基于失效边界特性的体系可靠度计算方法

根据各失效模式验算点分布特性的不同,对体系失效边界的特性进行了补充分析。得到了多失效模式下边界不光滑程度较高的原因。另外分析了Gauss-Hermite积分方法求解体系失效概率的适用性问题。然后基于这些特性,提出了一种结合降维分解和梯形积分技术来计算体系失效概率的改进方法。实例分析表明该方法具有较高的精度和效率。     

工程结构体系可靠度分析的最新研究进展

主要失效模式的识别是结构体系可靠度分析的难点和关键。该文首先综述了主要失效模式识别的国内外研究现状及存在的缺陷;然后针对传统失效模式识别方法主要依靠工程经验确定约界阈值、难以兼顾计算效率和计算精度的问题,介绍了一种结构体系可靠度分析的自适应动态约界法;同时,针对传统失效模式识别方法的路径依赖性所带来的计算量大、识别效率不高等缺陷,介绍了一种结构体系可靠度分析的无路径依赖性方法;最后通过算例分析,验证了这两种方法的有效性和适用性。     

一种新的体系可靠度的近似计算方法

提出了一种新的体系可靠度的近似计算方法.首先将一个线性失效模式在另一线性失效模式失效前提下的条件失效模式近似为一个等价的线性失效模式,然后利用条件概率的基本原理并结合所推导的等价失效模式的理论表达式,提出了一种并联体系可靠度的近似计算方法,从而将求解一组失效模式交集失效概率的复杂问题转化为求解一组线性等价失效模式失效概率乘积的简单问题.由于串联体系以及串并联混合体系均可表示为一系列失效模式交集的线性组合,因此方法可以很方便地应用于串联体系以及串并联混合体系的体系可靠度计算.此算法计算过程简单、计算量小、计算精度高,适合于大型结构体系的体系可靠度计算.     

并联结构体系可靠度计算的二次二阶矩方法

并联结构体系可靠度的计算是结构体系是可靠度的分析后一个重要方面，但有关计算方法还很少。本文提出一种计算方法，将由若干正态线性功能函数表示的并联体系可靠问题转化为由一个非线性功能函数表示的构件可靠度问题，由于非线性功能函数的非线性程度较高，必须采用二次二阶矩方法求解，实例计算表明，本文方法具有较高的效率和精度。     

输电杆塔结构体系主要失效模式识别的计算程序研发

对大型复杂结构进行体系可靠性分析时,识别结构体系的失效模式是体系可靠性分析的首要核心工作。针对大型复杂结构体系失效模式识别的难点问题,利用ANSYS软件高效的可视化建模及结构有限元分析求解的功能和MATLAB软件强大的科学计算及易与其他程序接口的特点,基于搜寻结构体系主要失效模式的阶段临界强度分枝--约界法的基本原理,编制了适用于输电杆塔结构体系主要失效模式识别的计算程序,并将其成功应用于某实际工程输电杆塔结构体系主要失效模式的搜寻,结果表明,该程序可以准确高效地进行输电杆塔结构体系主要失效模式的识别,为进行输电杆塔结构体系的可靠度分析奠定了基础。     

灾害荷载下结构体系失效模式的相关性及可靠度计算

本文通过引入荷载粗糙度指标,根据有关统计参数讨论了灾害荷载的特性,研究了灾害荷载下结构体系失效模式的相关性及可靠度的近似计算方法,得到了以下结论：灾害荷载下结构体系的失效模式近似完全相关,结构体系可靠度由结构的最弱失效模式决定。     

模式识别技术在结构可靠度分析中的应用

提出了一种重构功能函数的新方法。该方法采用模式识别中的最小错分样本数准则以实现对样本点较好的分类效果,从而得到功能函数的一个较好逼近。然后通过迭代算法修正每步得到的设计点以实现在真实设计点附近较高精度地逼近真实功能函数。它克服了一般响应面方法需用到功能函数值的不足。数值算例表明:该方法具有较高的精度且所需样本数量较少。     

