验证荷载条件下的在役结构动态可靠度

提出了随机验证荷栽条件下的在役结构动态可靠度计算方法,经过实例计算表明了在考虑随机性验证荷载条件下的结构可靠度一般比不考虑这种验证荷载的结构可靠度要高。     

长期荷载作用下水工结构限裂可靠度分析

混凝土的徐变和收缩是长期荷载作用下混凝土结构裂缝宽度扩大的主要影响因素。因受环境条件影响，使其在水工结构中具有较大的不定性，而对水工混凝土结构构件可靠度的影响，目前尚无统一认识及合理的考虑方法。为了正确分析计算长期荷载作用下水工结构限裂可靠度，从多个方面探讨了混凝土收缩和徐变的变异对长期荷载统计不定性构件截面抗力不定性的影响程度，据此采用正常使用极限状态“抗力－荷载效应转换模式”进行了可靠度分析。     

长期荷载作用下水工结构限裂可靠度分析

混凝土的徐变和收缩是长期荷载作用下混凝土结构裂缝宽度扩大的主要影响因素．因受环境条件影响,使其在水工结构中具有较大的不定性,而对水工混凝土结构构件可靠度的影响,目前尚无统一认识及合理的考虑方法．为了正确分析计算长期荷载作用下水工结构限裂可靠度,从多个方面探讨了混凝土收缩和徐变的变异对长期荷载统计不定性构件截面抗力不定性的影响程度,据此采用正常使用极限状态“抗力－ 荷载效应转换摸式”进行了可靠度分析．结果表明：长期荷载作用下水工结构限裂可靠度比一般的建筑结构高;水工混凝土结构构件裂缝计算公式的可靠度原则对不同的构件尚不统一,尤其是轴心受拉构件,公式中的常系数有待改进     

基于抗力随时间变化的桥梁可靠度评估研究

根据实际检测数据,考虑结构抗力和荷载的变化,计算实桥结构、构件的可靠度指标.考虑实际结构系统中,构件能力与荷载的相关性,确定结构系统比较合理的可靠性指标,完成当前结构承载能力的评估.在结构抗力模型和荷载模型中引入了时间参数t,提出了简单、实用的动态可靠度计算方法.确定当前结构可靠度指标,结合目标可靠指标,实现了对实桥结构剩余使用寿命的预测.     

雪灾下轻钢结构大面积破坏的概率成因

现行可靠度设计统一标准在分析轻钢结构构件可靠度时,对荷载效应比值的取值范围考虑不够充分.针对此不足,提出了1种基于应力的荷载效应比值计算方法,解决了在构件失效是由多种形式内力引发的情形下选择何种荷载效应来计算荷载效应比值的问题.以多个轻钢结构构件为例,采用该方法分析了轻钢结构中荷载效应比值的取值范围.揭示了雪荷载不利布置下,轻钢结构的荷载效应比值将会非常高的现象.接着对按现行分项系数设计的轻钢结构进行了可靠度校核,表明轻钢结构的可靠性处于较低的水平.最后分析了雪荷载超过设计标准时轻钢结构可靠度随不同荷载效应比值的变化规律.结果表明当雪荷载超载较大时,荷载效应比值越大的结构可靠性越低.这从可靠性的角度为近年雪灾中轻钢结构大面积破坏的现象提供了补充解释.     

动态可靠度计算中的荷载研究

动态可靠度需考虑荷载随时间的变化,而建筑结构荷载规范(GB50009-2001)中所给的荷载是基于设计基准期得到的固定值.通过计算不同目标基准期内的最大荷载随机变量的统计参数,从而得到不同目标基准期内的荷载标准值.为了利用荷载规范所给的荷载值,将该标准值与设计基准期所对应的标准值进行比较,就得到不同目标基准期内的荷载修正系数,再将荷载规范中的荷载乘以修正系数后,就能得到计算不同目标基准期的可靠度所对应的荷载,从而在动态可靠度的计算中考虑荷载随时间变化的影响.应用该方法,计算了各种荷载在不同目标基准期的荷载标准值修正系数.该方法解决了动态可靠度中的荷载变化问题.     

结构地震可靠度的数值-模拟方法

本文发展了一种数值-模拟方法,计算谱密度不确定非平稳地震荷载下的结构地震可靠度。在该方法中,首先由高斯积分给出了无条件结构地震可靠度的加权和计算公式,然后利用Monte Carlo模拟方法计算高斯点处的条件结构地震可靠度,最后得到无条件结构地震可靠度。文中计算了一个单自由度结构的地震可靠度,并与直接模拟结果进行了对比分析,分析表明,数值-模拟方法具有良好的精度和效率。     

时变结构可靠度预测方法探讨

时变结构在剩余使用寿命内的可靠度预测,是以结构在检测时刻的状态和所处环境为基础,一般采用概率模型和离散手段两种方法.本文概述了离散抗力求服役期结构可靠度的方法;基于已有结构抗力衰减模型和剩余使用寿命期内可变荷载计算模型的既有成果,考虑结构抗力的时变特性,提出一种新的时变可靠度计算方法.实例表明:该方法计算简单,结果可信.     

