. 1996; Frangopol, Лин, Эстес и 1997; Maage и др.. 1996; Prezzi, Geyskens и Монтерио 1996; SHRP-S-324, 1994; Стюарт и Rosowsky 1998; Thoft-Кристенсен 1998 и Tuutti 1982).

При оценке безопасности и работоспособности corrosionaffected структур RC, модели для коррозионно-индуцированные структурные ухудшения являются необходимыми. Потому коррозии арматуры в бетоне является долгосрочным процессом, для надлежащей разработки структуры, есть только ограниченный опыт работы на местах доступна, на котором рисовать и с которого можно произвести эмпирические правила. Значительные усилия на исследования коррозии арматуры в железобетонных конструкций направлена в первую очередь на коррозию, чем на начало его распространения и последствия распространения коррозии на структурное ухудшение в смысле потери структурного потенциала (Андраде, Алонсо, и Молина 1993; Hong и Хутон 1996; Li 2000; Лю и Уэйерс 1998; Оцуки и др.. 2000; Chen 2004; Schiessl 1988, и др. Юн. 2000). Это распространения коррозии, что приводит к сокращению структурного потенциала, который имеет значительный интерес для инженеров, операторов и управляющих активами к коррозии пострадавших структур RC (Мелчерс 2001). С недавних производства экспериментальных данных о воздействии целом процесс коррозии на структурные ухудшения в тестовом режиме, тесно представляет реальных условиях службы структур RC находится в морской среде (2001 Li, 2003), становится возможным разработать модели для структурной потенциал ухудшения.

Очевидно, что эти разработанных моделей могут быть добавлены в копилку знаний о структурной деградации. Эти знания необходимы не только в определении оптимального времени на ремонт и укрепление поврежденного структур, но и в разработке руководящих принципов, касающихся жизни всей конструкции и оценка структуры RC в целом (Li 2004) ..

Эта статья пытается представить производительности методологии, основанной на ухудшение оценки структуры RC за коррозии арматуры использованием нестационарных методов надежности. Модели структурной деградации, как измеряется прочность и работоспособность взяты из данных, полученных в результате проведения эксперимента представителя реалистической морских условиях эксплуатации. С помощью этой методологии, время ухудшилась структура становится небезопасным или непригодным к использованию, и, следовательно, нуждается в укреплении и ремонт, можно предсказать с уверенностью. Для выявления факторов, которые существенно влияют структурные ухудшения, анализ чувствительности в отношении основных переменных проектирования конструкций RC осуществляется. Достоинством предлагаемой методики является то, что структурное ухудшение непосредственно связанные с выполнением критериев, используемых специалистами-практиками. Методология, представленная в этом документе может служить инструментом для инженеров-строителей, операторов и управляющих активами разработать риска информированы и экономически эффективное управление схема corrosionaffected железобетонных конструкций ..

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Хотя различные методы были предложены для оценки риска аварий из-за коррозии-индуцированные структурные ухудшения (см. предыдущие ссылки), зависящие от времени методы надежности не были широко применяются. Так как процесс коррозии и структурной деградации не только случайных, но и время вариант, это вполне оправдано использование нестационарного надежности метода оценки риска структурных сбоев. В результате оценки риска ухудшения структуры, рациональных и практических моделей поведения структурных являются необходимыми. Обзор научной литературы (см. предыдущие ссылки), однако, показывает, что существует нехватка таких моделей в коррозионно-индуцированной структурной деградации, в частности, модели, разработанные с данными, полученными в результате тестов, при естественном коррозии и реалистичные условия обслуживания нагрузки. Именно в этой связи, что настоящий документ предлагает производительность методологии, основанной на оценке риска, из коррозионно-индуцированной структурной деградации с помощью зависящих от времени надежности методов и рациональных и практических моделей структурной деградации ..

