单层钢结构厂房可靠性的状态评定方法
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摘要
对于规模化的在役工业厂房群体的安全控制而言，日常的维护和监控有着重要而独特的作用，它们是保证在役工业厂房安全的第一道屏障，但是在我国目前的规范体系中，尚无既简便易用又能够指导维护、监控活动的规范。论文为此针对单层钢结构工业厂房提出了结构可靠性的状态评定方法，为维护、监控规范的制定提供理论依据。
论文在阐述我国工业建筑使用状况和现有结构可靠性评定方法的基础上，通过分析钢结构厂房损伤、破坏的特点、规律和原因，指出结构状态与其可靠性之间的关系，并由此提出结构可靠性的状态评定方法的基本思想：结构状态是结构的外在表现，结构性能的衰退和可靠度水平的降低一般都可表现为结构状态的变化，因此通过对结构状态的分析和评价，可间接地对结构的可靠性作出评定。
论文针对单层钢结构厂房，首先建立了状态评定方法的基本体系：根据结构可靠性的影响因素，进一步建立了作用、地基基础、柱系统、屋盖系统、吊车梁系统的评定指标和分级原则；专门研究了构件截面消弱、表面温度、构件变形等主要指标的评定方法；在此基础上，建立了厂房结构可靠性的综合评定方法。
作为工程应用，对宝钢一炼钢落锤车间厂房进行了专门的研究。在现场调查的基础上，首先对厂房地基的沉降规律进行了分析，并根据状态评定的基本方法，建立了地基沉降的控制标准；鉴于厂房特殊的使用环境，还建立了构件表面温度的控制指标；最后，对该厂房进行了综合评价。
论文研究内容和成果为钢结构工业厂房的可靠性评定提供了新的方法。与现行规范的评定方法相比，该法非常适合于工业厂房的日常维护和监控，弥补了我国规范体系的不足，对于规模化的在役工业厂房群体的安全控制有着特殊的作用，其基本思想和研究方法对于其它类型的厂房结构的安全控制也有一定的参考价值。
Regular maintenance and monitoring have important and special effect on safety control of scaled serviced industrial workshops and provide primal safe guarantee to served industrial workshops. But in the present standard system there is a lack of criterion that is simple and used easily and can supervises maintenance and monitoring. State appraisal method of structure reliability of monolayer steel structure industrial workshops is developed and render academic gist for the establishment of maintenance and monitoring criterion.
Based on the illustration of the using state of industrial buildings and the present appraisal method of structural reliability, the paper indicates the relationship between structural state and reliability, by analyzing the feature rule and reason of scathe and demolish of steel workshop, and puts forward the basic view of appraisal method of structural reliability. Structural state is the external performance of structure; The decline of structural performance and decrease of the reliability level are shown as the alter of structure state. Therefore, the analysis and appraisal of structure state can evaluate the structural reliability indirectly.
The paper develops the basic system of state-appraisal method aiming at monolayer steel structure workshop; According to the influence factor of structural reliability, the paper also establishes the appraisal index and gradation principle to the effect foundation column-system roof covering-system and crane girder-system; the appraisal method of main index of unit section's shortening surface temperature and deformation is especially researched; The integrated appraisal method of structural reliability of industrial building is set up on the basis.
A special research on the pylon factory of Bao-steel Stock Ltd .is carried out to illuminate methodological engineering application. On the basis of locale survey, the paper analyzes the deformation law of the foundation firstly, and establishes a controlling standard of the foundation settlement according to the method of state appraisal; In view of the special environment of the workshop, a control index of the surface temperature of element is set up; A integrated appraisal on the workshop is provided at last.
The research content and payoffs of the paper supplies a new method to the appraisal of steel structure industrial workshops. Compared with the current appraisal method, the method is very
suitable for the regular maintenance and monitoring of the industrial workshop, and makes up the scarce of the current system, and has a special function for the safety control of the industrial building. Basic idea and method also has some reference values for the safe control of other types of mill structure.