扣件式钢管脚手架结构的可靠度分析

钢管脚手架倒塌事故时有发生,通过现场数据实测、参考试验研究和统计分析,建立了落地式外脚手架荷载和抗力的概率模型.基于某脚手架工程实例,考虑扣件连接的节点半刚性,利用有限元软件ANSYS建立分析模型.采用脚手架荷载和抗力的概率模型,以连墙件连接扣件的滑移破坏和脚手架整体横向失稳破坏为主要失效模式,使用Monte Carlo法对脚手架结构进行可靠度计算.研究结果表明,其可靠度指标大于规范要求,结构安全,但有必要深入进行考虑人为错误影响下的脚手架可靠度分析.     

边坡支挡结构岩土荷载的分项系数计算方法

岩土参数的变异特性给边坡支挡结构岩土荷载的确定带来困难,分项系数法考虑了可靠度,且计算简单,为此提供了解决方案。基于极限状态方程,将抗剪强度参数视为正态分布,采用一般分离法,通过分项系数的求解,推导了边坡支挡结构岩土荷载的分项系数以及荷载值计算公式;对单一滑面和折线型滑面两类典型滑面边坡案例分析表明:利用该方法能较容易地获得不同边坡目标可靠度指标值对应的支挡结构岩土荷载值;根据分项系数法计算得到的荷载值所设计的边坡,其由蒙特卡罗法获得的可靠度指标与目标可靠度指标存在一定偏差;其中,单一滑面边坡主要是负偏差,偏差最大约6%,对于折线型滑面边坡,当目标可靠度指标为1.65时,是负偏差,偏差约7%,但当目标可靠度指标大于1.65时出现正偏差。由分项系数法计算得到的支挡结构荷载值总体上安全可控。     

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.     

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。     

规则柜架结构体系可靠分析

对框架结构的失效机构的寻找及可靠度分折作了一些探讨,失效机构的寻找是建立在弹性矩阵分析基础上的逐段线性弹塑性分析,用修改出现塑性铰之后结构简图,把塑性抵抗力矩当作外载的处理方法,找出失效机构形式及与荷载的关系,并采用考虑了塑性内力重分布影响的条件概率方法计算了可靠度。     

隧道衬砌抗弯承载能力概率劣化模型

提出同时考虑时间效应与参数不确定性的隧道衬砌可靠度分析框架. 考虑衬砌受环境侵蚀引起的钢筋截面面积减少以及钢筋-混凝土黏结力下降,得到其抗弯承载能力时变模型. 考虑模型中参数不确定性,建立时变概率模型. 采用蒙特卡洛模拟（MCS）方法对理论模型的准确性以及计算效率进行验证. 分析模拟结果,对抗弯承载能力的分布进行讨论. 通过有限元分析,使用反转应力荷载释放法得到可靠度分析的荷载模型. 采用当量正态化（JC）法,构建隧道衬砌抗弯承载能力劣化可靠度分析框架. 通过算例对地下水氯离子侵蚀下衬砌抗弯承载能力的时变概率特征进行研究. 结果表明,随时间增长抗弯承载力的均值和标准差均减小;当初始计算变量同时存在正态变量与对数正态变量时,抗弯承载力计算结果更服从对数正态分布;衬砌负弯矩区域可靠度远高于正弯矩区域.     

截尾分布条件下的结构可靠度分析

提出了截尾分布条件下的结构动力可靠度分析方法，经过实例计算表明截尾分布条件下的结构动力可靠度一般高于非截尾分布条件下的结构动力可靠度     

随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析

对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结构各响应量的可靠度指标.通过算例表明文中提出的基于概率的随机桁架结构分析与可靠性分析方法的合理性与可行性.     

圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性分析

为分析圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性,以笔者及其他学者所进行的圆空心钢管混凝土轴压短柱试验数据为统计样本,结合Normal、Lognormal、Weibull、Gamma 4种分布形式,考虑模型误差,分别根据《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936—2014）中的钢管混凝土柱轴压承载力计算公式与作者提出的修正公式,运用Monte Carlo法计算得到了规范公式与修正公式的可靠度指标。结果表明：依据两种公式计算得到的可靠度指标均基本满足目标可靠度指标3.7的要求;规范公式的可靠度指标较大,约为修正公式的1.05倍,计算结果较为可靠;可靠度指标随着混凝土强度和荷载效应比的提高而上升,随着含钢率的提高而下降,钢材强度和空心率的变化,可靠度指标的变化不明显。考虑上述4种分布类型对抗力误差的影响,分析了各参数因素对抗力分项系数的影响,结果表明：计算模型误差分布类型和活载类型对抗力分项系数的影响不明显,安全等级和荷载效应比影响较为明显;考虑实际工程中常用的荷载效应比,提出荷载效应比不同时抗力分项系数取值分别为1.21、1.32、1.41。     

截尾分布条件下的结构可靠度分析

提出了截尾分布下的结构动力可靠度分析方法，经过实例计算表明截尾分布条件下的结构动力可靠度一般高于非截尾分布条件下的结构动力可靠度。     

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。     

基于蒙特卡洛模拟法的输电塔架结构可靠度分析

为进一步研究输电塔架结构可靠性问题,以可靠度基本理论为理论基础,利用MATLAB软件中多项式稳健拟合工具对考虑风荷载和覆冰荷载下的功能函数进行拟合,得到了塔架结构失效的功能函数。拟合结果表明,塔架的最大位移随着风速和覆冰厚度的增大而增大,且风速较覆冰厚度在塔架可靠度分析中具有更高的敏感性。然后,基于蒙特卡洛模拟法计算不同工况下输电塔架结构的可靠度。最后,分析了变量相关性,发现随着相关系数的增大,可靠指标减小,且两者呈线性关系。