Постановка структурной деградации

Проблема структурной деградации может быть определена количественно использованием ухудшение функции следующим образом (Kameda и Коикэ 1975; Li 1995a)

... (1)

где Одно из преимуществ, определяющих структурные ухудшения в виде формулы. (1) является то, что ухудшение функции Относительной форме ухудшения функции может нормализовать данные о структурных износа, полученные из структур различных типов и первоначальной прочности. Это может максимально эффективно использовать имеющиеся данные, которые, как правило, мало, и, следовательно, увеличить размер образцов для статистического анализа. При определении структурного ухудшения уравнения. (1), вероятность неудачи структурных из-за ухудшения р к югу F, D ^, можно определить

р к югу F, D ^ (т) = P [

где

Как видно, уравнение. (2) представляет собой типичный вниз пересечения проблемы в контексте теории случайных процессов и 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 ухудшения представляет собой случайный процесс ухудшения функции порога) Эквивалентно, вероятность появления первых таких экскурсий есть вероятность разрушения конструкции из-за ухудшения р к югу F, D ^ (т) в течение этого периода времени. Это известно как "первый проход вероятности", и может быть определена (Мелчерс 1999)

... (3)

, где р югу F, D ^ (0) есть вероятность ухудшения неудачи в момент / = 0, и В целом, средняя скорость в формуле. (3) может быть определена по формуле Райс (Мелчерс 1999)

... (4)

где является наклон является производной по времени процесса это совместная функция плотности вероятности для При (4) может быть выражена следующим образом, а полученные в Li и Мелчерс (1993)

... (5а)

где Для данного гауссовским случайным процессом со средней функции (5) может быть определен, исходя из теории случайных процессов (1965 Папулиса и Мелчерс 1999), а именно

... (5b)

... (5с)

где

... (5d)

... (5e)

... (5f)

и кросс-корреляционная функция является

... (5G)

Так как для ухудшения проблем, то почти наверняка, что структура не будет разрушаться из-за ухудшения в начале его службы, р югу F, D ^ (0) = 0 в уравнении. (3). Подставляя уравнения. (5), уравнения. (3) можно переписать в виде

... (6)

В то время, что р ^ к югу F, D ^ (т) больше, чем максимально допустимый риск с точки зрения вероятности ухудшения р неспособность к югу ^ ^, именно в это время структура становится небезопасным или непригодных к эксплуатации и требуют вмешательства, такие как укрепления или ремонта. Это можно определить из следующих

р к югу F, D ^ (T ^ югу I ^)

, где T ^ I ^ к югу обозначает время, что структура требует вмешательства или в конце срока службы. В принципе, р ^ ^ к югу может быть определена по стоимости рисков оптимизации структуры в течение всего срока службы. Это выходит за рамки этого документа и не будут обсуждаться здесь, но могут быть переданы (Li 1995b и Thoft-Кристенсен и Соренсен 1987).

Для уравнения. (6) для любого практического использования, основные усилия заключается в разработке модели стохастической за ухудшение функции Хотя Есть много механизмов структурной деградации, в настоящем документе основное внимание уделяется только коррозионно-индуцированной структурной деградации структуры RC после начала коррозии. Особый интерес для практикующих ухудшение прочности и работоспособности (в лице отклонения) структуры (Мелчерс 2001). Это будет рассматриваться в следующем.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ухудшения FUNCTION

Подготовка данных и анализа

Как можно оценивать, коррозионно-индуцированный процесс ухудшения структуры RC является сложным и многообразным. С учетом нынешнего состояния знаний и понимания распространения коррозии и ее влияние на структурные ухудшения, прочность и прогиб (см. предыдущие ссылки), кажется, что усилия по разработке аналитической модели для структурной деградации, то есть ухудшение функции (Т) в формуле. (1), не может привести к удовлетворительному решению. В этой статье усилия посвящена разработке эмпирической модели за ухудшение функции на основе опубликованных экспериментальных данных. Это феноменологический подход может быть оправдан, когда историческое развитие теории структур RC рассматривается (Мирза, Hatzinikolas и Макгрегор 1979), в котором расчетные формулы (например, прочность и прогиб), основаны на большое количество экспериментов. В настоящей работе экспериментальных данных производится из 30 членов конкретных изгиб со структурно-значительных размеров и подвергаются одновременному вторжений хлорида и нагрузок дизайн услуг используются для получения ухудшение функции

