【正文】 　　國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度理論已經(jīng)進(jìn)行了較為深入的研究，在可靠度計(jì)算方法及復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠度分析方面取得了很多研究成果。 　　任何工程分析和設(shè)計(jì)的最終目的是使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在不同要求下滿足不同的功能安全性、使用性、耐久性由 于不確定性的存在，就需要把這些不確定性加入工程設(shè)計(jì)中，從而產(chǎn)生了很多可靠度方法。為了估計(jì)結(jié)構(gòu)可 靠度，首先要解決相關(guān)荷載和抵抗力參數(shù)以及它們之間的函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系（又稱功能函數(shù)）記作式中X1，X2，…，Xn 是隨機(jī)變量。 　　把極限狀態(tài)（或失效面）定義為Z 0，則描述可靠度的參數(shù)可靠性指標(biāo)定義為坐標(biāo)原點(diǎn)到失效面的最小距離 目前用于可靠性指標(biāo) 計(jì)算一般有兩種方法：一次可靠度方法（FORM）和二次可靠度方法（SORM）。 （三）目前用于結(jié)構(gòu)可靠度分析的數(shù)值方法評(píng)述 　　對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)， 功能函數(shù)g（x）通常不能明確表達(dá)為輸入隨機(jī)變量的函數(shù)，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)通常通過(guò)數(shù)值方法（如有限元）來(lái)計(jì)算。這些數(shù)值方法一般分為三類：（1）蒙特卡羅模擬法（Monte Carlo Simulation）（包括高效的取樣法和方差縮減技術(shù)）；（2）響應(yīng)面法（Response Surface Method））基于敏感 性的分析方法（Sensitivitybased Approach）。 　　 1）蒙特卡羅模擬法（Monte Carlo Simulation） 　　蒙特卡羅模擬法的基本思想是在進(jìn)行每一次確定性分析之前隨機(jī)產(chǎn)生一組輸入變量，大量重復(fù)的進(jìn)行確定性分析之后，對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)輸出參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出結(jié)構(gòu)的可靠性。把蒙特卡羅模擬法與有限元法結(jié)合起來(lái)，就得到蒙特卡羅有限元法。通常把蒙特卡羅有限元法作為可靠度計(jì)算的相對(duì)精確解，但要達(dá)到較高的精度，必須取足夠的樣本數(shù)，因此計(jì)算工作量相當(dāng)浩大。 　　 2）響應(yīng)面法（Response Surface Method） 　　響應(yīng)面法的基本思想是通過(guò)近似構(gòu)造一個(gè)具有明確表達(dá)形式的多項(xiàng)式來(lái)表達(dá)隱式功能函數(shù)g（X）（一次或二 次多項(xiàng)式），其中X是包含所有荷載和抗力的隨機(jī)變量的一個(gè)向量。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，響應(yīng)面法是一套統(tǒng)計(jì)方法， 用這種方法來(lái)尋找考慮了輸入變量值的變異或不確定性之后的響應(yīng)最佳值。而失效概率通過(guò)一次或二次可靠度方法計(jì)算。在響應(yīng)面法中，對(duì)于一個(gè)具有大量隨機(jī)變量的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確構(gòu)造一個(gè)近似多項(xiàng)式的所需的確定性分析是相當(dāng)巨大的，因此這種方法很耗時(shí)。即使對(duì)于一個(gè)具有少量隨機(jī)變量的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，響應(yīng)面法對(duì)可靠度估計(jì)的準(zhǔn)確性與功能函數(shù)的近似多項(xiàng)式的準(zhǔn)確性有關(guān)。