服役结构失效的风险分析

服役结构失效的风险分析是一项比较复杂的研究课题。本文以结构可靠性理论、概率与数理统计学理论为基础，提出以结构失效的期望损失表征其风险性大小，并通过建立损失程度概率分布的数学模型，推导出结构失效的期望损失与结构失效概率和失效后损失程度的概率分布直接相关的结论。     

工业建筑物失效后损失程度的概率分布

本文运用概率与数理统计学的基本理论，探讨了工业建筑物失效后损失程度概率分布的数学模型及其相关参数的统计方法。     

基于模糊综合评判的结构寿命周期总费用评估

结构寿命周期总费用评估是实施基于性能的抗震设计的关键问题,其中失效损失期望评估中结构失效概率的计算往往需要多次结构重分析,计算量很大,成为结构寿命周期总费用评估中的一个主要问题。本文利用模糊综合评判理论进行结构寿命周期损失期望的评估,以失效概率方法评估结果为参照,研究了隶属度函数的不同形式、结构不同重要性对模糊评判方法结果的影响,并计算了钢筋混凝土框架算例。结果表明,利用模糊综合评判进行结构损失期望评估,可以在保证一定精度的前提下,大大简化了失效损失期望评估的计算量。     

工业建筑物的可靠性与保险

本文以结构可靠性理论、概念与统计学等为基础，通过对厂房失效的风险性分析，导出了厂房失效保险费率的计算公式，表明厂房失效保险费率不仅与厂房固定资产总额和厂房失效概率成正比，而且还与损失程度的分布函数有关。     

地震易损性及全寿命费用评估方法研究

考虑地震激励随机性,以最大层间位移角为性能水平量化指标,采用基于概率密度演化理论的结构地震易损性分析方法,得到结构在不同强度地震作用下各级破坏状态的失效概率.提出结构损失期望与全寿命费用的计算方法,从而实现对结构全寿命周期的性能评估.最后,以钢筋混凝土框架结构住宅楼为例,将概率密度演化理论应用于结构全寿命费用的计算中,提高了损失期望与全寿命费用评估精度.     

建筑火灾财产损失评估模型的研究

从保险承保的实际需要出发,提出基于事件树的建筑火灾财产损失的概率分布及分析流程.将建筑火灾损失场景分为正常期望损失(NLE)、可能的最大损失(PML)、最大可预测损失(MFL)、最大可能损失(MPL).利用事件树结合概率的方法对4种场景下损失的大小及发生的概率进行估算.以一个商业仓库为例,对其火灾损失大小及概率进行了评估,得出了自动火灾探测系统没有成功启动的情况下各种可能损失的概率以及占总价值的百分比,为保险公司确定核保策略提供技术帮助.     

抗震结构的模糊震害预测与损失估计

本文在我们提出的模糊随机振动和模糊动力可靠性分析的基础上,提出了一种抗震结构震害预测与损失估计的实际可行的方法。此方法考虑了预测地震烈度的模糊随机性、地震地面运动的随机过程性,结构震害等级的模糊性和结构在强震作用下的弹塑性。用此方法可以较好地预测抗震结构在使用期限内的失效概率和震害损失,从而为结构以可靠性为主要约束或以“结构造价和损失期望之和最小”为目标的结构优化设计提供了基础。     

风振作用下高层建筑结构全寿命总费用的模糊综合评估研究

针对风振作用下高层结构的全周期总费用展开研究,首先引入模糊综合评价理论建立结构失效损失费用的模糊评估模型,然后基于贝叶斯分布对结构风灾年发生概率和某一等级风灾年发生概率进行预测评估,并根据模糊综合评价方法对结构在不同风灾作用下的性能水准进行预测研究,最后针对10层和20层共10个高层结构采用已建模糊综合评价模型对其进行50个工况下的全寿命总费用预测评估。结果表明模糊综合评估模型能够考虑各种因素对结构全周期总费用的影响,评估结果与失效概率分析法具有很好的吻合性;基于贝叶斯分布的结构风灾危险性概率预测能够反映实际情况,预测结果随信息量的增多而更加准确;合理有效的结构设计应综合考虑初始结构造价和后期失效损失,以达到在结构设计寿命内总费用最小的目标。     

