基于时变可靠度理论的随机结构全寿命预测方法初探

介绍了随机结构全寿命研究的意义及国内外研究现状,以钢筋混凝土为特征,提出了随机结构多因素影响机制,介绍了工程结构时变可靠度研究与工程应用状况,研究了结构设计方法、施工期条件,以及服役期结构的随机时变性问题,初步提出了基于时变可靠度理论的随机结构全寿命预测方法。     

砖石古建筑的动力可靠度分析

通过数值计算对受非平稳随机地震作用下的砖石古建筑的动力可靠度进行了分析。首先将随机地震动模型考虑为均匀调制的非平稳随机地震动模型,采用振型叠加法求出随机地震动反应的功率谱密度;然后应用首次超越破坏准则给出了结构随机地震动作用下结构动力可靠度的具体计算公式;最后对砖石古建筑有限元模型的动力可靠度进行了计算,得到了结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力可靠度。文章为复杂结构的动力可靠度分析提供了参考方法。     

结构可靠度分析中作用的随机过程组合方法

结构可靠度分析应以直接描述作用随机变化的概率模型和随机过程组合方法为基础,但在目前的作用概率组合中,对由频遇值、准永久值参与组合的可变作用实际采用的是以最大值表达的随机变量组合方法,这将导致不合理的分析结果。依据可变作用的等时段平稳二项矩形波过程概率模型,确定与频遇值、准永久值超越比率对应的时段样本,提出可变作用频遇序位值和准永久序位值的概念,据此建立以作用序位值表达的随机过程组合方法和可靠度分析模型。该方法以随机过程理论为基础,具有明确、合理的工程概念,可准确反映作用组合的基本思想,得到合理的可靠度分析结果,从根本上克服了目前随机变量组合方法的缺陷。     

工程结构时变可靠度理论的发展与应用

根据大量的文献,从结构时变可靠度的理论发展和分析方法两个方面,对结构时变可靠度理论的国内外研究现状进行了概括性总结,并就时变可靠度理论的研究方向和发展前景提出了自己的观点和看法,以期为我国在这方面研究的进一步发展提供参考。     

高层隔震结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

考虑地震动的非平稳特性,运用虚拟激励法对高层隔震结构在非平稳激励下的随机地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟隔震层与上部楼层的滞变特性,建立高层隔震结构的非线性化运动方程。运用精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到高层隔震结构在非平稳地震激励下各楼层响应的时变方差。基于首次穿越准则,研究非平稳随机地震激励下各楼层与结构整体的可靠度。运用上述理论,分析某高层基础隔震结构在8度与9度罕遇地震作用下的随机地震响应,隔震后上部结构各楼层层间位移方差较非隔震结构大幅减小。研究表明：结构的位移响应呈现强烈的非平稳性,且具有明显的时滞现象;高层隔震结构在强震作用下各楼层可靠度较非隔震结构有很大的提高,说明高层隔震结构具有足够的安全性。运用可靠度理论进行分析亦能发现结构的薄弱部位,该方法对结构的性能设计与性态控制具有指导意义。     

钢筋混凝土结构的时变可靠度分析与算法

分析了钢筋混凝土结构的时变可靠度，考虑结构抗力的时变特性，采用了一种新的时变可靠度计算方法。算例表明：该方法计算简单，结果可信，可为人们选用其方法进行结构可靠度的分析和计算提供一个有价值的参考。     

非平稳地震激励下结构随机响应及动力可靠性研究

基于美国西部121条基岩强震加速度记录,采用Hilbert-Huang变换(HHT)生成能真实反映地震记录频率和强度双非平稳特性的非均匀调制演变功率谱,并用经验统计方法建立了根据地震矩震级、震源距预测演变谱的统计模型。运用虚拟激励法得到具有特定震级、震源距的演变功率谱作用下结构的非平稳随机响应特性,同时结合首次超越理论,分析了结构的动力可靠度问题,并且与仅具有强度非平稳特性的均匀调制地震随机激励作用进行比较,结果表明,在总能量相同的情况下,双非平稳功率谱的激励会使结构的响应更大,结构更容易失效。     

基于时变可靠度混凝土结构耐久性设计方法

在已有混凝土结构耐久性设计理论和方法的研究基础上,提出在大气环境下基于等效抗力时变可靠度的钢筋混凝土结构构件耐久性设计方法。通过算例,对该方法的实用性、可行性进行验证。由计算结果可知,混凝土强度等级和保护层厚度对混凝土结构的耐久性影响显著。其中混凝土强度对时变可靠度的影响至关重要;保护层厚度的影响随混凝土强度等级的提高而减小;钢筋直径对耐久性的影响不明显,且随着混凝土强度的提高或保护层厚度增大,其影响可以忽略不计。     

地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究

应用随机振动理论,采用概率分析方法初步研究了地下结构线弹性工作状态的地震随机响应及其地震动力可靠度,为地下结构抗振设计方法研究提供一定的理论参考。为此主要做了如下工作: (1) 将现有地下结构抗振计算原理和结构动力分析的脉冲响应函数原理结合起来,提出了地下结构地震动力响应计算的加速度脉冲函数法,推导了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的数学表达式,提出了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的分析方法。比较分析表明,脉冲函数法用于地下结构动力分析,具有计算精度高、计算简单的特点。 (2) 将日本田村重四郎-冈本舜三提出的沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震反应分析,利用数值分析方法建立了隧道整体随机地震反应分析的数学模型,得到了地下结构整体随机地震动力响应数字特征的数学表达式,为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径。以南京长江隧道为例,计算了高斯平稳随机过程的地震荷载作用下该隧道整个长度上的动力反应均方根值。 (3) 利用Davenport公式计算了3种地震动模型的地下结构响应最大值的统计参数。计算结果表明,由弹簧质量模型算得的地下结构在地震作用下纵向振动和横向振动产生的纵向和弯     

岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析

地震动是个动态随机过程,而传统岩石边坡地震可靠性分析往往基于拟静力法,忽略了地震的随机性。现有基于数值分析软件的地震响应功率谱法虽可考虑地震随机特征,却相对费时费力。提出一种岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析方法。首先,运用虚拟激励法建立了岩石边坡随机地震响应的快速计算方法。根据响应计算结果,基于首次穿越破坏准则建立了岩石边坡动力可靠度计算方法。算例分析表明,本文随机地震响应快速计算方法简便可行,且具有较高的计算精度。本文动力可靠度计算方法低估了边坡的地震可靠性,能更真实地反映边坡在地震中的实际安全情况。地震作用下边坡可靠性受地震设防烈度、场地类别和地震时间的影响。而对于传统拟静力法,地震力仅根据设防烈度确定。因此,当对于不同的场地类别和地震时间时,本文动力可靠度计算法将更具优越性。