如果隱含型的功能函數(shù)具有很強(qiáng)的非線性，這種函數(shù)逼近是非常近似的，可靠度估計(jì)也是非常近似的。 　　 3）基于敏感性的分析方法（Sensitivitybased Approach） 　　基于敏感性的分析法和一次可靠度方法（FORM）/二次可靠度方法（SORM）結(jié)合起來(lái)分析具有隱式型的功能 函數(shù)的可靠性問(wèn)題，能克服蒙特卡羅模擬法和響應(yīng)面法的缺點(diǎn)。這種方法在尋找控制點(diǎn)（也叫最小距離點(diǎn)）過(guò)程中，每一步迭代所使用的信息都是功能函數(shù)的真實(shí)值和真實(shí)梯度，并使用優(yōu)化方法使控制點(diǎn)收斂于最小距離點(diǎn)，同蒙特卡羅模擬法和響應(yīng)面法相比，它耗時(shí)小，也比響應(yīng)面法更準(zhǔn)確。另外，基于敏感性的分析方法能夠從設(shè)計(jì)的角度知道結(jié)構(gòu)響應(yīng)對(duì)基本隨機(jī)變量的敏感性。從而有可能基于隨機(jī)變量的不確定性和它們對(duì)結(jié)構(gòu)特性的影響得出不同隨機(jī)變量的不同設(shè)計(jì)安全系數(shù)。基于敏感性的分析方法也可以在不影響計(jì)算準(zhǔn)確性的條件下，忽略那些對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性影響不大的隨機(jī)變量，從而節(jié)省計(jì)算時(shí)間。基于敏感性的分析方法中可以使用迭代攝動(dòng)分析技術(shù)，并和有限元法結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生所謂的隨機(jī)有限元法（Stochastic Finite Element Me thod）。這種使用迭代攝動(dòng)技術(shù)的隨機(jī)有限元法可用來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性分析。 　　4）鋼結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性的可靠性研究方法 　　隨機(jī)有限元法為剛結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性的可靠性研究提供了強(qiáng)有力的分析手段，由于隨機(jī)有限元能夠考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)存在各種各樣的隨機(jī)性因素的影響，所以可以預(yù)計(jì)隨機(jī)有限元法在這一研究領(lǐng)域?qū)?huì)有良好的應(yīng)用前景。鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的思路和步驟針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)，采用此法可以使邊柱和角柱的基礎(chǔ)短柱尺寸不至于太大（特別是剛接柱腳）對(duì)于優(yōu)質(zhì)地基不至于使混凝土短柱（尺寸過(guò)大）和基礎(chǔ)尺寸比例過(guò)于夸張。 畫好軸網(wǎng)和軸標(biāo)。這是一切地下結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工的參考坐標(biāo)系。 按實(shí)際柱腳尺寸畫好柱底板，做成塊置于軸網(wǎng)。特別注意對(duì)于一榀框架可能存在不同的翼緣寬度，對(duì)于柱翼邊壓軸線的邊框架注意使各柱中心在同一直線上，偏離軸線相同尺寸。 定義墻裙（磚墻）位置，使墻裙外皮不小于“墻梁高+5毫米安裝間隙+墻板波幅”；確定墻裙寬度（如：標(biāo)準(zhǔn)磚240；85磚200；加氣混凝土砌塊190）。注意當(dāng)墻梁截面較大時(shí)，墻裙內(nèi)皮不一定貼鋼柱內(nèi)皮。 確定地梁尺寸和位置。地梁高H=(1/10~1/15)L（柱距）；寬B=250或者300。要求地梁中心和墻裙中心重合。在CAD圖中畫出，并標(biāo)出內(nèi)外皮和軸線位置關(guān)系。 按“”和“”；“”的思路定義混凝土短柱尺寸并作圖。（為了減小邊角柱尺寸和便于支模） 在圖中量取“Ewall:地梁中心到混凝土柱中心的偏心”和“Ec:鋼柱到混凝土柱中心的偏心”。