并联结构体系可靠度的二次算法

一次二阶矩方法是结构可靠度分析的基本方法．一次二阶矩方法的计算精度依赖于验算点附近功能函数的非线性程度。当功能函数的非线性程度较高时，为提高精度需考虑功能函数泰勒级数展开式的二次项，由此形成了结构可靠度的二次算法。对于构件（单个破坏模式）可靠度问题，其二次算法已有许多文献探讨，而对于体系（多个破坏模式）可靠度问题，由于问题的复杂性则很少涉及。鉴于此，本文研究了并联结构体系可靠度的二次算法，给出相应的计算公式。     

结构逆可靠度最可能失效点的改进搜索算法

确定逆可靠度最可能失效点(MPPIR)是结构逆可靠度分析的核心问题,以改进均值法(AMV)及其改进方法应用最广泛。但当功能函数非线性程度较高或为非凸非凹函数时,AMV易出现周期振荡等不收敛问题。以现有的AMV改进方法为基础,通过迭代过程中控制搜索方向和步长,提出一种MPPIR的改进搜索算法,并结合不精确一维搜索方法给出了具体的计算流程。数值算例分析表明：提出的算法与AMV相比具有更好的收敛性,与弧长搜索法相比不需要采用优化方法确定最优步长,且对于非凸非凹功能函数以及高度非线性功能函数都具有良好的收敛性。     

基于概率统计方法的隔震结构可靠度

该文用概率统计的方法分析隔震结构的抗震可靠度。对两个实际的隔震结构建立三维有限元模型并进行时程分析,求得层相对加速度、层间位移角、隔震支座剪应变和压应力等结构的动力响应参数,同时,收集隔震支座力学性能的实验数据并结合数值模拟,用假设检验方法,明确了隔震结构的各动力响应参数和隔震支座的抗力参数均服从对数正态分布,再用最大似然估计法,得到了隔震结构各动力响应和隔震支座抗力的概率特征参数。给定隔震结构的失效模式,建立以结构抗力和反应为变量的功能函数,采用一次二阶矩法,分析隔震体系的抗震可靠度,结果发现：按目前《建筑抗震设计规范》的隔震结构,与非隔震结构相比,即使上部结构的水平地震作用减小60%~70%,也不一定能达到“中震不坏”和“极大震不倒”的抗震性能目标,说明在编的《建筑隔震设计规范》对隔震建筑提出更高的要求。     

结构体系可靠度分析中的最小方差抽样

本文研究了并联结构体系可靠度分析中以失效概率估计值方差最小为条件的重要抽样问题。由于直接对抽样样本平均值和标准差进行优选比较困难，因而本文首先建立了三个定理，据此并通过数例分析给出正态抽样样本平均值和标准差的建议取值范围。分析和实际模拟表明，在以正态分布进行抽样的前提下，合理选取抽样样本平均值和标准差，可使抽样效率进一步提高。     

三维结构可靠度对随机变量的敏感性研究

本文基于三维随机有限元提出了结构点可靠度、失效模式的可靠度及整个结构体系的可靠度分别对随机变量的＂分布参数＂和＂极限状态方程参数＂的敏感性计算方法，并以一典型重力坝为例进行了计算，得出了若干有益的结论。     

结构可靠度的非参数估计方法

目前，一般情况下结构可靠多是利用某种参数模型来计算的，但是这类方法的有许多限剖，在许多情况下是难以实现的，本文提出了一种估计结构可靠度的非参数方法，该方法简单实用，不需要建立参数模型，有广泛的适用性。     

结构控制系统的稳定可靠度分析

在控制系统中,存在着各种不确定因素,如质量、刚度、阻尼和时间滞后等,这些不确定因素可能使控制系统的控制效果大大降低,甚至造成失稳。因此如何在控制设计中考虑不确定因素,是将结构控制技术应用于实际工程所要解决的问题之一。可靠度分析方法提供了一个更合理１更实际的工具。应用这一分析方法,可以对不同控制系统,按统一标准进行控制效果和稳定性的分析评价。本文应用二阶矩可靠度理论,分析不同控制系统,在相同的不确定     

