工程結(jié)構(gòu)可靠度-全文預覽
【正文】 ? 基于試驗模型的設(shè)計是指以試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析為依據(jù)的設(shè)計方法，在下列情況下，當無適用的計算模型時，其部分設(shè)計方法可以通過試驗模型實現(xiàn)。 ? 一般情況下，在實際設(shè)計中并不要求進行全面的動態(tài)反應分析，最常用的方法是計算其準靜態(tài)反應并乘以動態(tài)放大系數(shù)，以代表結(jié)構(gòu)的動態(tài)反應，該系數(shù)是固有頻率和阻尼的函數(shù)。在一般情況下，特別是考慮二階效應和其他非線性效應時，除非采取了專門處理措施，否則這樣的計算是不合理的。 ? 模型應建立于對作用與作用效應以及作用效應與抗力之間關(guān)系的實驗驗證基礎(chǔ)之上。 ? 計算模型應能夠根據(jù)作用和環(huán)境影響描述結(jié)構(gòu)及其性能和所考慮的極限狀態(tài)。 ? 環(huán)境影響在許多方面與作用類似，并且可以按與之相同的方式分類，尤其是按時間的變異性同樣可以分為永久、可變和偶然的環(huán)境影響。 A． 3． 3． 2 作用 ? (1)定義： ? 作用是施加于結(jié)構(gòu)上集中或分布的機械力(直接作用 )或外加于結(jié)構(gòu)上或約束于結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)變形的原因 (間接作用 )。 A． 3． 3 基本變量 ? A． 3． 3． 1 一般概念 ? 基本變量，包含各種作用、環(huán)境影響、材料與土壤的性能及幾何參數(shù)等。 設(shè)計原則 ? 設(shè)計計算 (或原型設(shè)計 )的目的是為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的可靠度。另外，在設(shè)計中還應該注意一些相關(guān)因素的影響，如結(jié)構(gòu)預期用途、要求的性能、環(huán)境條件、材料性能、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件形狀、結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造、工藝質(zhì)量和控制水平、專門的防護措施以及在設(shè)計工作壽命期內(nèi)的維護等。設(shè)計工作壽命可以與設(shè)計基準期相同，也可以不同。 ? 這些條件涉及到結(jié)構(gòu)體系的選擇、制作工藝水平和維護制度，同時亦考慮了各種材料性能的變異性、質(zhì)量控制和材料驗收準則。在工程壽命期的各階段中，質(zhì)量應由有關(guān)管理機構(gòu)采取和執(zhí)行適當?shù)馁|(zhì)量政策加以保證。 ? 對于可以預見的損壞，基本要求中規(guī)定其不應達到與起因不相稱的程度，即結(jié)構(gòu)在某種作用下，不應當發(fā)生連續(xù)性破壞。 (3)減小失效風險所需要的人力、物力和財力。 對已有工程結(jié)構(gòu)的鑒定或變更用途的評定，該標淮同樣適用 ，并在專門章節(jié)作了較為詳細的闡述。 ? 在 ，提出在 命 (Design Life)內(nèi)，對于一般建筑結(jié)構(gòu) (設(shè)計壽命為 50年 )，用對數(shù)正態(tài)分布、一次二階矩法計算時，取 β＝ ；對于脆性結(jié)構(gòu)、單一傳力路徑的結(jié)構(gòu)以及難以檢測和維護的結(jié)構(gòu)，安全水準應予提高。 ? IS02394： 1998以及 1996年的草案和 1986年的第一版等文件曾對我國編制以隨機可靠度為基礎(chǔ)的建筑、鐵路、公路、水利水電工程、港口工程各專業(yè)工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準起了重要的參考作用，并且據(jù)該標準介紹，該國際標準也將為其他國際標準 (例如，歐洲試行標準 ENvl991— 1，歐洲規(guī)范 Ecl)關(guān)于承載結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供一個共同的基礎(chǔ)。 結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的內(nèi)容 ? 結(jié)構(gòu)體系可靠度的分析主要包括兩個方面的內(nèi)容：一是尋找主要的失效模式；另一是計算結(jié)構(gòu)體系的失效概率。 ? 體系可靠度研究的是 多個功能函數(shù)的結(jié)構(gòu)可靠度問題， 是多個極限狀態(tài)時的 失效域和可靠域 。 ? 對于特別重要的結(jié)構(gòu)，如核電站的保護殼等，一次二階矩方法難于滿足工程應用要求，因此有必要研究計算精度更高的可靠度分析方法。 JC法 ? 當量正態(tài)化法 是國際結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會 (JCSS)推薦的方法，故 簡稱 JC法。為“設(shè)計驗算點”。 ? 缺點 ：①不能考慮隨機變量的分布概型，只是直接取用隨機變量的前一階矩和二階矩；②將非線性功能函數(shù)在隨機變量的平均值處展開不合理，由于隨機變量的平均值不在極限狀態(tài)曲面上，展開后的線性極限狀態(tài)平面可能會較大程度地偏離原來的極限狀態(tài)曲面；③對有相同力學含義但數(shù)學表達式不同的極限狀態(tài)方程，求得的結(jié)構(gòu)可靠指標值不同?？煽恐笜酥苯佑霉δ芎瘮?shù)的平均值和標準差表示 。包括：尋找結(jié)構(gòu)主要失效模式、結(jié)構(gòu)體系失效概率計算、并聯(lián)結(jié)構(gòu)體系可靠度的計算。 ? (5)巖土工程的可靠性問題。 ? 白色系統(tǒng)、黑色系統(tǒng)和灰色系統(tǒng)。 ? 研究方法：概率論、數(shù)理統(tǒng)計和隨機過程。主要包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面內(nèi)力或應力的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應力，選擇截面尺寸，確定材料用量等。 1 緒 論 ? 工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計的兩個步驟： ? ：包括結(jié)構(gòu)總體布置、結(jié)構(gòu)方案和型式的選擇； ? ：根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的截面和可行的施工方案。 1． 1 影響工程結(jié)構(gòu)可靠性的三種不確定性 ? 1． 1． 1 事物的隨機性。 ? 1． 1． 3 事物知識的不完善性。 ? (4)結(jié)構(gòu)疲勞可靠性問題。 1． 3 計劃項目專題及國家自然科學基金項目的研究內(nèi)容 ? 1． 3． 1 結(jié)構(gòu)可靠性基本理論 ? 1． 3． 2 結(jié)構(gòu)模糊可靠度 ? 1． 3． 3 結(jié)構(gòu)體系可靠度。 3． 1 中心點法 ? 中心點法是結(jié)構(gòu)可靠度研究初期提出的一種方法，其 基本思想 是 首先將非線性功能函數(shù)在隨機變量的平均值 (中心點 )處作泰勒級數(shù)展開并保留至一次項，然后近似計算功能函數(shù)的平均值和標準差?？梢灾苯咏o出可靠指標與隨機變量統(tǒng)計參數(shù)之間的關(guān)系，對于 β＝ l～ 2的正常使用極限狀態(tài)可靠度的分析，較為適用。圖 3— 2所示為三個正態(tài)隨機變量的情況，與兩個正態(tài)隨機變量情況相同，法線的垂足 P* 。 ? 將 非正態(tài)隨機變量當量化或變換為正態(tài)隨機變量的三種方法 ：即 當量正
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