因?yàn)樵O(shè)計(jì)目的要求混凝土柱中心和基礎(chǔ)中心重合（不一定和鋼柱中心重合），減少基礎(chǔ)類別和繪圖尺寸計(jì)算困難。 計(jì)算基礎(chǔ)計(jì)算需要的內(nèi)力。注意采用設(shè)計(jì)值可以減少計(jì)算量（基礎(chǔ)大小用：設(shè)計(jì)值/）。Fwall=[*Hwall+25*B(地梁寬)*H（地梁高）]* N=Nc（鋼柱軸力）+Fwall； Mx=Nc*+Fwall*。 My=Nc*+Fwall*。 Vx Vy 和混凝土短柱計(jì)算高度H0＝min(短柱高，500)計(jì)算基礎(chǔ)大?。ǎ┖团浣?。（可以利用Tssd了，注意Vy的方向定義和STS,PK定義的方向有所不同）如果手算，需要把Vx*H0計(jì)入My；把Vy*H0計(jì)入Mx，對(duì)淺基礎(chǔ)，按一般基礎(chǔ)計(jì)算方法計(jì)算基礎(chǔ)大小和配筋（當(dāng)有剛性地坪對(duì)混凝土短柱有效側(cè)向約束時(shí)，可以忽略剪力帶來(lái)的彎矩）。注意各矢量的方向，取代數(shù)和。 對(duì)淺基礎(chǔ)驗(yàn)算軟弱下臥層，注意不考慮彎矩影響。 在基礎(chǔ)平面圖中標(biāo)出：；。 以基礎(chǔ)大小、混凝土短柱大小和板厚以及配筋定義基礎(chǔ)類別并做表（減少繪圖量）。1 畫地梁截面詳圖和基礎(chǔ)施工說(shuō)明。（全文完）平面廠房結(jié)構(gòu)柱間支撐設(shè)計(jì)的思路和步驟針對(duì)廠房結(jié)構(gòu)，總結(jié)此法適用于68度抗震設(shè)防的1～3層廠房結(jié)構(gòu)（可以含吊車）。計(jì)算理論核心思想： 忽略（鋼、混凝土）剛接柱腳在框架平面外的抗側(cè)移剛度（視同鉸接）。忽略外圍墻體或者填充墻對(duì)抗側(cè)移剛度的貢獻(xiàn)。 計(jì)算地震周期。對(duì)建筑物部件（視為恒載和活載）對(duì)應(yīng)其位置按“地震周期相等”原則進(jìn)行折減（乘以不同系數(shù)系數(shù)）?？梢娛骨唷兑蛔ⅰ返?頁(yè)。 計(jì)算Ge按“水平位移相等”原則折減（乘以不同系數(shù)）?？梢娛骨唷兑蛔ⅰ返?頁(yè)。 當(dāng)框架有填充墻或者外圍墻時(shí)，此軸線平面外抗側(cè)移剛度大，地震周期小，導(dǎo)致地震力加大，需要加強(qiáng)柱間支撐；如無(wú)強(qiáng)大墻體，中柱軸線承載面積大，需要加強(qiáng)柱間支撐。計(jì)算思路和步驟： 計(jì)算風(fēng)荷載：風(fēng)荷載傳遞路線：由山墻墻板—墻梁—抗風(fēng)柱（邊框架柱也起抗風(fēng)柱作用）向下傳給平臺(tái)梁或者基礎(chǔ)，向上傳給屋面梁或者平臺(tái)梁。傳給屋面梁的集中力由屋面梁和水平撐組成的桁架（常常是幾個(gè)桁架的疊和）分解后傳遞給柱頭支座（柱頭有剛性系桿，其它系桿只是桁架直腹桿或者兼任疊合桁架的傳遞集中力的傳力構(gòu)件），然后由柱間支撐導(dǎo)向基礎(chǔ)。傳給平臺(tái)梁的集中力由樓板平面（相當(dāng)抗風(fēng)桁架）傳給框架柱以及平臺(tái)柱（當(dāng)平臺(tái)柱也有柱間支撐時(shí)），然后由柱間支撐傳向基礎(chǔ)。Fwi=(s1+ s2)* zi* zi,*W0k*Aw。 吊車荷載的計(jì)算。對(duì)于小于10T吊車：T=(Q+g)；對(duì)1050T軟構(gòu):T=(Q+g)；大于50T吊車：T=(Q+g)；對(duì)于硬鉤：T=(Q+g)。對(duì)于重級(jí)硬鉤橫向擺力：P=*(Q+g),并且不和其它水平力組合。 地震力計(jì)算。先求周期再計(jì)算加速度和重力代表值，然后求各支點(diǎn)地震力，并且分擔(dān)到各柱間支撐。 做計(jì)算模型簡(jiǎn)圖，然后進(jìn)行荷載組合，并求出控制組合。對(duì)產(chǎn)生水平荷載的地震力、風(fēng)荷載、吊車水平剎車力、重級(jí)硬鉤吊車滿載吊重的水平搖擺力….的組合方法，注意組合系數(shù)。 按抗震規(guī)范定義柱間支撐設(shè)計(jì)類別：剛性設(shè)計(jì)（拉壓柱撐，長(zhǎng)細(xì)比要求不同）；半剛性設(shè)計(jì)（考慮壓桿對(duì)拉桿的影響，長(zhǎng)細(xì)比要求不同）；柔性設(shè)計(jì)（單拉桿，長(zhǎng)細(xì)比要求不同） 在計(jì)算簡(jiǎn)圖中標(biāo)明柱距、高度和截面面積以及支撐長(zhǎng)度（長(zhǎng)細(xì)比、穩(wěn)定性）。 