论文在阐述我国工业建筑使用状况和现有结构可靠性评定方法的基础上，通过分析钢结构厂房损伤、破坏的特点、规律和原因，指出结构状态与其可靠性之间的关系，并由此提出结构可靠性的状态评定方法的基本思想：结构状态是结构的外在表现，结构性能的衰退和可靠度水平的降低一般都可表现为结构状态的变化，因此通过对结构状态的分析和评价，可间接地对结构的可靠性作出评定。
论文针对单层钢结构厂房，首先建立了状态评定方法的基本体系：根据结构可靠性的影响因素，进一步建立了作用、地基基础、柱系统、屋盖系统、吊车梁系统的评定指标和分级原则；专门研究了构件截面消弱、表面温度、构件变形等主要指标的评定方法；在此基础上，建立了厂房结构可靠性的综合评定方法。
作为工程应用，对宝钢一炼钢落锤车间厂房进行了专门的研究。在现场调查的基础上，首先对厂房地基的沉降规律进行了分析，并根据状态评定的基本方法，建立了地基沉降的控制标准；鉴于厂房特殊的使用环境，还建立了构件表面温度的控制指标；最后，对该厂房进行了综合评价。
论文研究内容和成果为钢结构工业厂房的可靠性评定提供了新的方法。与现行规范的评定方法相比，该法非常适合于工业厂房的日常维护和监控，弥补了我国规范体系的不足，对于规模化的在役工业厂房群体的安全控制有着特殊的作用，其基本思想和研究方法对于其它类型的厂房结构的安全控制也有一定的参考价值。
Regular maintenance and monitoring have important and special effect on safety control of scaled serviced industrial workshops and provide primal safe guarantee to served industrial workshops. But in the present standard system there is a lack of criterion that is simple and used easily and can supervises maintenance and monitoring. State appraisal method of structure reliability of monolayer steel structure industrial workshops is developed and render academic gist for the establishment of maintenance and monitoring criterion.
Based on the illustration of the using state of industrial buildings and the present appraisal method of structural reliability, the paper indicates the relationship between structural state and reliability, by analyzing the feature rule and reason of scathe and demolish of steel workshop, and puts forward the basic view of appraisal method of structural reliability. Structural state is the external performance of structure; The decline of structural performance and decrease of the reliability level are shown as the alter of structure state. Therefore, the analysis and appraisal of structure state can evaluate the structural reliability indirectly.
The paper develops the basic system of state-appraisal method aiming at monolayer steel structure workshop; According to the influence factor of structural reliability, the paper also establishes the appraisal index and gradation principle to the effect foundation column-system roof covering-system and crane girder-system; the appraisal method of main index of unit section's shortening surface temperature and deformation is especially researched; The integrated appraisal method of structural reliability of industrial building is set up on the basis.
A special research on the pylon factory of Bao-steel Stock Ltd .is carried out to illuminate methodological engineering application. On the basis of locale survey, the paper analyzes the deformation law of the foundation firstly, and establishes a controlling standard of the foundation settlement according to the method of state appraisal; In view of the special environment of the workshop, a control index of the surface temperature of element is set up; A integrated appraisal on the workshop is provided at last.
The research content and payoffs of the paper supplies a new method to the appraisal of steel structure industrial workshops. Compared with the current appraisal method, the method is very
suitable for the regular maintenance and monitoring of the industrial workshop, and makes up the scarce of the current system, and has a special function for the safety control of the industrial building. Basic idea and method also has some reference values for the safe control of other types of mill structure.
引文