基于响应面法的弦支穹顶结构可靠性分析

基于响应面法,计算考虑初始缺陷及预应力损失随机性影响的弦支穹顶结构在稳定、挠度及杆件强度三种失效模式下的失效概率。根据计算结果,确定结构的主要失效模式及结构失效概率。最终对响应面法及蒙特卡罗法计算弦支穹顶结构失效概率进行比较。     

城市消防站的优化布局

本文在城市各消防责任区内，考虑各小区的火灾概率及灭火延时损失，利用网络技术，合理规划消防站布局，在消防站与灾害区域间通过路网构成可达性优化冗余结构，以期有效地实现降低整个责任区内未来火灾损失的期望     

红砂岩抗压强度概率分布尺寸效应的试验研究

岩石抗压强度概率分布是否存在尺寸效应，对能否准确确定其概率分布以及得到正确的可靠度计算结果至关重要。对边长分别为80,120和160 mm的红砂岩立方体岩块进行压缩试验，研究结果表明：(1)岩石峰值抗压强度的概率分布类型服从正态分布，且分布类型不会随着尺寸的变化而变化。(2)岩石抗压强度平均值和标准差的点估计值、区间估计值和反证法表明平均值和标准差均存在明显的尺寸效应，当尺寸从80 mm增加到160 mm时，平均值从56.64MPa减小至51.14MPa，标准差则从14.33MPa减小至3.96MPa，其中标准差的降幅更为显著。(3)以尺寸为160mm的柱础为例进行可靠度分析，不同尺寸下的概率分布对可靠度计算结果影响很大，80mm尺寸下概率分布得到的失效概率为11.00%,160mm尺寸下概率分布得到的失效概率为0.12%，前者结果是后者的91.67倍，此外，如果仅考虑平均值的尺寸效应而忽略标准差的尺寸效应则会得到与实际情况相反的结论。因此，在实际工程中应重视岩石抗压强度概率分布的尺寸效应问题。     

双随机下刚性索穹顶结构的可靠性灵敏度分析

针对目前索穹顶结构研究中没有考虑荷载的随机性和结构本身的随机性的问题,采用基于正交设计响应面的Monte Carlo法对刚性索穹顶结构进行了双随机下的可靠性灵敏度分析.以一个跨度为60m,承受轴对称均布荷载作用的肋环型刚性索穹顶结构为例进行分析,得到了结构功能函数的响应面,进而采用Monte Carlo方法得到结构的失效概率以及各随机变量对于结构失效的灵敏度矩阵.结果表明,刚性索穹顶结构的失效概率较小,且应力控制的失效概率小于位移控制的失效概率,最外圈斜索的预应力水平、荷载、刚性杆件截面积对于结构失效较为敏感.在此基础上,与相应索穹顶结构比较,两种索穹顶结构的失效主要都是位移控制,且在位移控制下,最外圈斜索的预应力水平对于刚性索穹顶结构失效的敏感程度要比整体预应力水平对于相应索穹顶结构失效的敏感程度低,刚性索穹顶结构较相应索穹顶结构更为可靠.     

随机风荷载作用下的桥梁颤振可靠性分析

基于现有的结构可靠性理论,通过极限状态方程建立起桥梁颤振的可靠性分析模型,并提出了用以确定桥梁颤振稳定失效概率的计算方法。其中颤振可靠性分析模型中的极限状态方程以桥梁颤振临界风速为结构抗力变量,以桥址处随机风速为荷载变量。本文采用一次二阶矩理论的几种失效概率计算方法对主跨602m的上海杨浦大桥进行了颤振失效概率计算。     