計(jì)算基支撐內(nèi)力。驗(yàn)算強(qiáng)度、穩(wěn)定性和長(zhǎng)細(xì)比（不同部件不同設(shè)防等級(jí)不同支撐類別要求不同）。 對(duì)減小柱平面外計(jì)算長(zhǎng)度的剛性系桿，分別有內(nèi)力和長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算或者驗(yàn)算。（全文完）鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的思路和步驟針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)，采用此法可以使邊柱和角柱的基礎(chǔ)短柱尺寸不至于太大（特別是剛接柱腳）對(duì)于優(yōu)質(zhì)地基不至于使混凝土短柱（尺寸過(guò)大）和基礎(chǔ)尺寸比例過(guò)于夸張。 畫好軸網(wǎng)和軸標(biāo)。這是一切地下結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工的參考坐標(biāo)系。 按實(shí)際柱腳尺寸畫好柱底板，做成塊置于軸網(wǎng)。特別注意對(duì)于一榀框架可能存在不同的翼緣寬度，對(duì)于柱翼邊壓軸線的邊框架注意使各柱中心在同一直線上，偏離軸線相同尺寸。 定義墻裙（磚墻）位置，使墻裙外皮不小于“墻梁高+5毫米安裝間隙+墻板波幅”；確定墻裙寬度（如：標(biāo)準(zhǔn)磚240；85磚200；加氣混凝土砌塊190）。注意當(dāng)墻梁截面較大時(shí)，墻裙內(nèi)皮不一定貼鋼柱內(nèi)皮。 確定地梁尺寸和位置。地梁高H=(1/10~1/15)L（柱距）；寬B=250或者300。要求地梁中心和墻裙中心重合。在CAD圖中畫出，并標(biāo)出內(nèi)外皮和軸線位置關(guān)系。 按“”和“”；“”的思路定義混凝土短柱尺寸并作圖。（為了減小邊、角柱尺寸和便于支模板） 在圖中量取“Ewall:地梁中心到混凝土柱中心的偏心”和“Ec:鋼柱到混凝土柱中心的偏心”。因?yàn)樵O(shè)計(jì)目的要求混凝土柱中心和基礎(chǔ)中心重合（不一定和鋼柱中心重合，這樣可以減少基礎(chǔ)類別和繪圖尺寸計(jì)算困難。） 計(jì)算基礎(chǔ)計(jì)算需要的內(nèi)力。注意采用設(shè)計(jì)值可以減少計(jì)算量（基礎(chǔ)大小用標(biāo)準(zhǔn)值＝設(shè)計(jì)值/）。墻和地梁（墻梁）帶來(lái)的集中力為：Fwall=[*Hwall+25*B(地梁寬)*H（地梁高）]*；N=Nc（鋼柱軸力）+Fwall； Mx=Nc*+Fwall*。 My=Nc*+Fwall*。 Vx。Vy和混凝土短柱計(jì)算高度H0＝min(短柱高，500)計(jì)算基礎(chǔ)大?。ǎ┖团浣睿ㄓ迷O(shè)計(jì)值）。（可以利用Tssd了，注意Vy的方向定義和STS,PK定義的方向有所不同）如果手算，需要把Vx*H0計(jì)入My；把Vy*H0計(jì)入Mx，對(duì)淺基礎(chǔ)，按一般基礎(chǔ)計(jì)算方法計(jì)算基礎(chǔ)大小和配筋（當(dāng)有剛性地坪對(duì)混凝土短柱四周約束時(shí)，可以忽略剪力帶來(lái)的彎矩）。注意各矢量的方向，取代數(shù)和。 對(duì)淺基礎(chǔ)驗(yàn)算軟弱下臥層。注意不考慮彎矩影響：[（Fwall+Nc+20*H1(埋深)m1(基底板以上基土容重平均值)*H1）]/[(a（基底板寬）+2Z(基底到弱土頂距離)* tang )*(b（基底板長(zhǎng)）+2Z*tang )]+ m2(弱土層以上基土容重平均值)*H2（弱土層到地面距離） faz（弱土層修正地基承載力設(shè)計(jì)值）。 應(yīng)力擴(kuò)散角。如果由基板到弱土有多層土，應(yīng)力依次擴(kuò)散下去（按上式把下層土視為弱土層）；注意 與“上下土層壓縮模量比值Esi/Esi+1”、“層厚Zi/Bi(上層擴(kuò)散面邊長(zhǎng)最大值)(=1/4~1/2，小于1/4時(shí) ＝0)”相關(guān)，見《地基基礎(chǔ)規(guī)范》。 在基礎(chǔ)平面圖中標(biāo)出：；。 以基礎(chǔ)大小、混凝土短柱大小和板厚以及配筋定義基礎(chǔ)類別并做表（減少繪圖量）。1 畫地梁截面詳圖和基礎(chǔ)施工說(shuō)明。（全文完）48 / 48