[1] 刘西拉、李田，工程结构可靠性鉴定标准的展望，建筑结构，1994年第5期
[2] 赵丕华、林志伸，《钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定规程》编制概况，工业建筑，1990年第11期
[3] 熊辉霞、李惠强，单层工业厂房可靠性鉴定探讨，南都学坛，2001年第3期
[4] 曹双寅、邱洪兴、王恒华，结构可靠性鉴定与加固技术，中国水利水电出版社，1999年4月
[5] 李继华，可靠性数学，中国建筑工业出版社，1988年5月
[6] 余安东、叶润修，建筑结构的安全性与可靠性，上海科学技术文献出版社，1986年5月
[7] 赵国藩、李云贵，旧有房屋结构性能的评估，大连理工大学土木系，1989
[8] 王光远，结构现有期间的动态可靠度及其维修理论初探，哈尔滨建筑工程学院学报，第23卷第2期，1990
[9] 李清富、刘晨辉，基于主观概率的结构破损状况评估，工业建筑，1995年第25卷第8期
[10] 郭书祥、吕震宙、冯立富，基于可能性理论的结构模糊可靠性方法，计算力学学报，第19卷第1期，2002年2月
[11] 董安正、赵国藩，建筑结构模糊可靠度置信区间的确定方法，建筑结构学报，第24卷第2期，2003年4月
[12] Bilal M. Ayyub, Chao-Yi Chia, generalized conditional expectation for structural reliability assessment, structural safety 11 (1992) 131—146
[13] Rajashekhar R. Malur, Adidam S. R. Sai, Bruce R. Elingwood, Structural reliability analysis through response surfaces, Journal of Structural Engineering, Vol 22 No. 4 January 1996 pp. 179-192
[14] Malur R. Rajiashekhar, Bruce R. Ellingwood, A new look at the response surface approach for reliability analysis, structural safety 12 (1993) 205—220
[15] N. Gayton,J. M. Bourinet，M. Lemaire, CQ2RS:a new statistical approach to the response surface method for reliability analysis, structural safety 25 (2003) 99—121
[16] Karen C. Chou, JieYuan, Safety assessment of existing structures using a filtered fuzzy relation, structural safety 11 (1992) 173—189
[17] 姚继涛、赵国藩、浦聿修，现有结构可靠性基本分析方法，西安建筑科技大学学报，1997年12月，第29卷第4期
[18] 姚继涛，现有结构可靠性评定的标准和方法，西安建筑科技大学2001年度学术大会论文(2002-1西安)，内部刊物
[19] 国家标准，工业厂房可靠性鉴定标准(GBJl44-90)，中国建筑工业出版社，1990年
[20] 国家标准，建筑结构可靠性设计统一标准(GB50068—2001)，中国建筑工业出版社，2001年
[21] 姚继涛、马永欣、董振平、雷怡生，建筑物可靠性鉴定和加固，科学出版社，2003年6月
[22] 牛荻涛，混凝土结构耐久性与寿命预测，科学出版社，2003年2月
[23] 何水清、王善，结构可靠性分析和设计，国防工业出版社，1993年3月
[24] 吴世伟，结构可靠度分析，人民交通出版社，1990年8月
[25] 梁兴文、史庆轩，混凝土结构设计，科学出版社，2004年2月
[26] 罗福午，建筑结构缺陷事故的分析和防治，清华大学出版社，1996年12月
[27] 王济川、王杰，建筑物的损伤诊断与对策，1993年12月
[28] 雷宏刚，钢结构事故分析与处理，中国建材工业出版社，2003年3月
[29] 浩明，建筑工程质量管理丛书(中册)，中国建材工业出版社，1999年4月
[30] 王平，中华人民共和国工程建设标准强制性条文房屋建筑部分(2002年版)实施手册第二册，金版电子出版公司，2003年1月
[31] 袁驷，程序结构力学，高等教育出版社，2000年
[32] 危险房屋鉴定标准(jGj125-99)，中华人民共和国行业标准，中国建筑工业出版社，2000 年
[33] 陈绍蕃，钢结构(第二版)，中国建筑工业出版社，1993年1月
[34] 钢结构设计规范(GB50017—2003)，中国计划出版社，2003年10月
[35] 谭巍，高温(火灾)条件下钢结构材料性能研究，工业建筑2000年第30卷第10期
[36] 魏瑞演，钢结构材料在高温(火灾)条件下的力学性能试验研究，福建建筑高等专科学校学报，2002年3月第4卷第1期
[37] 张家旭，钢结构的变形和校正，中国铁道出版社，1990年
[38] 陈骥，钢结构稳定理论与设计，科学出版社，2003年9月
[39] 陈绍蕃，钢结构设计原理，科学出版社，2001年
[40] 黄作宾，断裂力学基础，中国地质大学出版社，1991年9月
[41] 钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定规程(YBJ219—89)，冶金工业出版社，1990年
[42] 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)，中国建筑工业出版社，2002年2月
[2] 赵丕华、林志伸，《钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定规程》编制概况，工业建筑，1990年第11期
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[4] 曹双寅、邱洪兴、王恒华，结构可靠性鉴定与加固技术，中国水利水电出版社，1999年4月
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[9] 李清富、刘晨辉，基于主观概率的结构破损状况评估，工业建筑，1995年第25卷第8期
[10] 郭书祥、吕震宙、冯立富，基于可能性理论的结构模糊可靠性方法，计算力学学报，第19卷第1期，2002年2月
[11] 董安正、赵国藩，建筑结构模糊可靠度置信区间的确定方法，建筑结构学报，第24卷第2期，2003年4月
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[26] 罗福午，建筑结构缺陷事故的分析和防治，清华大学出版社，1996年12月
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[29] 浩明，建筑工程质量管理丛书(中册)，中国建材工业出版社，1999年4月
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[33] 陈绍蕃，钢结构(第二版)，中国建筑工业出版社，1993年1月
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[42] 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)，中国建筑工业出版社，2002年2月