本文是一篇土木工程论文，本文的荷载分布仅限于建筑工程结构，而对于路桥结构，其荷载统计参数及分布类型不同，因此对抗力的统计参数也不同。后续可进一步对路桥结构进行结构可靠度分析。
第1章绪论
1.1课题来源
1.1.1课题研究背景
无粘结预应力这一概念早在20年代初期被美国提出，在对预应力筋两端进行张拉后引起对混凝土的纵向偏移，建议预置高强钢丝于混凝土内，通过对预应力筋施加预拉应力达到对混凝土的预压效果，从而在结构受力时抵消部分拉应力。1927年，德国延续该理论并将钢丝外层包裹套管或涂抹润滑剂至于混凝土内，再对钢丝两施端施加预应力，该项技术获得专利。50年代初期，美国首次将无粘结预应力技术应用于楼板屋盖结构当中，并逐步扩大适用范围。60年代初，美国将以往用到的的单根钢丝替换为钢绞线，并在其表面涂抹石蜡来起到润滑及防腐作用，而后以纸带缠绕钢绞线表面，投入设计使用。随无粘结预应力技术日益发展完善，至70年代，美国无粘结预应力技术在美国设计施工中投入大规模使用。自20世纪50年代起，除美国外，无粘结预应力技术在英、法、德、日以及加拿大等国也相继得到应用与推广。
对比于西方国家而言，我国开始接触无粘结预应力技术较晚，始于70年代，中国建筑科学研究院等首次对该项技术进行研究并将该技术应用于上海、成都等城市建筑平板结构中。直到90年代，无粘结预应力技术在我国得到大力推广，相关技术规程也相继制定完善。截至目前为止，该项技术已被广泛应用于各类各个建筑领域当中。
无粘结部分预应力混凝土结构易于维修、施工简便，因此得到了广泛的应用，成为预应力构件发展的首要方向。随着钢筋混凝土结构耐久性问题的日益严重，预应力混凝土技术得到了越来越多的关注，预应力的施加减少了混凝土结构的裂缝形成或使构件始终处于压应力状态，耐久性问题得到了解决。预应力技术包括无粘结预应力技术已经成为解决混凝土结构的结构裂缝和非结构裂缝的重要手段之一。
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1.2课题研究现状
1.2.1无粘结预应力混凝土结构
（1）试验研究
Pannell[1]对无粘结预应力简支梁展开研究，通过改变试件的跨高比，配筋率以及有效预应力来对比分析构件的极限承载力。在适当范围内增大预应力筋配筋率并且增大有效预应力，能够很大程度上提高梁的极限承载力。房贞政[2]对3根两跨简支梁进行了试验，实验结果得到：在合理范围内配置适当的有粘结非预应力筋能够有效提高结构的延性，并且可以有效控制裂缝的发展,纯无粘结预应力受弯构件的荷载挠度曲线呈双直线，无粘结部分预应力受弯构件的荷载挠度曲线呈三折线形式；无粘结筋配筋率相同时，配置有粘结非预应力筋的构件要比纯无粘结预应力构件的极限应力增量大，非预应力筋的加入增大了试验梁的抗弯承载力且提高了构件的延性。
房贞政和沈为民[3]设计试验了2根两跨连续梁，实验研究表明：在不配置非预应力筋的情况下，试验梁的裂缝分布集中，破坏形式为脆性破坏；当配置适量的非预应力筋时，此时无粘结筋应力增量和试验梁的极限荷载均有所提高；两试验构件均形成3个塑性铰，无非预应力筋的构件形成的塑性铰区域窄，配置非预应力筋构件形成的塑性铰区域较宽。
师长磊[4]设计试验了5根配置HRB600的高强钢筋，试验的主要变量为预应力度和钢筋的强度等级。研究结果显示：当采用高强HRB600级钢筋时，结构的抗弯性和预应力筋的极限应力增量均随之提高，但结构延性有所下降，高强钢筋的加入对结构抗裂性和挠度近乎没有影响；当提高预应力度时，构件抗裂性能与抗弯性能及结构整体刚度随之增强，构件延性和预应力筋极限应力增量随之降低。
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第2章无粘结预应力混凝土梁承载力极限状态方程
2.2设计依据
2.2.1材料力学性能参数
钢筋以及混凝土的本构模型均选取自《混凝土结构设计规范》（GB5100-2010）[40]，二者分别如图2.1和图2.2所示，图中各指标参数的意义详见规范。混凝土、非预应力钢筋以及预应力筋的主要强度指标如表2.1、表2.2和表2.3所示。
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3.2结构可靠度
