荷载效应组合时的失效概率

本文讨论了构件在荷载效应组合时的失效概率计算问题,荷载的组合采用the Ferry Borges——Castanheta荷载模型及Turkstra规则,用Rackwitz Fiessler的概率积分方法(单称F-R法),计算安全指标β,求得失效概率;以数值例子说明上述分析的有效性.     

现行规范中荷载分项系数的比较及修定建议

根据概率极限状态计算原则,计算了综合考虑三种不同荷载效应组合与单独考虑各荷载效应组合下的最优荷载分项系数,比较得出现行规范中取用荷载分项系数的利弊,并提出了相关修订建议.     

现行规范中荷载分项系数的比较及修定建议

根据概率极限状态计算原则，计算了综合考虑三种不同荷载效应组合与单独考察各荷载效应组合下的了优荷载分项系数，比较得出现现行规范中取用荷载分项系的利弊，并提出了相关修订建议。     

荷载平稳二项随机过程简化组合方法

为了解决荷载平稳二项随机过程组合方法在求解时段组合幅值的最大熵概率密度函数时求解高度非线性方程组计算复杂,不便于实际工程应用的不足.本文根据荷载时段组合幅值的概率特点,以两参数的极值Ⅰ型来描述其概率特征,建立了简化的组合方法.根据数值模拟试验和实测风浪资料计算结果表明本文极值Ⅰ型与最大熵分布都能很好的描述时段组合幅值的概率特征,并且具有一致性;当计算不同重现期极值组合荷载时,本文简化方法计算的结果偏于保守.     

荷载平稳二项随机过程简化组合方法

为了解决荷载平稳二项随机过程组合方法在求解时段组合幅值的最大熵概率密度函数时求解高度非线性方程组计算复杂,不便于实际工程应用的不足.本文根据荷载时段组合幅值的概率特点,以两参数的极值Ⅰ型来描述其概率特征,建立了简化的组合方法.根据数值模拟试验和实测风浪资料计算结果表明本文极值Ⅰ型与最大熵分布都能很好的描述时段组合幅值的概率特征,并且具有一致性;当计算不同重现期极值组合荷载时,本文简化方法计算的结果偏于保守.     

沉管灌注桩竖向承载力可靠度分析

为了研究沉管灌注桩的失效概率,采用无量纲随机变量的极限状态方程,结合南京江北地区沉管灌注桩试桩资料,根据工程桩的竖向荷载—沉降曲线关系表达式来分析和推算单桩竖向极限承载力,用"校准法"对单桩竖向承载力进行可靠度分析.采用MATLAB语言编制了JC法程序计算恒载与办公楼活载、恒载与住宅楼面活载、恒载与风荷载等三种不同荷载组合形式下的可靠指标,在此基础上确定了总抗力分项系数.研究表明:沉管灌注桩的可靠指标较高,反映了现行规范设计的基桩有较高的安全水准,同时可靠指标随着荷载效应比的增大而减小.荷载组合形式对可靠指标的影响不大,且对抗力分项系数的影响也较小.     

荷载效应最不利组合的判别条件

以现行建筑结构荷载规范为基础,系统地介绍了荷载效应组合的基本规则,讨论了承载能力极限状态下的荷载效应组合设计值的计算方法.通过理论推导,给出了得到荷载效应最不利组合的简化判别方法和条件.结果表明,荷载效应最不利组合可以通过永久荷载标准值与主导可变荷载标准值的比值来判别.对于给定的荷载条件,永久荷载标准值与主导可变荷载标准值的比值达到某一数值时,最不利荷载效应组合由永久荷载效应的组合控制,否则由可变荷载效应的组合控制.     

一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.     