Для исследования влияния коррозии распространения на структурное ухудшение способности (в том числе и силу, и отклонения), программа испытаний на крупномасштабных конкретные консольные балки была проведена Li (2001, 2003). Обзор установки испытания и типичные сечения испытательного образца показана на рис. 1. В ходе испытаний, распространения коррозии и ее влияние на структурные ухудшения наблюдались на образцах при одновременных морских брызг (увлажнения и сушки) и обслуживание грузов в контролируемых экологических камеры, созданные специально для программы испытаний (Li 2001). Для целей разработки стохастических моделей, две реплики были использованы для каждого испытательного образца для создания как минимум четыре набора данных (см. рис. 1) необходимо сформировать основу для статистического исследования. 30 опытных образцов состояла из различных конкретных составов, то есть, водоцементное отношение (в / с) и цемента типа. Остаточная прочность и отклонения опытных образцов были определены на основе Неразрушающие испытания во время три, пять и семь месяцев с начала испытаний.

Чтобы достичь заметного ухудшения в течение разумного периода работы (Франсуа и Кастель-2001), была проведена проверка в контролируемых циклов смачивания и сушки на процесс коррозии. Это требует калибровки тесты для проверки применимости данных и последующих моделей, накопленный в рамках испытания (или смоделированные) условия для типичных условий службы. На основе калибровочных испытаний, коэффициент ускорения был получен для преобразования испытаний (имитация) время фактического времени (подробнее о времени преобразования см. Li (2000, 2001)). Типичные результаты структурной деградации измеряется в ухудшение функции определены в формуле. (1), показанной на рис. 2 и 3 (Li 2003) ..

Разработка стохастической модели необходимо для анализа вариабельности экспериментальных данных. Изменчивости результатов испытаний на коррозию-индуцированные структурные ухудшения вытекает из неопределенности, унаследованные от таких факторов, как условия окружающей среды, электрохимические реакции (коррозии), бетон неоднородности, мастерства в сфере строительства, расхождение в конструктивных размеров, человеческие ошибки в измерении, и так далее. Неопределенность может быть существенно разделить на две категории: собственной неуверенности и неопределенности эпистемологического (Мелчерс 1999). Первая относится к основным, врожденные и / или неизбежной неопределенности, связанные с этим вопросом в родной образом. Последнее относится к неопределенности, которая может быть уменьшена с увеличением знаний, информации и / или лучшего понимания. Очевидно, что неопределенность, связанная с коррозионно-индуцированные структурные ухудшение собственного. Это может быть в виду, что всесторонний анализ факторов неопределенности в коррозионно-индуцированные структурные ухудшение сложной задачей, поскольку это связано со многими основных дисциплин, как химия, физика, технологии бетона, механики конструкций.

и так далее. В данной работе феноменологический подход применяется для анализа неопределенности данных испытаний, с упором на определении среднее значение и стандартное отклонение ухудшение функции на прочность и прогиб. Результаты этого анализа также показано на рис. 2 и 3 ..

Стохастические модели

Как ранее обоснованные, ухудшение функции могут быть смоделированы как случайный процесс со средним функции ) в общем виде

C ^ югу к югу

с коэффициентом вариации (COV) функции

V ^ ^ к югу

где (1). Значение Это позволяет последствий таких факторов, как степень коррозии бетона и структурных деталей. Это может быть в виду, что В уравнении. (8b) и (8c), коэффициент, характеризующий изменение неопределенность на ухудшение процесса, а также V ^ ^ 0 югу является первоначальный вариант структурного потенциала, который может быть получен из научной литературы (Мирза, Hatzinikolas и Макгрегор 1979).

Для коррозионно-индуцированной структурной деградации RC изгиб членов в морской среде, уравнения. (8) могут быть выполнены с использованием математических регрессии экспериментальных данных на рис. 2 и 3. В силу ухудшения регрессионного анализа экспериментальных данных на рис. 2 дает

V ^ ^ к югу

Как видно из рис. 2, коэффициент корреляции этого регрессии 0,98 для средней функции и 0,95 для функции COV. Это указывает на хорошее согласие между тестовыми данными и предложенной модели. Следует отметить, что V ^ ^ к югу 0 в формуле. (9b) был равным нулю на прочность ухудшения. Это потому, что он почти уверен, что силы нет ухудшения в начале эксплуатации нового зданий.

