结构系统可靠性分析的统一理论

本文对结构系统可靠性分析问题进行了深入的研究,在全局分枝-约界算法的基础上,建立了结构系统失效模式识别和可靠性分析的统一理论,并探讨了结构系统可靠性分析结果在土木工程领域的可实证性问题.     

结构系统可靠性理论的分析方法及进展

简要介绍了现代结构系统可靠性理论的发展概况 ,对各个时期有代表性的算法进行了比较系统的阐述。并对近年来流行的算法 ,如快速概率积分法、MonteCarlo模拟法、响应面法等进行重点介绍。在此基础上 ,探讨了当前研究工作中存在的一些共同问题 ,并对将智能化方法引进结构系统可靠性领域的运用和发展前景作了预测。     

结构可靠性解析法的分析和研究

为研究结构可靠性计算,重点介绍结构可靠性解析法中一次二阶矩法、一次可靠度和系统可靠性的基本原理,分析其几何解释.并对三种方法优缺点进行分析,为实际使用提供参考.     

Williams肘形刚架非线性分叉失稳问题分析及试验研究

在总结各类稳定问题基本特征的基础上对稳定问题进行分类,将非线性分叉问题列为与分支点失稳、极值点失稳、跳跃失稳并列的第四类失稳。并将4种经典稳定判别准则中的初始缺陷准则应用于非线性有限元分析,提出了研究非线性分叉失稳的初始微小缺陷法。Williams肘形刚架为结构非线性分析的经典算例,为此设计了一点加载肘形刚架和三点加载肘形刚架,并对其进行了稳定性试验。理论计算和试验结果均表明,肘形刚架存在非线性分叉现象,揭示了初始微小缺陷是实际结构存在非线性分叉失稳的真正原因,也证明了初始微小缺陷法是可行和正确的。     

铁路轨道系统可靠性预测和维修策略改进研究

分析国内轨道系统可靠性预测和维修策略研究现状,对国内基于轨枕状态的铁路轨道系统可靠性失效判断准则进行改进研究,进而应用马尔可夫链法进行可靠性预测研究,并以此为基础通过引入轨枕维修重要度的概念进行维修策略制定方法研究.其研究成果能有效改善目前国内轨道系统维修中存在的不足,在保证轨道系统可靠性的前提下降低运营成本.     

稳定分析中极值点失稳与分枝点失稳的跟踪策略及程序实现

对结构的平衡路径进行跟踪分析,是全面了解该结构的受力性能所必须进行的一项工作.目前的结构非线性稳定分析技术大多对极值点失稳型问题较为有效,但对分枝点失稳型问题则困难较多.本文就结构分析中这两种常见的失稳形式进行了比较分析,并就其跟踪策略进行了探讨,提出采用位移扰动法和力扰动法有选择地跟踪实际所关心的平衡路径.最后编制程序并对一K6-4型单层穹顶网壳进行了分析验证.     

板壳结构非线性屈曲分析的修正拉格朗日法

本文采用退化曲壳有限单元,推导了板壳结构非线性有限元分析的、修正的拉格朗日法(Updated Lagrauge简称U.L.法,下同),并编制了非线性有限元程序.利用本文理论方法既可分析板壳的太变形问题,同时也可考虑材料进入非线性后的太应变问题.通过对一些板壳屈曲问题的分析对比,证明了本文理论方法的正确性和有效性.     

索-达芬振子系统的非线性模态分析

非线性模态常被用来进行连接达芬振子的系统动力分析。本文讨论了在谐波激励下,索-达芬振子系统的非线性模态。借助伽辽金法和Rauscher法得到非线性模态的解析解。采用该非线性模态解析方法对一个索-达芬振子系统结构进行分析,并将分析结果与数值模拟结果进行比较,验证系统非线性模态的存在性。     

基于纤维模型RC框架结构非线性全过程分析

纤维模型对梁、柱单元非线性全过程分析能有更加精确和完整的把握,是目前结构非线性分析模型的研究热点,而在极限承载力附近的计算发散问题,一直是困扰混凝土结构非线性全过程分析的关键问题.本文基于纤维模型提出了一种可以用于混凝土结构全过程分析的算法,编制了柔度法分析程序,直接从材料本构关系出发,对平面钢筋混凝土框架结构进行了全过程非线性静力分析.同试验结果的对比表明,程序具有较好的分析非线性问题的能力.     

某大跨单层球面网壳结构的非线性屈曲研究

为研究杆件稳定、初始几何缺陷、几何非线性、材料非线性对某单层球面网壳结构整体稳定性的影响,首先对结构进行线性屈曲分析得到屈曲模态和临界荷载,其次采用弧长法对结构进行非线性屈曲全过程分析,同时确定最不利初始几何缺陷分布模态,最后采用Newton-Raphson法对按此最不利缺陷分布的结构进行弹塑性屈曲全过程分析.计算表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布的一致缺陷模态法可能不适用于大跨单层球面网壳结构的稳定性分析;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;初始几何缺陷和材料非线性对结构稳定性的影响较大.     