风浪耦合作用下桥塔-基础体系的极限荷载效应

为了准确地估计风浪耦合作用下桥塔-基础体系的极限荷载效应,基于统计外推法提出多种环境变量联合作用下结构极限荷载效应的统计方法.该方法根据环境变量的联合分布特性和结构的动力特性统计外推出荷载效应极值的分布函数,极限荷载效应则为给定超越概率下的荷载效应极值.利用该方法计算风浪耦合作用下某跨海大桥桥塔-基础体系的基底剪力极限荷载效应,并讨论风浪耦合效应对计算结果的影响.结果表明,该方法能够准确地估计风浪联合随机作用下结构的极限荷载效应,能够为结构设计提供合理依据.     

多层钢结构厂房框架柱平面内计算长度研究

多层钢结构厂房是火电、核电工程主厂房常用的结构形式.对于钢框架结构设计,我国的钢结构设计规范采用的是计算长度设计法;由于荷载工况和荷载组合的复杂性,对主厂房采用考虑二阶效应的非线性分析方法还有一定难度.在总结各种钢框架柱计算长度系数算法的基础上,从计算长度系数的定义出发,通过3种有代表性的计算长度分析模型的比较研究,提出了一种适用于火电、核电工程钢结构主厂房框架柱计算长度的确定方法.该方法考虑了(包含重力二阶效应的)模型的几何非线性效应和荷载分布情况对计算长度的影响,并能与主厂房建模过程紧密结合,也符合工程设计简单、便利的原则.最后,通过某核电工程常规岛主厂房框架柱计算长度实例分析,阐明了所提出的方法和步骤,获得了一些有益的结论,供设计人员参考.     

基于Copula函数的建筑动力风荷载相关性组合

为了得到经济合理的抗风设计方案,提出一种基于Copula函数的高层建筑动力风荷载相关性组合方法.在某高层建筑模型高频动力天平试验(HFFB)数据的基础上,通过Copula函数和风荷载分量的边缘分布构建任意两分量的联合概率密度函数(JPDF),引入条件极值,计算二者的相关关系和组合值;利用各风向角下的组合值构建了最不利包络荷载组合,并以此为结构的设计风荷载.结果表明,该方法能够确定给定保证率下任意两风荷载分量的组合关系;以最不利包络荷载组合为设计风荷载能保证结构的抗风安全性.     

美国ASCE施工设计荷载规范的理念与启示

为对施工阶段的未完整结构进行设计和分析,保证施工安全,应明确施工过程中结构可能受到的各类外部作用(荷载)及其效应.通过介绍美国ASCE施工设计荷载规范在施工阶段的荷载种类、设计值及荷载组合等内容,着重分析了其施工荷载及荷载系数的取用方法,施工荷载与恒载、活载、环境荷载及侧向土压力组合方法等,对比分析了中国现行标准的相关内容.建议应吸收ASCE施工规范理念,充分考察施工阶段荷载的不确定性,引入施工荷载取值、荷载分项系数建议值,编制自成体系的中国施工荷载标准.     

不平整路面上的车辆等效动载系数

采用双自由度4参数的四分之一车辆振动模型，以路面不平整度为激励，运用随机振动理论分析了不平整路面上的车辆随机动载，得到了车辆动载、车辆动载峰值及其系数的概率分布.基于车辆动载峰值的概率分布以及Palmgren-Miner线性累积疲劳损伤理论，推导了车辆对不平整混凝土路面的等效动载峰值及其系数的表达式，建立了车辆随机动载与确定性动载之间的关系，进而根据车辆随机振动确定车辆动载系数.算例分析表明，在以均值加3倍方差作为车辆可能出现的最大动载的情况下，最大动载系数和等效动载峰值系数随车速及路面不平整度的增大而增大，但在相同条件下，最大动载系数远大于等效动载峰值系数，说明采用最大动载系数进行路面结构设计是偏于保守的.     