钢筋混凝土框架结构基于可靠度的最可能倒塌失效模式分析

在建筑结构的抗震设计中,常常希望通过合理的设计,使结构能按预期的强柱弱梁失效模式破坏,通常通过提高柱端弯矩增大系数(COF)使结构满足“强柱弱梁”的要求。该文考虑上层、下层、中间层这3 类层间失效模式,采用结构可靠度理论,对钢筋混凝土框架结构最可能倒塌失效模式及完全梁铰式失效模式的相对发生概率进行研究。算例结果表明:当COF 较小时,结构最可能失效模式为中层失效模式;当COF 较大时,则结构倒塌由上层失效模式控制。研究结果可为罕遇或特大地震作用下结构的抗倒塌设计提供参考。     

基于三维弹塑性随机有限元的结构体系可靠度计算

本文在给出基于增量理论的三维弹塑性随机有限元法的基础上，以“条件可靠指标”作为判断依据，利用逐步等效线性化模型，给出了三维弹塑性结构最大可能失效模式的寻求方法和体系可靠度的计算方法，并提出了设计验算点表征法和随机变量表征法表征失效单元的初始塑性状态。     

基于拒绝抽样算法的结构体系可靠度更新

该文着重研究基于观测信息的结构体系可靠度更新模型及其拒绝抽样算法。基于Bayesian理论建立考虑观测信息的结构体系失效概率更新模型,根据观测信息事件类型建立不等式和等式观测信息条件下随机变量的似然函数并推导其后验概率密度函数;基于观测信息域确定随机变量后验样本的拒绝抽样策略,探究拒绝抽样算法的抽样效率,推导更新后结构体系失效概率估计值及其标准差的计算公式;将上述方法应用于刚架结构发生塑性失效时体系可靠度更新计算。研究表明:考虑观测信息的结构体系条件失效概率更新模型可转化为随机变量后验概率密度在失效域上的积分,构造满足观测信息域的先验样本作为随机变量后验样本的抽样策略是可行的,该抽样策略可以处理多随机变量、多观测信息条件下结构体系可靠度更新;与抗力相关随机变量检测值增大及验证荷载值提高均可以降低更新后结构体系的失效概率,与抗力相关的随机变量还需控制其检测误差的标准差,以降低观测信息的不确定性。     

洪涝灾害损伤结构可靠度分析

本文综合考虑了现存结构服役期间所获得的荷载信息对结构后续服役期荷载及结构抗力的修正作用,提出了现存结构服役可靠度的概念及计算模型,并对洪涝灾害损伤结构的服役可靠度进行了分析、计算。得到了一些有益的结论。     

结构灰色可靠度计算方法研究

本文提出了结构的灰色抗力，灰色荷载和灰色可靠度的概念，并对这些灰概念的白色过程及灰色可靠度的计算分析进行了阐述，示你计算了结果与实际情况十分吻合，说明文中提出了计算结果灰色可靠度的方法是正确的。     

具有非线性功能函数的结构时变可靠度分析

基于任一时段内的结构时变可靠度可通过求解一等效的单个功能函数来获得的认识,提出了一种改进的时变可靠度计算方法。首先以简单的梁柱构件为例,分析了结构功能函数为非线性的原因。接着揭示了满足结构非线性极限状态方程的荷载解可能会存在着两个值的特殊现象。然后通过引入一假想的综合各抗力因素的变量来缩减响应面方程中的变量数目,使得响应面方程能简洁地表达出来。最后应用该思路对一承受全跨永久荷载和半跨可变荷载作用下的混凝土拱结构进行了分析,结果表明极限荷载曲线具有较高的非线性程度,且该方法具有较高的精度。