以动态模糊随机可靠度为参数的在役结构维修决策

本文以模糊随机变量为基本不确定性变量，定义了在役结构的动态模糊随机可靠度。基于模糊随机变量间的序关系，建立了在役结构维修决策准则。利用模糊集合的扩张原理，建立了在役结构的动态模糊随机可靠度与模糊维修费用间的函数关系式，最后，利用结构模糊随机优化的数学方法，建立了在役结构维修方案的模糊随机优化数学模型，给出了在役结构在预防性维修策略及灾后修复策略条件下维修方案模糊随机优化数学模型的解法，得出了在役结     

结构服役期间的动态可靠度及其维修理论初探

当前,结构可靠度的概念和定义都是针对结构设计方案的,它代表该设计方案所描述的结构在其预定使用期内和预估的工作条件下能正常工作的概率.其研究目的是使设计方法更为合理.本文提出的结构动态可靠度的概念、定义和估算方法是针对已建成结构的,它是结构已服役时间t_1和希望继续正常工作期限T_1的函数.结构服役过程中的动态可靠度应根据结构工作的经历、当前的工作状态和预定继续服役期间T_1的灾害危险性分析来评估.其研究目的是规划最优维修方案以控制结构经常处于良好的工作状态.为此,本文还给出了结构维修工程决策(包括遇到灾害前的预防加固措施和灾后的修复或拆除)的初步理论,也就是结构建成后的跟踪决策技术的初步探讨.由于这个课题是十分复杂和丰富的,限于篇幅,本文只能给出与本课题有关的问题的基本概念和解决问题的途径,很多具体的计算方法将在今后陆续发表.     

氯盐侵蚀下开裂混凝土耐久性可靠度研究

通过对诱导产生开裂的混凝土进行氯离子渗透试验,提出对带裂缝混凝土在饱和及非饱和状态下的氯离子渗透修正模型。在此基础上,基于引入示性函数的蒙特卡洛法,提出针对混凝土耐久性的模糊可靠度计算方法,并对某工程案例中的带裂缝混凝土结构进行了耐久性可靠度计算,对结构服役时间、裂缝宽度等参数对可靠度的敏感性影响进行了分析。研究表明:在氯离子侵蚀环境状态下,裂缝宽度与结构服役时间的增加都会显著降低结构的可靠度指标。同时对于混凝土给出了它的敏感性分析结果以及耐久性的寿命预测结果,可为相应的实际工程应用中给出参考。     

在役建筑结构的剩余寿命预测

讨论有关在役建筑结构寿命的若干概念,利用在役结构抗力衰减研究的最新成果,在将在役建筑结构截面抗力看成一非平稳随机过程和定义结构服役可靠度的基础上,根据截面效应约束极限状态,直接计算在役结构的服役可靠度,并基于可接受的最低服役可靠度,提出了在役建筑结构剩余寿命计算的新方法,从而为在役建筑结构的全寿命优化决策奠定了基础．     

齿轮的剩余强度模型及其动态可靠度

针对现有剩余强度模型不适用于体积大、寿命长、造价高的齿轮传动的寿命预测问题,本文应用非线性疲劳损伤累积理论建立剩余强度预测模型,该模型的参数由S-N曲线确定,以避免进行大量破坏性实验。结合损伤等效理论推导二级加载剩余强度预测公式,并将模型预测结果与材料实验结果进行比较,以验证模型的合理性。考虑齿轮传动强度及所受载荷随机性的特点,以应力-强度干涉理论为基础,建立齿轮传动动态可靠度功能函数;并利用摄动法及Rackwitz-Fiessler法(JC验算点法)得到齿轮传动服役过程中可靠度指标及可靠度动态变化曲线。研究表明:齿轮服役前期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度;齿轮服役中后期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度及齿根弯曲疲劳强度可靠度。     

