浅析随时间变化的钢筋混凝土阻力

1、淮 阴 工 学 院毕业设计外文资料翻译学院（系系）：建建筑工程程系专 业：土木工工程（建建筑工程程方向）姓 名：王 丽 学 号号：10031441399 (用外文写)外文出处处：Joournnaloof WWuhaanUnniveersiityTechhnooologgy-MMateer.SSci.Ed附 件： 1.外文资资料翻译译译文；2.外外文原文文。 指导教师师评语： 签名名： 年 月月 日注：请将将该封面面与附件件装订成成册。附件1：外文资资料翻译译译文随时间变变化的钢钢筋混凝凝土阻力力分析摘要对对钢筋混混凝土材材料时间间相关性性的分析析方法进进行介绍绍，讨论论钢筋混混凝土的的作用机机

2、理，然然后再研研究随时时间而定定的钢筋筋混凝土土抵抗力力。此外外，钢筋筋混凝土土结构中中的钢材材腐蚀也也是需要要被分析析的。鉴鉴定随时时间而变变的抵抗抗力的实实际统计计方法，包括物物质的材材料，结结构尺寸寸，影响响计算的的确定。另外，范例中中估计随随时间而而变钢筋筋混凝土土结构构构件的抵抵抗力是是给的。关键字不定分分析 ；随时间间变化的的抵抗力力；钢钢筋混凝凝土1介绍绍：因为钢筋筋混凝土土材料适适用于很很多地方方，并且且价格便便宜，所所以它在在土木工工程中是是一种非非常有用用的材料料。因此此，这种种材料大大量的被被使用。然而，传统的的建筑结结构设计计和钢筋筋混凝土土材料的的研究很很少注意意到钢

3、筋筋混凝土土强度和和时间的的关系，尤其是是作用在在材料上上的不同同影响作作用几乎乎是不予予研究的的。直到到近年来来，在建建筑施工工中的一一些研究究才涉及及这个问问题关于钢钢筋混凝凝强度与与时间相相关性的的。已做做过的关关于钢筋筋混凝土土柱破坏坏概率的的研究表表明低强强度的钢钢筋混凝凝土柱破破坏概率率低于偶偶然的荷荷载作用用下的破破坏概率率。并且且这种计计算方法法已经被被运用到到随时间间而变化化的破坏坏概率的的计算上上。低强强度的和和Liuu4 混凝凝土结构构耐久性性上的研研究认为为这种作作用加速速了其的的破坏。并且LLu 6等等已经论论述钢筋筋腐蚀的的情况。一般而而言，依依赖不同同因素的的钢筋

4、混混凝土抵抵抗力明明显减小小。在对对混凝土土结构安安全性校校核上,基础理理论为钢钢筋混凝凝土耐久久性分析析提供了了建议。研究随随时间而而变的钢钢筋混凝凝土结构构的性质质的是必必要的。影响响钢筋混混凝土机机理的因因素 许多因因素对钢钢筋混凝凝土抵抗抗力都产产生影响响。在水水区域内内存在着着超过550种化化学腐蚀蚀元素,水在其其中工作作并且起起调节作作用。获获得一次次相关钢钢筋混凝凝土模型型的实际际方法是是一种多多因素理理解方法法。通常常，对于于单一的的因素，许多结结果只考考虑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来来表示：可以写为为：D ( tt) = K t(11)式中D

5、( tt)，K和t分别为为厚度，速度系系数与碳碳化的时时间。到目前为为止，虽虽然有许许多模型型被运用用到钢筋筋的断裂裂，疲劳劳破坏中中，但是是还没有有大家都都认可的的结论存存在。一一般而言言，能够够降低钢钢筋混凝凝土的抵抵抗力的的变量有有钢筋的的几何尺尺寸，周周边环境境情况以以及随时时间而变变的抵抗抗力等。显而易易见，钢钢筋混凝凝土抵抗抗力的变变化是的的一个随随机函数数过程或或者说是是一系列列材料和和结构变变量的相相互作用用。钢筋筋混凝土土在空气气中的碳碳化被称称之为中中和反应应。它是是合成物物与在空空中的CCO2以以及钢筋筋混凝土土中的碱碱性材料料缓慢中中和的过过程。在在空气中中完全地地碳化