На основе регрессионного анализа экспериментальных данных на рис. 3, выражения для среднего и COV ухудшения функции отклонения могут быть получены следующие

V ^ ^ к югу

Опять же, коэффициент корреляции для этой регрессии является удовлетворительным. Следует отметить, что V ^ ^ к югу 0 в формуле. (10b) не равен нулю для отклонения ухудшения. Это потому, что он менее уверен, что не существует отклонения ухудшения в начале службы даже построили новые структуры, такие как ползучести и усадки эффектов.

ПРОГНОЗ ухудшения FAILURE

В модели ухудшения функции, вероятность неудачи структурных из-за ухудшения можно предсказать по формуле. (6) когда-то приемлемый предел для структурной деградации, то есть В силу ухудшения, которые могут быть оценены, трудно решить приемлемый предел так как безопасность имеет первостепенное значение. Существует не так много опыта в этом аспекте либо. Гонзалес и др.. (1996) отмечено, что ущерб уровне 25% в натуральном выражении снижение crosssectional области арматуры, казалось, известный в коррозионной пострадавших структур RC. Это наблюдение на основе данных из Евро-Международный комитет бетона (ЕКС), которая классифицирует структурные ухудшения в зависимости от внешних признаков, таких, как пятен ржавчины, бетона трещины, отслоение покрытия, а площадь поперечного сечения сокращение арматуры . Амей и др.. (1998) предсказал службы коррозии пострадавших железобетонных конструкций с использованием более упрощенным 30% арматурного проката сокращения площади в качестве критерия отказа ..

На рисунке 4 показано влияние различных приемлемых пределах, на вероятность ухудшения провал из-за силы. Как можно видеть, вероятность ухудшения неудачи очень чувствителен к приемлемого. Поэтому очень важно для определения оптимальных допустимый уровень на основе рисков оптимизации затрат по структуре (Li 1995b), в сочетании с комплексными полевых исследований на условиях структурной деградации в течение всего срока службы (Амей и др.. 1998, Гонсалес и др. . 1996). 5 показано влияние коэффициента автокорреляции (т.е. Как видно, соотношение меньшей ухудшение функции между двумя точками во времени (то есть, меньше Эти результаты согласуются с результатами исследований опыт в случайных процессов (Li и Мелчерс 1993) и могут быть объяснены с теорией случайных процессов. По Папулиса (1965), нет автоматической корреляции между различными точками времени как правило, приводит к повышению вероятности наступления событий.

Таким образом учет корреляции между различными точками времени может привести к консервативной оценке силы разрушения. Это может представлять практический интерес, поскольку информация о соотношении структурных ухудшение между двумя точками времени, как правило, не имеется ..

И наконец, время, которое RC изгиб члена в морских условиях становится небезопасным (отказ) в связи с ухудшением corrosioninduced силы могут быть определены для данного приемлемого риска. Опять же, разные критерии принятия приведут в разные времена по структуре небезопасным. Это риска в принятии решений. ASTM C 876 (1991) утверждает уровне уверенности 90% в прогнозировании риском коррозии. Используя этот уровень доверия, как, например, время для структуры небезопасным, T ^ к югу и ^, может быть определена по формуле. (7), т. е.

р к югу F, D (Т и ^ ^ к югу) = 0,1 (11)

, которая дает T ^ к югу и ^ = 11,4 лет для 4.

