碼頭構件荷載效應時效性及可靠度設計研究.pdf

1、設計基準期內,結構安全性和耐久性可靠性分別由承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)控制。其中以耐久性為目標的正常使用極限狀態(tài)可靠度研究尚處于起步階段。通過開展大型集裝箱高樁碼頭構件荷載效應時效性及設計基準期內正常使用狀態(tài)下的可靠度研究,為碼頭結構時變可靠度的實時預報、結構壽命評估、安全使用以及維護方案提供科學的理論依據(jù)。
　　碼頭荷載大都是依賴于時間的隨機過程,結構抗力也隨時間發(fā)展逐漸衰減,現(xiàn)行可靠度分析沒有考慮時變因素。本文總結出適

2、合于碼頭結構正常使用狀態(tài)的可靠度分析方法,并在此基礎上基于隨機過程理論,進行了碼頭構件正常使用狀態(tài)下荷載效應時效性分析及可靠度時變計算。結合算例,運用蒙特卡羅隨機抽樣方法及結構有限元分析,考慮時間變化及靠泊船型、撞擊次數(shù)和荷載大小隨機,建立船舶撞擊力的荷載效應時變模型;考慮集裝箱裝卸橋不同狀態(tài),以及各狀態(tài)單次持續(xù)時長模型,建立裝卸橋荷載效應及持續(xù)時長的時變模型;最后考慮荷載時變性及材料抗力時間衰減,模擬計算結構在裂縫控制下的正常使用狀態(tài)

3、時變可靠度。通過探索研究得到以下結論:
　　(1)建立較為全面且適用于港口工程正常使用極限狀態(tài)可靠度分析方法的關鍵在于建立合理的荷載效應與抗力的時變模型;
　　(2)基于隨機過程理論,從泊位占用率入手,結合蒙特卡羅隨機方法及結構有限元分析,可以較好的解決船舶撞擊力荷載效應、靠泊船型及次數(shù)隨機的擬合問題,得到的結果與不考慮隨機性因素的荷載效應標準值相差在15％左右;
　　(3)得到本模型下裝卸橋控制工況為工作狀態(tài),且其工