專利名稱：集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法， 尤其涉及一種在材料強度標準值不變，集裝箱改造房再使用50年的情況下集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法。
背景技術(shù)：
作為集裝箱使用前在生產(chǎn)，加工，運輸，裝拆等過程中，結(jié)構(gòu)不可避免會有初始缺陷的影響，表面可能會有裂紋，氣泡，結(jié)疤，夾雜等。使用10年后的集裝箱在深改造，運輸， 開洞，裝拆，海上風浪等等各種過程中，會出現(xiàn)波紋板凸凹，折疊，破洞，裂紋，表面粗糙，結(jié)疤，會有明顯的一些腐蝕。集裝箱的使用年限一般定為10年左右，不需要大修，但是要用作集裝箱房，國內(nèi)的建筑物，按照二等情況定為使用50年，需要小修，必須注意耐久性的防護和適當加固措施，需要進行表面的清理，在表面涂刷防火，防水，防腐等等的涂料。因為各個構(gòu)件的厚度都有所減小，勢必會降低各個構(gòu)件或整體的抵抗荷載能力?，F(xiàn)有技術(shù)中，在構(gòu)建集裝箱房時， 通常未考慮集裝箱使用10年的缺陷影響，因此，集裝箱房的抗力分項系數(shù)的確定直接關(guān)系集裝箱房的材料強度設(shè)計值，現(xiàn)有技術(shù)在確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)時，未考慮集裝箱使用年限對集裝箱房抗力分項系數(shù)的影響，同時，也就未考慮到對材料強度設(shè)計值的影響， 這將嚴重影響集裝箱房的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法，克服現(xiàn)有技術(shù)未考慮集裝箱使用年限的缺陷對集裝箱房抗力分項系數(shù)及材料強度設(shè)計值的影響，嚴重影響集裝箱房的安全的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，包括如下步驟確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料根據(jù)集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)在材料強度標準值不變，集裝箱改造房再使用50
年的情況下，根據(jù)公式a =-^Ι^χ^確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)；其中γ ‘ κ
表示抗力分項系數(shù)；α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73%水(0為抗力衰減函數(shù)，為沖)=1-2.2x10-6P，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，t ( 76， 單位為年；α Ε為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為抗力統(tǒng)計參數(shù)；β表示安全指標值。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是所述集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料為Q345鋼，則取平均的抗力統(tǒng)計參數(shù)δκ = 0.131。
1-α7δ φ( )本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是考慮抗力隨時間變化時，A ！—僅具樹,)其中，
其中Yk表示抗力分項系數(shù)；α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73%； 爐⑴為抗力衰減函數(shù)，為樹0 = 1-2.2x10-6i3，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限， t ( 76，單位為年；α Ε為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為抗力統(tǒng)計參數(shù)，β表示安全指標值。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是當抗力標準值為正態(tài)分布時，取CI2 = 2時，結(jié)構(gòu)抗力標準值的保證率為97. 73%。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種集裝箱房的材料強度設(shè)計值確定方法，包括如下步驟確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料根據(jù)集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)確定集裝箱房的材料強度設(shè)計值在材料強度標準值不變，集裝箱改造房再使用 50年的情況下，根據(jù)材料強度設(shè)計值公式·4十值=f^fHftKepit)，確定集裝箱房的材料強度設(shè)計值；其中其中γ ‘ κ表示抗力分項系數(shù)；f標準準值表示材料強度，Q345材料取345N/ mm2;a2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73 %水(0為抗力衰減函數(shù)，為 φ( ) = 1 -2.2x10-6Z3，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，t彡76，單位為年；α κ為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為材料抗力統(tǒng)計參數(shù)；β表示安全指標值。本發(fā)明的技術(shù)效果是提供一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法，通過考慮集裝箱使用年限的缺陷對集裝箱房抗力分項系數(shù)及材料強度設(shè)計值的影響，從而設(shè)計出安全可靠的集裝箱房。


圖1為本發(fā)明為本發(fā)明集裝箱的可靠狀態(tài)圖2為本發(fā)明確定抗力分項系數(shù)的流程圖。圖3為本發(fā)明確定材料強度設(shè)計值的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明。如圖1所示，集裝箱房可靠性是保證結(jié)構(gòu)在預定使用期限內(nèi)滿足設(shè)計預期的各種功能要求，有安全性、適用性、耐久性。結(jié)構(gòu)能否完成各項功能的可靠性可以用極限狀態(tài)來衡量，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)已有規(guī)范標準按照國家可靠度標準進行取值，比如二級建筑50年的延性破壞下安全指標值就是3. 2，一級建筑延性破壞下100年的安全指標值就是3. 7 ；而對于Q345鋼結(jié)構(gòu)的抗力分項系數(shù)一般取為1. 11，這些抗力分項系數(shù)和材料分項系數(shù)也都是標準固定的。 以上這些標準固定的取值，是不能變化的，是根據(jù)統(tǒng)計平均得出的，是從整體角度出發(fā)的，如下表。 表1 用50年的安全等級規(guī)定
破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3. 73. 22. 7脆性破壞4. 23. 73. 2本發(fā)明中，集裝箱大部分都是用于10年，然后根據(jù)本要求制成集裝箱改造房，但是可能由于起初集裝箱制作質(zhì)量問題，在使用期間人為、外荷載破壞等問題，有些集裝箱只用了 1年，2年，3年，一直到10年，這個10年內(nèi)都可能會被淘汰，需要研究這個時間段。集裝箱改造房要用于永久性建筑，要求使用50年，對于集裝箱房可靠度的相關(guān)計算中，本發(fā)明需要考慮集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時已經(jīng)使用年限的問題。如圖2所示，本發(fā)明的具體實施方式