После той же процедуры, вероятность ухудшения провал из-за отклонения могут быть предсказаны раз приемлемый предел определяется. Поскольку долгосрочные отклонения структуры может составлять от 2 до 3 раз по сравнению с первоначальной отклонения (с учетом всех этих факторов, как ползучесть, усадка, трещины, расслоения, а также нарушение сцепления), было бы целесообразно принять приемлемый предел для отклонения ухудшения будет 0,4. На рисунке 6 показано влияние различных приемлемых пределах, на вероятность ухудшения провал. Опять же, приемлемый предел существенно влияет на вероятность ухудшения провал. На рисунке 7 показан эффект авто-коэффициент корреляции с ухудшением функции на вероятность ухудшения провал. Как видно, соотношение с ухудшением функции между двумя точками во времени (т. е. Это имеет смысл, потому что коррозионно-индуцированной отклонение объясняется многими факторами, такими как скорость коррозии, растрескивание бетона, нарушение сцепления и геометрии не только в сечении, но и по размаху структуры.

Эти факторы взаимосвязаны, в различные моменты времени, так что результирующий эффект в том, что отклонения коррелируется в разное время. Как показано на рис. 7, меньшей корреляции приводит к большей вероятности отказа. Таким образом, учет корреляции при оценке рисков ухудшения работоспособности может быть консервативным ..

Опять же, используя тот же уровень доверия 90%, время RC изгиб члена в области морской среды выходит из строя (отказ) в результате коррозии вызванной ухудшением отклонения T ^ S ^ югу могут быть получены из уравнения. (7) следующим

р к югу F, D ^ (T ^ югу S ^) = 0,1 (12)

, которая дает T ^ югу ы = 8,5 лет для 6.

Следует отметить, что Франсуа и Кастель (2001) предполагают, что это занимает около 10 лет для коррозии арматуры в конструкциях RC, могут вызывать значительные структурные повреждения. Это может быть ориентировочной проверки результаты, показанные на рис. С 4 по 7. Как можно оценивать, информация о T ^ и ^ к югу и к югу T ^ S ^ имеет практическое значение для инженеров-строителей, менеджеров и активов инфраструктуры RC в процессе принятия решений в связи с ее укрепления и ремонтные работы, которые, как правило, зависит от бюджетная ситуация в сутки. Таким образом, как долго может ухудшилась структура сохранить и какие риски участие необходимы вопросы, принимающих решения.

Анализ чувствительности

Вероятностная оценка риска ухудшения структурных требует статистической информации о входных переменных, которые, как правило, не доступны в полном объеме. В связи с отсутствием полной статистической информации по основным случайных величин, оно представляет интерес для выявления этих случайных величин, и случайность распределения параметров влияет на ухудшение большинства, так что данные производства, например, тесты, могут сосредоточиться на этих переменных. Это может быть достигнуто посредством анализа чувствительности по отношению к переменным проектирования структуры использования коэффициент чувствительности (Novak, Теплый и Сираиси 1993). Коэффициент чувствительности является мерой значения входных переменных и / или параметров на выход. Практические методы анализа чувствительности проблемы с надежностью на основе первого порядка надежности (FOR) теории, такие как Мадсен, Krenk и Линд (1986) и Ditlevsen и Мадсен (1996), в котором вероятность неудачи структурных р ^ е югу , г ^ выражается в терминах показателей надежности

р к югу F, D ^ (т) =

При расчете показателей надежности

Как предлагается в Ditlevsen и Мадсен (1996), влияние случайности у переменным проектирования, ^ ^ я к югу от вероятности разрушения конструкции может быть измерен коэффициент чувствительности бездействие следующим

... (14)

где нормальный единичный вектор в предельное состояние поверхности г (U, T) при проверке точки и * и времени т (Мелчерс 1999). Как видно, коэффициент чувствительности бездействие меры относительной погрешности в значении надежности Таким образом, для этих случайных величин с малой относительной ошибки, то есть

Для оценки силы ухудшения пределом государственной функции G ^ к югу и ^ (X, т) может быть выражено в терминах основных переменных проектирования, а

G ^ к югу и ^ (X, T) = F (

где D является диаметр арматуры бар; е ^ у ^ к югу является пределом текучести стали; е ^ с ^ к югу является прочность на сжатие бетона, с-бетона; B ширина поперечного сечения и H глубина сечения. Кроме того, для оценки отклонения ухудшения работоспособности предельное состояние функции G ^ югу S ^ (X, т) может быть выражено в плане дизайна переменные, как

G ^ югу S ^ (X, T) = F (

где E ^ с ^ к югу модуль упругости бетона. С помощью этих функций предельное состояние, чувствительность структурные ухудшения в связи с случайность основных случайных величин может быть оценена по формуле. (14).