在役建筑结构的剩余寿命预测

讨论有关在役建筑结构寿命的若干概念,利用在役结构抗力衰减研究的最新成果,是将在役建筑结构截面抗力看成一非平稳随机过程和定义结构服役可靠度的基础上,根据截面效应约束极限状态,直接计算在役结构的服役可靠度,并基于可接受的最低服役可靠度,提出了在役建筑结构剩余寿命计算的新方法,从而为在役建筑结构的全寿命优化决策奠定了基础。     

基于非线性疲劳损伤累积理论的齿轮传动剩余强度模型及其动态可靠度

针对现有剩余强度模型不适用于体积大、寿命长、造价高的齿轮传动的寿命预测问题,应用非线性疲劳损伤累积理论建立剩余强度预测模型,该模型的参数由S-N曲线确定,以避免进行大量破坏性实验。结合损伤等效理论推导二级加载剩余强度预测公式,并将模型预测结果与材料实验结果进行比较,以验证模型的合理性。考虑齿轮传动强度及所受载荷随机性的特点,以应力-强度干涉理论为基础,建立齿轮传动动态可靠度功能函数;并利用摄动法及JC验算点法得到齿轮传动服役过程中可靠度指标及可靠度动态变化曲线。研究表明齿轮服役前期应关注齿面接触疲劳强度可靠度;齿轮服役中后期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度及齿根弯曲疲劳强度可靠度。     

综合的结构可靠度函数预测模型

基于结构产品的现场失效数据样本较少以及物理结构模型可靠性评估存在误差,建立了综合考虑失效数据和结构失效模式及衰退机理的结构可靠度函数预测模型。采用一阶可靠性方法(FORM)进行物理结构可靠度评估,将失效数据方法得到的可靠度和物理结构方法得到的可靠度作为输入进行模糊回归,估计概率分布参数。建立的可靠度函数预测模型能较精确地预测结构产品随时间变化的可靠度,为结构产品的可靠性设计以及维修策略的制定奠定了理论基础。通过实例验证了该模型的可行性。     

结构的模糊可靠度分析

结构的可靠度不仅与确定影响因素和不确定影响因素有关,而且与破坏准则的模糊不确定性有关,考虑到这些不确定性因素的影响,利用结构可靠性理论和模糊数学,讨论和分析了结构破坏的隶属函数的内涵,并提出了一种计算结构的模糊可靠度的公式,以预应力空心板为例乾地验证计算,分析了结构抗力变异系数、荷载效应容差以及结构抗力容差等对结构模糊可靠度的影响,实践证明,所得到的结论与实际情况相符。     

结构模糊可靠度分析的实用方法

结构模糊可大度分析是同时考虑结构变全的随机性和模糊性评估结构可靠度的方法。目前已提出的方法需进行高维积分，当随机变量的数目较多时计算量较大，难以直接应用。根据不同的精度要求，本文提出结构模糊可靠度分析的一次二阶矩和四阶矩方法，为模糊可靠度方法的实际应用开辟了新的途径。     

基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

目前桥梁可靠度分析中缺乏对桥梁实际失效模式的分析和资料,使得传统的体系可靠度分析思路对桥梁进行评估带有很大的不确定性,因而本文根据桥梁结构可靠度理论与结构地震易损性的研究现状,并结合传统可靠度分析中的现有观念与常用方法,提出了基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度方法.该方法利用结构易损性分析的优势,根据选定的损伤准则来计算结构不同构件在随机荷载下的失效概率,能够给出结构各个构件的易损性曲线来判定出结构的最不利位置,从而为随后的结构体系可靠度分析提供便利.本文以地震荷载为例,给出了基于结构易损性分析思路的桥梁可靠度分析实例,以便具体地阐述这种思路.     