6、密密实混凝凝土中的的钢筋保保护层需需要花费费几十年年的时间间，但是是碳化非非密实混混凝土的的只要几几年。如如果稀薄薄的碳化化材料的的含量比比较高，则钢筋筋混凝土土强度就就会下降降并且在在碳化过过程中结结构的横横截面也也会加快快缩小。碳化作作用会造造成碱度度的降下下和钢筋筋的腐蚀蚀。钢筋筋腐蚀是是钢筋表表面中的的铁不断断地失去去电子然然后在溶溶于水，再在有有氧的条条件下与与水发生生反应。所以，消耗几几倍时间间大量的的浸蚀材材料。这这样可以以使产生生钢筋混混凝土保保护层产产生裂缝缝，并且且沿着钢钢筋方向向降低钢钢筋与混混凝土之之间的粘粘结力，从而造造成钢筋筋混凝土土结构承承载能力力的损失失。近来来

7、的研究究表明钢钢筋最严严重的腐腐蚀是非非碳化保保护层115mmm处。另另一方面面,由于不不完善的的表层和和在混凝凝土上的的裂缝，使腐蚀蚀的开始始时间可可能会提提前，并并且腐蚀蚀速度也也可能大大大地提提高。当当钢筋应应力小于于其屈服服点时，其破坏坏速度是是固定的的。但是是当钢筋筋应力超超过屈服服点时，破坏速速度将提提高几倍倍。后者者被称为为应力破破坏，它它是脆性性的和危危险的体体现。钢钢的锈蚀蚀会减小小钢筋的的承压面面积，破破坏粘结结力以及及降低结结构的有有效性。空气的的腐蚀以以及所有有的液体体都会对对钢筋混混凝土产产生巨大大的影响响。它们们会造成成钢筋混混凝土的的腐蚀，混凝土土保护层层厚度的的

8、减少，最终加加快钢筋筋的锈蚀蚀。当结结构承担担活荷载载时，钢钢筋混凝凝土结构构产生疲疲劳破坏坏,造成强强度极限限和刚度度的递减减，而且且使其产产生并且且扩大裂裂缝。通通常疲劳劳破坏可可以被分分为固定定和随机机破坏，前者被被用来决决定荷载载周期，而后者者相对于于任意的的材料和和荷载而而言。除除以上所所述外，还有其其他许多多因素对对其有影影响。例例如温度度（包括括温度的的高低，变化周周期，冻冻害, 湿度度（包括括干湿周周期），以及及荷载的的调幅。荷载的的调幅可可以使钢钢筋混凝凝土结构构的抵抗抗力降低低。3任意意时间相相关性分分析属于该情情况结构构的随机机变量是是彼此相相互独立立的,并且认认为随时时

9、间变化化为特征征的材料料，以随随机时间间相依函函数为特特征的钢钢筋混凝凝土可以以用下面面公式来来表示：式中：这这一随机机变量指指出了结结构材料料与试验验材料性性质的差差异；是建筑试试验材料料性质的的差异系系数，是是试验材材料的随随机变量量。根据统计计理论，平均值值和标准准自差系系数 （33）式中表示示平均值值，表示随机机过程的的标准自自差系数数 , 和和 分别别 是试试验材料料性质的的平均值值和自差差系数标标准以及及随机变变量 。同样地，任意与与其类似似的解析析模型多多半可以以认为，用来研研究任意意随时间间变化的的钢筋混混凝土结结构的几几何参数数和计算算方法。同样地地，与其其类似的的分析模模型