Использование значения основных переменных дизайн в таблице 1, фактор чувствительности бездействия могут быть вычислены и результаты представлены на рис. 8 и 9. Как можно видеть, Это не только в соответствии с практическим опытом, но и доказывают обоснованность в определении проблемы структурного ухудшения в формуле. (1). Таким образом, полную статистическую информацию о Это может быть оправдания дополнительных исследований, в частности, экспериментальные исследования в области влияния коррозии на структурные повреждения. Интересно видеть из рис. 8, что диаметр арматуры баров D важно прочности в самом начале, но это значение уменьшается с течением времени один раз коррозии активно распространяется. Это не вызывает удивления, поскольку стальные прутья подвергались воздействию коррозии прочь.

Из рис. 9 видно, что высота сечения элементов конструкций H важно отклонения в начале, но это значение со временем уменьшается раз коррозии активно распространяется, разрушая целостность сечения из-за растрескивание бетона, растрескивание , а также нарушение сцепления между бетонным и арматуры. Рис 8 и 9 ясно показывают, что некоторые проектные переменные могут рассматриваться как детерминированные переменные, такие как свойства материала (т. е. / ^ к югу у ^, е ^ с ^ к югу, и к югу E ^ с ^), а ширина креста сечения изгибаемых членов (то есть, B) ..

Влияние входных параметров на вероятность разрушения конструкции можно судить по параметру коэффициент чувствительности (Мадсен, Krenk и Линд 1986). Эти параметры обозначаются общим названием Параметр фактор чувствительности по параметру

... (17)

где Как можно оценивать, среднее значение и стандартное отклонение (то есть, Таким образом, чувствительность к ухудшению структурных этих двух параметров вычисляется и результаты представлены на рис. От 10 до 13. Опять же, как можно видеть, как среднее значение и стандартное отклонение Диаметр арматуры Важно также структурные ухудшения в рамках государственной предел прочности. Как можно видеть, последствия среднее дизайн переменных и их стандартные отклонения от вероятности разрушения конструкции противоположны. Это и понятно, так как увеличение стандартного отклонения случайных величин, лишь увеличивает вероятность отказа. Аналогичные результаты опубликованы в научной литературе (Thoft-Кристенсен 1998) ..

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективность методологии, основанной на ухудшение оценки железобетонных конструкций из-за коррозии арматуры была предложена и воплощена с изгибной членов находится в морских условиях. Модели структурной деградации, как измеряется прочность и работоспособность были разработаны на основе экспериментальных данных, с тем, что время, ухудшилась структура становится небезопасным или непригодных к эксплуатации и, следовательно, требует усиления или ремонта можно предсказать с уверенностью. Факторы, которые оказывают существенное влияние структурной деградации были также определены с помощью двух методов анализа чувствительности. Было установлено, что при тех же условиях, услуги, железобетонных изгиб членов находится в морской среде может стать непригодным, прежде чем стать небезопасным. Кроме того, было установлено, что ухудшение функции сформулированы в статье, является наиболее значимым фактором, который влияет на вероятность ухудшения провал. Можно сделать вывод, что время зависит от надежности метода может служить инструментом для конструкторов, а также управлению активами разработать риска информированы и экономически эффективной стратегии в области управления коррозии бетонных конструкций пострадавших ..

Авторы

Финансовая поддержка со стороны Королевской инженерной академии, Великобритании, Премия Нету 10177/93 и австралийского исследовательского Совета LX0559653 Нету Грант благодарностью.

Ссылки

ACI Комитет 365, 2000, "Сервис-Life Прогнозирование-современное состояние Доклад (ACI 365.1R-00)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 44 с.

Амей, SL, Джонсон, Д.; Милтенбергер, MA; и Farzam, H., 1998, "Прогнозирование срока службы бетонных Морские сооружения: Экологическая методология", ACI Структурные Journal, В. 95, № 2, март - апрель, с. 205-214.