地震时饱和砂土的失效概率

用Excel 2 0 0 0中的规划求解软件对大量的液化和未液化数据做了可靠度计算。由可靠性分析所得的液化概率 ,本文将其定义为失效概率Pf。以这些分析结果为基础讨论了加速度变量的分布和它的变异系数对失效概率的影响。对于给定的概率分布 ,失效概率在很大程度上与它的变异系数有关 ;但是 ,似乎与其分布关系不大 (随机变量的变异系数保持不变 )。同样 ,也以这些分析结果为基础 ,讨论了失效概率函数Pf=f(Fs)。Fs 为安全系数。本文着重指出 ,基于饱和砂土极限状态函数的可靠度分析 ,如果对随机变量的不确定性做了合理的考虑 ,则由可靠度分析所得的失效概率函数Pf=f(Fs)和Juang等人用Bayesian定理所得的液化概率函数PL =f(Fs)几乎是一样的。液化概率函数可为场地液化势的合理评估和工程风险设计决策提供依据。     

基于神经网络方法模拟的立体车库钢结构系统失效概率分析

以立体车库钢结构系统为研究对象,根据立体车库的承载特点,按照结构系统可靠性分析的要求,采用增量载荷法与优化准则法相结合的综合方法确定结构的主要失效模式,运用神经网络技术模拟立体车库所受力的数学期望与方差,并通过Ditlevsen界限法推算系统失效概率上下界.为大型复杂钢结构系统的可靠性分析提供新思路.     

高层建筑基于风速风向联合概率分布作用的风致响应可靠度分析

为研究高层建筑多风向风致加速度满足人体舒适度要求的可靠度,推导了以结构顶部加速度响应均方根值表征的近似解析表达式,建立了风速风向联合分布的概率模型。并以广州西塔高层建筑为算例,结合其工程气象分析及风洞试验等相关资料,通过随机振动理论和曲线拟合方法,得到其在主要风向角下风致顶部加速度响应均方根值与10 m高度平均风速的拟合表达式。在此基础上,考虑平均风速服从Weibull分布,阻尼比服从正态分布条件下,基于条件概率,采用验算点法对此高层建筑在考虑风速风向联合概率分布情况下,满足重现期10年的顶部风致加速度响应(舒适度)要求的可靠度进行了分析,表明结构顶部重现期10年风致加速度失效概率在各方向有明显差别,说明考虑风速风向联合分布的风致结构舒适度失效概率计算的必要性。采用本文的验算点法对本算例高层建筑的可靠度分析,结果表明其对应重现期10年的考虑风速风向联合概率分布情况下满足舒适度要求的可靠度值达99.98%。     

基于神经网络方法模拟的立体车库钢结构系统失效概率分析

以立体车库钢结构系统为研究对象,根据立体车库的承载特点,按照结构系统可靠性分析的要求,采用增量载荷法与优化准则法相结合的综合方法确定结构的主要失效模式,运用神经网络技术模拟立体车库所受力的数学期望与方差,并通过Ditlevsen界限法推算系统失效概率上下界。为大型复杂钢结构系统的可靠性分析提供新思路。     

预应力弦支穹顶结构的可靠性分析

弦支穹顶结构是一种刚柔并济的新型复合空间结构,工程应用逐渐增多。而有关弦支穹顶结构的可靠性研究,却由于大型结构体系的可靠性研究难度大、成果少,目前仍较缺乏。同时由于初始缺陷及预应力损失是预应力结构体系不可避免的,在充分考虑初始缺陷和预应力损失随机性的基础上,运用蒙特卡罗法,计算模型在稳定控制、挠度控制和杆件强度控制三种不同的失效模式下的失效概率,得出失稳破坏是结构的主要失效模式,从而确定弦支穹顶结构的失效概率。     

建筑结构安全度问题讲座(五)——建筑结构安全度计算的JC方法

一、概述结构的安全度,即不失效的概率以P_s表示;失效概率以P_f表示。P_f与P_s互为补数,即P_f+P_s=1。如何计算作为结构安全度尺度的失效概率,这是研究结构安全度需要解     

土层地震液化的危险性分析

土层地震液化判别和危险程度分析是工程场地抗震稳定性评价及城市地震影响小区划的重要内容。为与以概率论为基础的结构可靠度设计方法相适应，本文提出考虑地震发生、传播及岩土参数不确定性的危险性分析方法，该方法不仅可以分析土层中一点的液化概率，同时也可以给出给定深度内土层液化危害程度的概率分布。