钢筋混凝土框架结构体系可靠度分析

结构体系可靠度是一个40年来尚没有得到很好解决的问题,即使对于理想弹塑性体系,经典的结构体系可靠度分析也往往会遭遇两个难以克服的困难:相关失效与组合爆炸。近年来,基于概率守恒原理的随机事件描述,提出了广义密度演化方程,从而将确定性系统和随机系统分析纳入到统一的理论框架之中。基于这一进展,结合结构非线性全过程分析的位移控制算法,本文推导了结构静力非线性发展过程的概率密度演化方程。采用纤维梁柱单元进行结构非线性分析,研究钢筋混凝土框架结构的体系可靠度,并与Monte Carlo法进行对比分析。研究结果证明了概率密度演化理论对结构体系可靠度分析的适用性。     

Reliability-based integrated design of steel portal frames with tapered members

Integrated structural designs, with consideration of system reliability for steel portal frames comprising tapered members, are studied in this paper. The reliability-based integrated design (RID) directly checks the structural system limit states and the corresponding system reliability, based on structural nonlinear analysis. The nonlinear integrated analysis model, the semi-analytical simulation method employed for system reliability assessment, the development processes of RID format and the design application of RID formula and curves are presented in this paper. Design examples and comparisons among three different design formats demonstrate that RID proposed in this paper is of certain and consistent system reliability levels, and provides a feasible way for structural engineers to improve the design quality and flexibility of steel frame structures.     

非线性体系动力可靠性分析的等效Duffing体系法

等效线性化法是非线性结构体系的随机反应分析最常用的方法,但使用等效线性化法给出的反应结果进行结构动力可靠性分析会带来很大的误差。将一般非线性体系通过均方最小误差原则等效为Duffing非线性体系来进行结构动力可靠性分析。Duffing非线性体系可以通过FPK方程求得其稳态精确解析解,所以使用该等效非线性法进行结构动力可靠性分析不仅计算上方便可行而且精度较高。算例分析表明了等效非线性法分析结果可靠,且比等效线性化法的计算精度有明显提高。     

基于整体承载极限状态的钢结构可靠度设计方法及其在门式钢刚架设计中的应用

本文提出了基于整体承载极限状态的钢结构可靠度设计思路。这种思路建立在钢结构整体非线性分析和验算的基础上,并确保结构整体而非构件的可靠度水平,使结构整体的实际可靠度水平尽可能地接近于设计的目标值。本文针对门式钢刚架结构建立了一套实现这种设计的方法,包括结构整体非线性分析、结构体系可靠度计算以及实用的设计表达式。通过三个门式钢刚架结构设计实例比较了传统的构件设计方法,不考虑体系可靠度的整体承载极限状态设计方法和本文考虑体系可靠度的整体承载极限状态设计方法的设计结果,说明本文所提出设计思想的先进性。     

Reliability evaluation in nonlinear analysis of reinforced concrete structures

Modern building codes provide a basis for development of advanced nonlinear models for analysis and design of reinforced concrete (RC) structures. Application of nonlinear models permits direct evaluation of reliability of the whole structure at the stage of a structural analysis. In this paper a probabilistic method for reliability evaluation of plane frame structures with respect to ultimate limit states is proposed. The method is based on a combination of the nonlinear finite element structural model and the first-order reliability method (FORM). Implementation of the FORM for nonlinear analysis of RC structures is considered. Uncertainties associated with the structural model are taken into account and their influence on structural reliability is examined via sensitivity analysis.     

Reliability of corrosion-damaged steel structures using interval probability theory

Engineering decisions concerning the performance of existing structures must be made in the presence of uncertainties. The remaining capacity of corroded steel structures provides a good example of different aspects of uncertainty. These include: an unknown or partially known extent of damage; a variability in loading and an uncertain reserve of structural capacity depending on the mode of failure. The theory of structural reliability has been developed to provide a method of analysis for structural safety. In this paper, methods are proposed to compute the component reliability of corrosion-damaged steel members. The application of a recently developed theory called interval probability theory for system reliability is illustrated using the data obtained from actual samples of corroded beams.     

某斜拉桥考虑风荷载的可靠度研究

利用ANSYS软件,对一座斜拉桥建立了空间非线性的参数化模型,利用ANSYS软件的可靠性分析模块,建立了可靠性分析文件,对该桥在风荷载作用下的可靠性进行了研究,采用蒙特卡罗方法对该桥进行了可靠概率的计算,说明蒙特卡罗数值模拟与有限元程序相结合是研究结构可靠概率的一个有效的方法.     

基于ANSYS软件的大型复杂结构可靠度分析

对基于ANSYS软件的大型复杂结构可靠度计算进行了研究。首先 ,针对一次二阶矩法有时不收敛的情况提出了一种改进方法 ,对两点自适应法拟合失效曲面的算法作了修正 ;然后将结构可靠度计算模块连接到ANSYS软件 ,并对大型复杂结构的失效模式作了简要讨论。最后对某大型国家储备粮库筒仓的顶盖和仓壁结构进行了可靠度分析。     

基于可靠度的评估法在桥梁管理系统中的应用

论述了桥梁管理系统的基本结构及其主要功能关系,介绍了基于结构可靠度理论的桥梁评估方法在桥梁管理系统中的应用,对可靠度评估模型的层次结构进行了分析研究,为该评估法在桥梁管理系统中的实现提供了保证。