Андради C.; Алонсо C.; и Молина FJ, 1993, "Обложка крекинг в зависимости от коррозии арматурного проката: Часть 1-экспериментальной проверке", материалы и конструкции, V. 26, с. 453-464.

ASTM C 876, 1991, "Стандартный метод испытаний для Half-Сотовый Потенциалы Немелованная арматурная сталь Бетон," ASTM International, Запад Коншохокен, Пенсильвания, с. 425-430.

ASTM STP 1137, 1992, антикоррозионная форм

Брумфилд, J., 1997, Коррозия стали в бетоне, понимая, исследуя

Chen, ZJ, 2004, "Влияние коррозии арматуры на работоспособности железобетонных конструкций", диссертации магистра, Департамент строительства, Университет Данди, Великобритания, 168 с.

Ditlevsen О., и Мадсен, HO, 1996, Методы структурной надежности, John Wiley

Франсуа Р., Кастель, A., 2001, дискуссии на тему "Влияние ИЗГИБА Crack и водоцементное отношение на хлорид-коррозии, вызываемой Главного арматуры и хомутов," ACI материалы Journal, В. 98, № 3, MayJune, с. 276-278.

Frangopol, DM; Лин, штат Кентукки, и Эстес, А., 1997, "Надежность железобетонных балок под коррозии," Журнал строительной техники, ASCE, В. 123, № 3, с. 286-297.

Гонзалес, JA; Фелиу, S.; Родригес, P.; Лопес, W.; Алонсо, C., и Андраде, C., 1996, "Некоторые вопросы коррозии стали в бетоне-Часть II: механизм коррозии и мониторинга , служба прогноза жизни и методы защиты ", материалов и конструкций, V. 29, с. 97-104.

Гонконг, К., и Хутон, RD, 1996, "Действие циклических воздействия хлоридов на проникновение бетона", цемента и бетона исследований, V. 29, с. 1379-1386.

Kameda, H., и Коике, Т., 1975, "Теория надежности ухудшения Структура" Журнал структурного подразделения, ASCE, В. 101, № ST1, с. 295-310.

Li, CQ, 1995a, "Вычисление вероятности отказа ухудшения структурных System," Компьютеры

Li, CQ, 1995b, "Оптимизация надежности основе структурной Дизайн", "Гражданское сделки инженерия, CE37, № 4, с. 303-308.

Li, CQ, 2000, "Защита от коррозии Начало арматурной стали в бетоне В естественных Spray соль и погрузочно-служба Результаты и анализ", ACI журнал Материалы, В. 97, № 6, ноябрь-декабрь, с. 690-697 .

Li, CQ, 2001, "Начало хлорид Индуцированные коррозии арматуры в бетоне Структурные членов-эксперименты", ACI Структурные Journal, В. 98, № 4, июль-август, с. 501-510.

Li, CQ, 2003, "жизненный цикл моделирования пострадавших коррозии железобетонных конструкций-Распространение" Журнал строительной техники, ASCE, В. 129, № 6, с. 753-761.

Li, CQ, 2004, "Надежность основании прогнозирования срока службы от коррозии пострадавших железобетонных конструкций" Журнал строительной техники, ASCE, В. 130, № 10, с. 1570-1577.

Li, CQ, и Мелчерс RE, 1993, "Outcrossings из выпуклых многогранников для нестационарных гауссовских процессов", журнал "Инженерная механика", ASCE, В. 119, № 11, с. 2354-2361.

Лю, Ю. и Уэйерс, RE, 1998, "Моделирование Время-коррозионного растрескивания в хлорид загрязненных Железобетонные конструкции", ACI журнал Материалы, В. 95, № 6, ноябрь-декабрь, с. 675 -680.

Maage, M.; Helland, S.; Поульсен, E.; Vennesland, О., и Карл, JE, 1996 ", срок службы прогноза существующих железобетонных конструкций, подвергшихся морской среды", журнал ACI материалов, V. 93, № . 6, ноябрь-декабрь, с. 602-608.

