工程结构全寿命设计方法

　　《工程结构全寿命设计方法》涉及工程结构全寿命理论和方法共计13章，第1章为绪论，第2章为工程结构全寿命设计的基本概念，第3章为工程结构全寿命设计理论框架，第4～6章为工程结构全寿命使用寿命指标分析方法、可靠性能指标分析方法和经济指标分析方法，第7章为工程结构全寿命绿色评价体系与可持续性，第8章为工程结构全寿命环境影响与环境成本，第9章为工程结构全寿命社会影响与社会成本，第10章为工程结构全寿命设计优化与管理优化，第11、12章为工程案例，第13章介绍工程结构全寿命总成本计算软件。

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 3
1.2 工程结构设计理论的发展演变 6
1.2.1 容许应力设计法 7
1.2.2 破损阶段设计法 8
1.2.3 经验极限状态设计法 8
1.2.4 基于可靠度的极限状态设计法 8
1.2.5 基于性能的设计法 9
1.2.6 基于风险的设计法 10
1.2.7 全寿命设计法 10
1.3 工程结构全寿命体系的构建 12
1.3.1 全寿命成本分析 13
1.3.2 全寿命设计 14
1.3.3 全寿命评估 14
1.3.4 全寿命管理 14
1.4 工程结构全寿命设计方法的研究现状 15
1.4.1 国外的研究状况 15
1.4.2 国内的研究状况 17
1.5 工程结构可持续性的研究现状 19
1.5.1 工程结构的经济效益 20
1.5.2 工程结构的环境影响 20
1.5.3 工程结构的社会影响 21
1.6 本书的框架内容 21
参考文献 22
第2章 工程结构全寿命设计的基本概念 29
2.1 结构的长期性能 31
2.1.1 长期性能的基本内涵 31
2.1.2 长期性能的影响因素 31
2.1.3 长期性能的关键指标 32
2.2 结构的时变性能 32
2.2.1 作用效应的时变性 32
2.2.2 结构抗力的时变性 34
2.3 不确定性 35
2.3.1 事物的随机性 35
2.3.2 事物的模糊性 35
2.3.3 事物知识的不完善性 35
2.3.4 全寿命分析中的不确定性 36
2.4 结构的可靠性 36
2.5 结构的可持续性 38
参考文献 39
第3章 工程结构全寿命设计理论框架 41
3.1 全寿命设计理论的目标体系 43
3.1.1 核心目标层次 44
3.1.2 绿色目标层次 48
3.1.3 各指标的关系 48
3.2 全寿命设计理论的基本内容 49
3.2.1 按结构全寿命设计核心目标确定 50
3.2.2 按结构全寿命设计的时间阶段确定 51
3.2.3 全寿命设计与现行结构设计的联系与区别 53
3.3 混凝土结构全寿命设计理论框架 55
3.3.1 结构全寿命设计指标体系 55
3.3.2 结构全寿命设计的核心指标 56
3.3.3 结构全寿命设计的绿色指标 60
3.3.4 全寿命分层设计的思路 65
3.4 改进的全寿命设计方法 66
3.4.1 改进的全寿命设计理论指标体系 66
3.4.2 结构可靠性指标 67
3.4.3 结构全寿命可持续发展指标 70
3.4.4 新旧全寿命设计理论体系的比较 72
3.4.5 结构耐久性对安全性、适用性的影响 73
3.4.6 结构耐久性对可持续发展指标的影响 74
参考文献 74
第4章 工程结构全寿命使用寿命指标分析方法 77
4.1 结构使用寿命的定义、分类及作用 79
4.1.1 结构使用寿命的定义及分类 79
4.1.2 不同阶段使用寿命研究内容 80
4.1.3 结构使用寿命特点 81
4.1.4 结构使用寿命的指导作用 81
4.2 结构设计使用寿命 82
4.2.1 结构设计使用寿命概念 82
4.2.2 设计使用寿命的确定 83
4.2.3 不同部件设计使用寿命及寿命匹配 86
4.3 基于使用寿命的结构设计方法 87
4.3.1 结构基于使用寿命设计的概念和思路 88
4.3.2 结构使用寿命动态终结标准 90
4.3.3 结构使用寿命预测 91
4.4 使用寿命设计与再设计 99
4.4.1 使用寿命设计基础 99
4.4.2 使用寿命设计(再设计)步骤 99
参考文献 101
第5章 工程结构全寿命可靠性能指标分析方法 103
5.1 结构性能体系模型 106
5.1.1 性能体系模型框架 106
5.1.2 目标要求及性能需求 107
5.1.3 结构的作用水平及作用标准 107
5.1.4 结构的性能水平及性能标准 119
5.1.5 结构全寿命设计的性能指标 126
5.1.6 结构全寿命性能极限状态 127
5.2 混凝土结构全寿命抗弯承载力时变模型 129
5.2.1 混凝土内钢筋全寿命性能劣化的阶段模型 129
5.2.2 混凝土结构全寿命抗弯承载力时变分段模型 130
5.2.3 模型验证 141
5.3 结构全寿命可靠性能分析 144
5.3.1 结构可靠性能的时变性 144
5.3.2 时变可靠度分析的时间参数 147
5.3.3 时变可靠度分析的荷载模型 147
5.3.4 时变抗力的随机过程模型 148
5.3.5 时变可靠度分析方法 152
5.3.6 动态可靠度计算实例 153
5.4 基于耐久性的结构全寿命可靠度设计方法 156
5.4.1 承载能力状态的可靠度设计实用方法 157
5.4.2 适用状态的可靠度设计实用方法 165
参考文献 175
第6章 工程结构全寿命经济指标分析方法 179