结构可靠度是结构失效概率的另一种反映形式，用于度量结构可靠性概率，结构可靠度代表的意义实际上是指在规定的时间和条件下，即在正常的设计、施工及使用环境下，不考虑人为的错误或过失，结构所能完成预定的功能的能力。当前计算结构可靠度的常用方法为一次二阶矩法[50,51]，一次二阶矩法指的是在各个随机参量在分尚不明确的情况下，采用泰勒展开式仅保留原式的一次项，利用均值（一阶）与标准差（二阶）求解。结构可靠性的计算主要采用中心点法和验算点法。上述两种方法中，中心点法是指无论随机变量服从何种分布，将每个随机变量均值处以泰勒形式展开，并将其保存到一次项，计算函数均值和标准差，从而计算可靠度。中心点法具有计算简单、易于实现等优点，能够迅速地求解不需要太高可靠性精度的结构。但是，中心点法并未将随机变量的分布情况考虑在内，至于结构功能函数，抗力、恒荷载和活荷载分别服从三种不同的分布。因此中心点法计算结果误差会较大。验算点法则是将非正态随机变量当量正态化，并选择合理的设计验算点在泰勒级数展开至一次项，通过反复迭代得到精确度相对更高的可靠度指标，这种方法也被称为改进的一次二阶矩法。
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第3章无粘结预应力混凝土梁抗弯承载力可靠度设计与分析...................................26
3.1引言................................26
3.2结构可靠度...........................26
第4章基于可靠度的极限应力增量分析及校准................................49
4.1引言......................................49
4.2极限应力增量............................49
第5章结论与展望.................................65
5.1结论.......................................65
5.2展望..................................66
第4章基于可靠度的极限应力增量分析及校准
4.2极限应力增量
4.2.1极限应力增量概述
土木工程论文参考
对于无粘结部分预应力混凝土梁，无粘结筋的应变变化等于预应力筋全长周围混凝土的平均应变变化。当无粘结预应力混凝土梁构件中的压区混凝土达到极限压应变时，其无粘结筋的应力增量实际上是小于普通有粘结筋的，且无粘结筋的应力往往达不到其屈服强度，此时的截面就变成了超静定问题。计算超静定情况下梁截面的变形具有很大的难度，只有从基于结构变形的角度才可以从理论上求得无粘结筋的变形，进而求解极限应力增量。
由于无粘结筋可以在混凝土中滑动，所以适用于有粘结预应力混凝土结构的平截面假定已不再符合设计条件，对于无粘结部分预应力混凝土结构的分析计算需要通过结构的整体变形来实现，这就使解析分析过程相较于有粘结预应力混凝土结构而言更为复杂。基于理论算法的复杂性，相关学者后大多采用通过实验的方法以寻求极限应力增量与某项指标或影响因素间的关系，从而建立起极限应力增量的计算公式，即试验结果的统计回归分析公式，现行的设计规范也大多如此。由于试验的方式、方法和条件不同，对影响应力增量因素的认识不同，所取参数和得到的公式也不同，解释也不同。结构可靠性分析精度保证的前提是所用变量的概率正确，参数准确。因此，对无粘结预应力结构的可靠度研究应当从变量的统计参数及分布类型入手。
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第5章结论与展望
5.1结论
对无粘结部分预应力混凝土受弯构件承载力进行了结构可靠性的设计和分析，对各设计参数进行了敏感性分析，并依据可靠度理论设计了极限应力增量计算公式，主要得到以下结论：
（1）整体上，结构可靠度随荷载效应比增大而降低，荷载效应比为0.25时，可靠度水平达到峰值。
（2）预应力筋有效高度、混凝土强度等级、非预应力筋截面面积及构件截面尺寸对可靠度指标影响不显著；两种活载类型下平均可靠度指标最小值与最大值相对变化幅度分别为1.22%和1.13%、0.51%和0.71%、3.13%和3.68%、6.17%和6.0%。
（3）非预应力筋强度等级、计算模式不确定性系数对可靠度指标影响显著：不同非预应力筋强度等级在两种活荷载效应下可靠度指标最大值与最小值相对变化幅度分别为15.2%和16.1%。配置HRB400级钢筋时可靠度水平最高：HRB400级钢筋统计参数中的偏差系数和变异系数都相对较大，导致结构低估了HRB400级钢筋强度的作用。从可靠度的角度来分析，这是因为随非预应力筋强度的提高，荷载效应的增大速率要大于抗力，导致正态化坐标原点到极限曲面的距离减小。
计算模式不确定性系数是可靠度水平的重要影响参数，由于偏差系数和变异系数直接反映了计算值与试验值两者之间的偏离程度，所以两参数对可靠度水平的影响很大。结构可靠度水平随计其偏差系数的增大而提高；随其变异系数的增大而降低。
参考文献（略）