10、的随随时间变变化的钢钢筋混凝凝土结构构的几何何参数和和计算方方法多半半可以这这样来研研究。钢筋混凝凝土的抵抵抗力可可以用抵抵抗力函函数R ( xx1 , x2 , , xxn )表示。其中表表示计算算结构的的参数，例如材材料，几几何形状状，计算算方法等等。另外外，考虑虑到疲劳劳工作，计算模模型和最最初参数数以及与与时间相相关的抵抵抗力模模型可以以用下式式表示：式中 ： (R0, t) 是随随机抵抗抗过程，R0 是最初初阻力，,是随机机过程的的疲劳破破坏，KKp是计计算模型型的不可可测定参参数，xxi表示示随机过过程的物物质参数数。许多关于于钢锈蚀蚀的实验验表明钢钢的侵蚀蚀过程与与正规随随机过程

11、程相一致致。分离离程序，随机时时间相关关的抵抗抗力( R00, tt)可以以简单地地表示为为:式中：RR ( t)是是由时间间决定的的函数，而R00是任意意初阻力力。另外，其其它的不不能确定定的情况况应该被被考虑，例如未未确定实实际材料料的抵抗抗力大小小，几何何学尺寸寸，和计计算模型型。对于简单单结构，任意过过程的抵抵抗力函函数，可可以简单单写成：式中：是是与时间间有关的的函数，计算模模型是计计算模型型的不可可测定参参数，以以及是由由计算模模型决定定的结构构抵抗力力。 对于单单一结构构构件用用等式( 7)表示，可以写写作：式中：,以及分别别表示为为随时间间变化的的计算参参数，钢钢筋混凝凝土结构

12、构构件几几何形状状和材料料的特征征。是材材料抵抗抗力标准准值。平均值和和标准偏偏差等式式( 88)分别别如下式式表示：在具体施施工应用用中，混混凝土结结构阻力力随机过过程的递递减函数数按以下下公式计计算：式中的是是混凝土土结构阻阻力的随随机过程程，, 是相关关的随机机变量，以及是是随时间间变化的的函数。基于混混凝土结结构设计计的耐久久性等级级，等式式（111）可以以采用下下列公式式确定：式中当钢筋筋混凝土土达到极极限时混混凝土的的抵抗力力平均值值；当当钢筋混混凝土达达到极限限时钢筋筋的抵抗抗力平均均值；钢筋筋混凝土土中的混混凝土的的标准偏偏差系数数；钢筋筋混凝土土中的钢钢筋的标标准偏差差系数；

13、，分别为为混凝土土和钢抵抵抗力减减小系数数，;，涉及到到结构的的材料，可以从从材料实实验中获获得；工程应应用测试轴向向受压钢钢筋混凝凝土的结结构构件件，从而而得到一一些结构构阻力的的统计资资料。考虑初始始值C30 的混凝凝土的平平均值，标准偏偏差；;200MnSSi的钢钢筋，平平均值，偏差标标准偏差差; 初始始阶段的的尺寸是是。混凝凝土和钢钢的抵抗抗力减小小系数可可以分别别从Reef 4处处获得，。在这这种条件件下，轴轴向受压压的钢筋筋混凝土土结构相相关随机机时间抵抵抗力可可以从中中获得。根据钢筋筋混凝土土结构的的设计理理论，抵抵抗力函函数，式式中和分别为为混凝土土和钢筋筋的初阻阻力。其其次在

14、论论文中使使用该理理论建议议，来计计算随机机时间而而定的抵抵抗力。一些统计计数据见见表格11。从计计算结果果中可以以清楚的的看到，钢筋混混凝土的的阻力明明显地随随时间增增加而减减小。这这个现象象是重要要，并且且在校核核钢筋混混凝土的的安全性性上是不不能忽略略的。表1 轴轴向受压压的钢筋筋混凝土土结构构构件随时时间变化化的抵抗抗力时间/年年01020304050平均值kN762552007323395571366566688557556517744459877322标准偏差差kNN124886331193380011644733112994991080028810111055变化系数数0166370166290166320166400166570166885结论对于土木木工程的的研究，设计，建设，钢筋混混凝土结结构的特特征是非非常重要要的。任任意随时时间