住宅结构楼面荷载的调查与统计分析

荷载的统计分析是研究住宅结构可靠度的重要基础,对西安和包头地区多层和中高层典型住宅的105个住户、469间房屋的楼面活荷载进行了系统的调查,利用进深板带面积平均荷载法和室面积平均荷载法将其等效为楼面均布荷载;应用数理统计方法,研究了典型住宅结构持久性楼面活荷载和临时性楼面活荷载的统计参数和概率分布;给出了设计基准期50 a和100 a时住宅结构楼面活荷载标准值的建议取值,并与现行荷载规范进行了比较分析.     

500kV输电塔承载能力分析及优化设计

研究覆冰情况下输电塔的承载力和合理构造,具有重要的工程和社会意义.本文以500 kV酒杯型输电塔为例,建立有限元分析模型,考虑输电塔结构的几何非线性和材料非线性,计算在自重、覆冰和风荷载及正常与断线导线张力作用下,输电塔结构的承载力.通过比较18种荷载组合下输电塔杆件应力和位移,确定出输电塔结构的薄弱部位,并对其进行优化设计,在横担和塔身处添加斜杆和水平支撑,并调整塔颈形状,验算结果表明,优化设计后的塔型,其整体刚度和承载力均有大幅度提高.     

推移质运动对水流紊动结构的影响

本文采用 CDL—86型超声多普勒流速仪对挟带推移质水流的紊流结构进行了较系统的试验研究,结果表明,清水水流挟带推移质后,床面附近的时均流速减少,流速梯度增加,水流的平均脉动加强,流速脉动的概率密度分布偏离正态。根据试验的成果,作者还探讨了紊流的内部结构。     

两种矩形板考虑初始恒载效应的位移伽辽金近似解

基于板考虑初始恒载效应的应变能表达,运用变分原理导出了静力平衡控制微分方程。运用伽辽金法求解得到了四边固支、简支矩形板考虑初始恒载效应的近似活载（或后期荷载）位移表达式,并运用有限元法验证了公式的正确性。各近似位移表达式简单明了,清楚地反映了前期恒载和各因素对活载位移的影响,更为直观地说明了板的恒载效应这一概念。计算分析表明：初始恒载的存在增加了板的弯曲刚度,减小了活载位移;板的恒载效应主要受恒载大小、跨厚比和边界条件等因素的影响;对于较薄或弯曲刚度较小的板,在计算分析和结构设计中应考虑这种恒载效应对承受活载（或后期荷载）作用的受力行为影响。     

工程结构全寿命可靠性与灾害作用下的安全性

从结构生命周期的角度研究了工程结构的可靠性问题.结合历史统计资料研究，指出了在常规荷载作用下使用阶段的结构可靠性可以从设计规范上得到基本保障，而对于施工阶段和老化阶段的结构可靠性以及结构在使用过程中受爆炸、冲击和火灾等偶然灾害作用时的安全性问题尚缺乏深入的研究.从荷载和抗力的分布模式、结构失效概率和（可接受的）目标失效概率、灵敏度分析和设计方案修正等角度对可靠度问题进行了分析，指出采用现行规范的荷载抗力系数（LRFD）方法不能有效解决问题，而可靠度分析方法是解决问题的重要手段与方法.     

剪力作用下配筋混凝土砌体墙的可靠度分析

针对水平剪力作用下配筋混凝土砌块墙体的抗剪承载力可靠度水平,提出其可靠度计算模型与方法,该方法考虑了模型误差的分布形式、灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度、活荷载类型、荷载效应比、墙体内水平钢筋的配筋率、墙体截面高度、墙体的竖向荷载以及剪跨比等影响因素.通过受剪墙体的试验数据统计与分析,确定Lognormal为最佳的可靠度模型误差概率分布形式;可靠度计算结果表明:模型误差的概率分布形式对配筋砌块墙体抗剪承载力的可靠度指标影响最大,其中Lognormal、Gamma和Gumbel分布下的可靠度指标皆大于或接近目标可靠度3.7,而Normal和Weibull分布下的可靠度结果小于3.7.