是構(gòu)建一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，包括如下步驟步驟100 確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，即根據(jù)集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)SK。由于集裝箱房的抗力分項系數(shù)與集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，因此，首先需要確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，然后獲得集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)、。我國集裝箱通常采用Q345鋼結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明以Q345鋼結(jié)構(gòu)來確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)δΕ。δκ:屬于材料抗力統(tǒng)計參數(shù)，對于Q345鋼，見表2ο表2 :Q345鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)δ Ε
受力狀態(tài)軸心受壓彎曲失穩(wěn)0. 138彎扭失穩(wěn)0. 121偏心受壓彎矩作用平面內(nèi)0. 124彎矩作用平面外失穩(wěn)0. 145受彎整體失穩(wěn)0. 127平均值0. 131本發(fā)明中，取平均值，δκ = 0. 131。步驟200 確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)，即在材料強度標準值不變，集裝箱改
造房再使用50年的情況下，根據(jù)公式z^r^f^x^確定集裝箱房的抗力分項系
數(shù)；其中Y ‘ κ表示抗力分項系數(shù)；α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為 97. 73%沙⑴為抗力衰減函數(shù)，為樹)=1-2.2x10-fV，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，t彡76，單位為年；α Ε為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為抗力統(tǒng)計參數(shù)； β表示安全指標值。具體過程如下如果按照過往假定抗力不隨時間而變化的情況下，則50年和60 年等的抗力分項系數(shù)取值都沒有變化。但是對結(jié)構(gòu)實際情況的角度來說，有時對于一些結(jié)
5構(gòu)性荷載可能會突然増大或隨機的連續(xù)増大，那么從結(jié)構(gòu)的尺寸和耐久性的設(shè)計就不夠用 了，同時抗カ必然隨著年限的增長而降低。因此本研究將根據(jù)抗カ隨時間變化的情況下，對 集裝箱改造房進行抗力分項系數(shù)的計算?？攻浑S時間而變化時，抗カR，kK，Sr都沒有變化；當抗力隨時間而變化吋，根據(jù) 國內(nèi)外已有相關(guān)的形式
權(quán)利要求
1.一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，包括如下步驟確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料根據(jù)集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)、；確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)在材料強度標準值不變，集裝箱改造房再使用50年的情況下，根據(jù)公式a確定集裝箱房的抗力分項系數(shù)；其中γ ‘ κ表示抗力分項系數(shù)；α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73%水(0為抗力衰減函數(shù)，為爐⑴= I-Z^xliTfV3，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，76，單位為年；α κ為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ 抗力統(tǒng)計參數(shù)；β表示安全指標值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，其特征在于，所述集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料為Q345鋼，則取平均的抗力統(tǒng)計參數(shù)δ κ = 0. 131。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，其特征在于，考慮抗力隨 \-α7δκφ( )時間變化時，其中，其中Yk抗力分項系數(shù)；α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73 %沙(0為抗力衰減函數(shù)，為樹0 = 1 -2.2x10-fV3，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，t ( 76，單位為年；α Ε為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為抗力統(tǒng)計參數(shù)，β表示安全指標值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法，其特征在于，當抗力標準值為正態(tài)分布時，取α 2 = 2時，結(jié)構(gòu)抗力標準值保證率為97. 73%。
5.一種應用上述任一權(quán)利要求所述集裝箱房的材料強度設(shè)計值確定方法，包括如下步驟確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料根據(jù)集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)材料，確定集裝箱房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)、；確定集裝箱房的材料強度設(shè)計值在材料強度標準值不變，集裝箱改造房再使用50年的情況下，根據(jù)材料強度設(shè)計值公式■4十值=fH^fitKepif)，確定集裝箱房的材料強度設(shè)計值；其中其中‘ κ表示抗力分項系數(shù)；〖^^表示材料強度，Q345材料取345N/mm2 ； α 2表示使抗力標準值得到保證率，取2時，保證率為97. 73 % ;樹0為抗力衰減函數(shù)，為 φ( ) = 1-2.2Χ10-6 3，t表示集裝箱在構(gòu)建集裝箱房時的使用年限，t彡76，單位為年；α κ為控制抗力參數(shù)，在國際標準中取0. 8 ； δ κ為抗力統(tǒng)計參數(shù)；β表示安全指標值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集裝箱房的抗力分項系數(shù)確定方法及材料強度設(shè)計值確定方法，通過考慮集裝箱使用年限的缺陷對集裝箱房抗力分項系數(shù)及材料強度設(shè)計值的影響，從而設(shè)計出安全可靠的集裝箱房。
文檔編號G01N33/00GK102419264SQ201110239968
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者查曉雄, 鐘建偉 申請人:哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院