Мадсен, HO; Krenk, С. и Линд, NC, 1986, методы структурной безопасности, Prentice-Hall, Inc Englewood Cliffs, NJ, 403 с.

Мелчерс, RE, 1999, Структурный анализ надежности и прогнозирования, 2-е издание, М. Джон и сыновья ", Чичестер, Великобритания, 456 с.

Мелчерс, RE, 2001, "Оценка существующих конструкций-подходы и потребности в исследованиях," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 127, № 4, с. 406-411.

Мирза, SA; Hatzinikolas, M.; и Макгрегор, JG, 1979, "Статистическое описание прочность бетона," Журнал структурной инженерии, ASCE, V. 105, № 6, с. 1021-1037.

Новак, D.; Теплый, B.; и Сираиси, N., 1993, "Анализ чувствительности структуры: обзор", Труды 5-й Международной конференции по гражданской и строительной техники и вычисления, Эдинбург, Великобритания, 17 августа - 19, с. 201-206.

Оцуки, N.; Miyazato, S.; дьола, Н., и Suzuki, H., 2000, "Влияния Гибка Crack и водоцементное отношение на хлорид-коррозии, вызываемой Главного арматуры и хомутов," ACI журнал Материалы, V . 97, № 4, июль-август, с. 454-465.

Папулиса А., 1965, Теория вероятностей, случайные величины и случайные процессы, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 304 с.

Prezzi, M.; Geyskens, P.; и Монтерио, PJM, 1996, "Надежность подход к прогнозированию срок службы бетонных, подвергшихся морской среды", журнал ACI материалов, V. 93, № 6, ноябрь-декабрь, с. 544-552.

Schiessl, P., 1988, "Коррозия стали в бетоне," Доклад RILEM Технического комитета 60-CSC, Чепмен и Холл, Лондон, 65 с.

SHRP-S-324, 1994, "Состояние оценка железобетонных мостов отношению к коррозии арматуры, Том 2: метод измерения скорости коррозии Укрепляя Сталь", SHRP Документы, 125 с.

Стюарт М. Г., Rosowsky, DV, 1998, "Структурные и удобство обслуживания для безотказной работы диффузии хлоридов, трещин, откола и коррозии железобетонных мостов," Доклад исследований Нету 162.02.1998 кафедрой гражданского, геодезии, и экологической инженерии, Университет Ньюкасл, Австралия, 40 с.

Thoft-Кристенсен, П., 1998, "Оценка срок службы существующих железобетонных мостов," Известия Структурные безопасности и надежности, Shinozuka и Вэнь Цзябао, ред., Balkema, Роттердам, с. 121-127.

Thoft-Кристенсен, P., и Соренсен, JD, 1987, "Оптимальные стратегии для осмотра и ремонта структурной системы", "Гражданское инженерной системой, Т. 4, с. 94-100.

Tuutti, К., 1982, Коррозия стали в бетоне, шведский цемента и бетона-исследовательский институт, с. 17-21.

Юн S.; Ван K.; Вайс, WJ и Шах, SP, 2000, "Взаимодействие между загрузкой, коррозии, и работоспособность железобетона", ACI журнал Материалы, В. 97, № 6, ноябрь-декабрь , с. 637-644.

Chun Li Цин является профессором Zhejiang технологический университет, Народная Республика Китай, и старший преподаватель в Университете Данди, Великобритания. Его исследовательские интересы включают риск и анализа надежности строительных работ, последствий коррозии стали на структурные поведения, методология целом дизайн жизни и оценки инфраструктуры, стохастическое моделирование нагрузки (ветер), структурное ухудшение сопротивления, а также общие оценки риска.

Роберт Э. Мелчерс является председателем строительства и директор Центра по производительности и надежности инфраструктуры в Университете Ньюкасла, штат Новый Южный Уэльс, Австралия. Его исследовательские интересы включают structrual риска инженерных и надежность анализа, с учетом рисков принятия решений по управлению жизненным циклом, а также ухудшение моделирования, включая коррозию и волокнистых композитов.