桥梁评估与加固理论2019年度研究进展

综合运用现代测试手段、试验技术、评估理论、结构理论、数值仿真、数学统计预测等理论方法和技术手段,对既有桥梁在剩余服役期内的安全性和适应性给出评判,提出维护策略及加固方法,是桥梁工程的重要研究领域。基于该领域最新研究进展,对基于时变理论的既有桥梁可靠性评估方法、结合工程应用的可靠度计算方法、维修加固的策略、钢筋混凝土墩柱的抗震性能及其抗震加固、桥梁加固的新材料、新方法和新装备等研究进行了介绍和总结,并从对既有结构性能衰变的认识、发展新的理论与方法、根据实际需求拓展新的研究领域等方面对研究提出了展望。     

一般大气环境下已有结构的动态可靠度

针对我国现行建筑结构设计规范中静态可靠度分析模型的缺陷，考虑了服役结构荷载及抗力分布统计特征不同于拟建结构的固有特点，建立了全随机时变可靠性评估模型．为弥补以往仅仅局限于单因素作用下可靠性分析的不足，建立了混凝土损伤和钢筋损伤等多因素影响机制下的全随机动态可靠度分析模型，并求得动态可靠指标。给出了一般大气环境下钢筋混凝土结构在服役期内截面尺寸、抗力水平以及可靠指标的时变规律，算例验证了该方法的正确性。     

锈蚀-疲劳作用下的砼梁桥失效概率分析

研究氯离子侵蚀、混凝土开裂和车辆荷载反复作用对钢筋混凝土梁桥结构抗力退化的影响,建立了砼梁桥在锈蚀疲劳作用下的结构抗力退化模型,采用蒙特卡洛法编写了相应的时变失效概率计算程序.以广东省某沿海砼简支梁桥为例,计算其时变失效概率,并预测其使用寿命.分析结果表明,在车流密集锈蚀-疲劳作用下,砼梁桥的时变失效概率远大于仅考虑锈蚀影响的时变失效概率,指出在分析砼梁桥可靠度时,应考虑车辆荷载反复作用对结构抗力退化的影响.     

服役结构荷载估计初探

在评述服役结构荷载估计方法基础上，提出了荷载基准期的概念，并根据不同情况给出了荷载基准期的确定方法。有了荷载基准期，即可估计结构在继续使用期间最大荷载的概率分布，进而对服役结构的可靠性作出评价。     

中小学建筑抗震性能的模糊综合评判

在湖南地区中小学建筑抗震性能调研的基础上,针对中小学校建筑抗震现状,提出了用建筑的结构形式及其合理性、整体性、地震烈度等8个特征因素作为震害因子,并利用模糊理论建立多层次综合评价模型.采用不同方法确定了数量因子和状态因子的隶属度,并用层次分析法确定各因素权重,用最大隶属度原则结合加权平均法对中小学建筑作出模糊综合评判,最后通过实例验证了该方法的可靠性.     

中高层框剪结构侧向力分布模式的研究

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的一种简化方法,已经引入了我国新的建筑抗震设计规范。侧向力分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,它的选取直接影响Pushover分析的结果。通过选取5条II场地地震波,对所选结构进行非线性时程分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线。按照一种侧向力分布模式对所选结构进行Pushover分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线,然后和时程分析进行比较,得到一种较理想的侧向力分布模式。     

超高压电容器结构抗震性能分析

超高压电容器装置结构是电力系统重要组成部分,其上重下轻、阻尼比小的结构特点不利抗震.本文采用大型通用有限元程序ANSYS,对该结构进行了模态分析和谱分析,结构基频较低约1.02Hz.对结构在自重作用、X与Y向地震作用、X与Y向风荷载作用下进行计算分析,得出以下主要结论：各部件的最大应力均小于规范要求;台架梁的最大相对变形为1/2671,小于规范值1/400;结构满足8度抗震设防要求.     

钢结构加层中支撑对结构抗震性能的影响

由于自重轻、抗震性能好等优点,钢结构直接在混凝土结构上加层正越来越多地应用到实际工程中.加层后形成的混合结构由于采用不同的结构形式,结构顶部刚度、质量发生突变.支撑作为主要抗侧力构件之一,将影响加层结构体系的整体抗震性能.结合算例,采用有限元分析程序对某框剪结构顶部加钢结构进行整体结构的抗震性能分析,并在此基础上讨论了不同的支撑形式、不同的支撑布置位置对整体结构体系抗震性能的影响.