6.1 经济分析的方法、基本参数及成本构成 181
6.1.1 经济分析的基本方法 181
6.1.2 全寿命成本的构成 182
6.1.3 全寿命经济分析中的参数确定 184
6.2 全寿命各阶段的成本模型 186
6.2.1 全寿命各阶段的成本影响 186
6.2.2 全寿命各阶段的成本模型 187
6.3 全寿命成本模型 194
6.3.1 拟建结构的全寿命成本模型 194
6.3.2 已建结构的全寿命成本模型 195
6.4 管养措施的设置与成本预测 196
参考文献 199
第7章 工程结构全寿命绿色评价体系与可持续性 201
7.1 工程结构全寿命绿色评价指标的构建 204
7.1.1 绿色评价指标大类划分 204
7.1.2 指标分级 205
7.1.3 指标类型 206
7.1.4 指标权重 206
7.2 工程结构全寿命绿色评价指标的内涵 207
7.2.1 区域环境指标 208
7.2.2 用户及社会满意度指标 209
7.2.3 全球环境指标 210
7.2.4 工程结构全寿命绿色评价的特殊性 211
7.2.5 沿海高速公路桥梁结构全寿命绿色评价指标体系 211
7.3 全寿命环境指标、社会指标与全寿命成本的关系 213
7.4 基于可持续性的全寿命总成本模型 214
7.4.1 全寿命总成本 214
7.4.2 全寿命成本模型 215
7.4.3 基于可持续性的全寿命总成本模型 215
参考文献 216
第8章 工程结构全寿命环境影响与环境成本 219
8.1 现有的环境成本分析方法 221
8.2 工程结构的环境成本模型 222
8.2.1 环境成本的范围 222
8.2.2 环境影响的货币化 223
8.2.3 包含环境成本的全寿命成本模型 226
8.3 包含环境成本的初始成本及结构选型 228
8.4 包含环境成本的桥梁构件全寿命成本分析 231
8.5 环境成本折现率 233
参考文献 234
第9章 工程结构全寿命社会影响与社会成本 239
9.1 现有的社会影响与社会成本类别 241
9.2 工程结构的社会影响类别和社会成本 242
9.2.1 个人层面影响 243
9.2.2 社会层面影响 246
9.3 包含社会成本的全寿命成本模型 248
9.4 案例分析：包含社会成本的全寿命成本分析 248
9.4.1 结构基本信息 248
9.4.2 劣化模型和维护方案 249
9.4.3 事故信息 251
9.4.4 劣化桥梁结构包含社会成本的全寿命成本分析 252
9.4.5 社会成本折现率 258
参考文献 259
第10章 工程结构全寿命设计优化与管理优化 263
10.1 设计目标可靠水平的优化 265
10.1.1 设计目标可靠指标的影响因素 265
10.1.2 考虑结构不确定性的最优可靠度 266
10.1.3 考虑全寿命成本的可靠度优化 268
10.2 设计主要参数的控制及管理方法 272
10.2.1 设计参数控制及管理方法 273
10.2.2 设计主要参数的初步识别及分类 274
10.2.3 设计参数控制及管理的实现 274
10.3 管理措施的可靠水平分析 277
10.3.1 实施管理措施的目标可靠指标 277
10.3.2 实施管理措施后的可靠水平 278
10.4 管理措施的实施方案优化 279
10.4.1 管理措施的实施准则 279
10.4.2 管理措施的具体决策 281
10.5 基于耐久性的设计与管理方案优化 284
10.5.1 耐久性设计方案与结构性能的关系 284
10.5.2 不采取维修策略时的耐久性设计 288
10.5.3 采取不同耐久性设计与维护方案时的经济分析 289
参考文献 292
第11章 案例1：某大型跨海桥梁工程的全寿命设计 295
11.1 桥梁基本信息 297
11.2 设计目标可靠水平的优化 298
11.2.1 现行桥梁规范不适用性分析 299
11.2.2 基础结构构件正常使用极限状态全寿命设计目标可靠指标初定 303
11.2.3 正常使用极限状态设计可变荷载系数的标定 304
11.3 设计参数的控制分析 315
11.3.1 设计参数的主要控制对象识别 315
11.3.2 结构的可靠度及敏感性分析 316
11.3.3 敏感性参数的范围分析 322
11.3.4 参数控制分析结果及讨论 328
参考文献 328
第12章 案例2：某桥梁工程的全寿命成本 331
12.1 桥梁基本信息 333
12.2 桥梁劣化模型与寿命预测 335
12.2.1 桥梁耐久性检测结果 335
12.2.2 初锈时间预测 338
12.2.3 锈胀开裂时间预测 340
12.3 维护方案及维护成本 341
12.3.1 维护方案一 342
12.3.2 维护方案二 350
12.4 全寿命总成本分析 357
12.4.1 阶段成本 357
12.4.2 全寿命总成本分析 359
12.4.3 不确定性分析 362
12.5 基于效用理论的工程决策 364
参考文献 367
第13章 工程结构全寿命总成本计算软件 369
13.1 软件开发背景 371
13.2 软件设计要求 371
13.3 软件计算流程 372
13.4 软件界面展示 377
13.5 软件特点与优势 382
索引 384
CONTENTS
Preface
Chapter 1 Introduction 1
1.1 Research Background and Signif