大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中的常见结构,因坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,故坝体的应力和变形呈现出不确定性。因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的。由于拱坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,使拱坝结构的可靠度分析十分困难。将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件,分析拱坝的可靠度。坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法。针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律。与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行。     

大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中常见的结构,其坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,坝体的应力和变形呈现出不确定性.因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的.由于拱坝坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,因此使得拱坝结构的可靠度分析十分困难.将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件来分析拱坝的可靠度;坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律.与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行.     

计算结构可靠度快速实现与并行粗格子法

给出一次二阶矩法、蒙特卡洛法和粒子群算法求解可靠度的MATLAB简便程序.应用划分网格法与避免了维数灾的粗格子法求解几何可靠度;通过并行粗格子法求解可靠度时,将约束优化转化为无约束优化应用了外惩罚函数法.     

在役钢筋混凝土渡槽时变模糊可靠度分析

为了更合理地评价渡槽结构在使用过程中安全性能随时间变化的情况,基于在役钢筋混凝土渡槽结构,考虑时间因素,并考虑混凝土碳化引起结构耐久性下降因素的随机性与模糊性,以渡槽结构混凝土碳化深度为基本控制参数,利用一次二阶矩法,建立了混凝土碳化深度随时间变化的时变模糊可靠度模型,运用MATLAB编制相应的程序,针对工程实例进行计算分析。计算结果表明:考虑时间因素,可以较好地反映渡槽结构随时间变化的动态可靠性指标,便于更加准确地掌握渡槽的检修时间;在以时间为因素的基础上,考虑变量的随机性与模糊性所得到的解比经典可靠度解偏小,这与实际工程相符,更加接近于工程真实情况,可为工程设计和后期维修提供更多的参考信息。     

混凝土重力坝的结构可靠度分析

应用可靠度理论对混凝土重力坝进行结构稳定分析,方法采用一次二阶矩法。通过计算机编程,计算出了某重力坝基面抗滑和抗压两个极限状态的可靠度及相应的失效概率。结果与蒙特卡罗法计算结果对比分析相差在1%以内。说明一次二阶矩法可以作为混凝土重力坝可靠度的计算方法。     

结构可靠度分析的一种实用方法及其时变预测

一次二阶矩方法是传统的可靠度方法，其精度受到验算点处极限状态方程非线形程度影响，将功能函数泰勒展开至二次项，形成二次二阶矩方法可提高可靠度精度，考虑验算点法在计算时要求进行不断迭代，为此在满足设计精度要求的前提下，提出不需迭代的一次性设计点直接进行可靠度计算，从而大大减少计算工作量，对结构在整个使用期内可靠度风险性随机预测，基于灰色理论，建立GM优化模型，求出结构时变可靠度。     

支持向量机法计算高土石坝坝坡稳定可靠度

支持向量机法和一次二阶矩法结合,建立高土石坝坝坡稳定安全系数与影响因子之间映射关系的表达式,解决了坝坡稳定可靠度计算中极限状态方程无法建立显式功能函数的难题,进而计算非线性强度指标坝坡稳定可靠度。通过工程算例进行检验,结果表明:该法用于高土石坝非线性强度指标坝坡稳定可靠度计算,方法简便,精度较高,实用性强,结果合理、可信,具有较高的工程应用价值。     

基于随机响应面法的可靠度分析及应用研究

运用随机响应面法计算失效概率和可靠度指标,该方法在一些复杂的非线性函数中依然能够保持较高的收敛性。通过数值分析和工程实例进行验证,结果表明:随机响应面法的计算过程相对简单并且计算结果精度较高;随着随机多项式次数的增加,随机响应面法得到的概率密度曲线越来越接近由蒙特卡罗法得到的概率密度曲线。     

基于响应面法的拱坝结构可靠度研究

针对拱坝构造复杂,基岩和筑坝材料具有非线性特性,可靠度分析十分困难的问题,将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合分析坝体的可靠度,即:坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.以福建省永泰县大洋水电站拱坝为例,分析了该拱坝上游面和下游面的可靠度,得出了可靠指标的变化规律.与其...     

结构破坏模糊可靠度计算

目前的结构可靠度理论只考虑了结构性能固有的概率性变异,尚未考虑结构破坏的模糊性,作者认为结构的破坏是一个渐变的过程,结构破坏具有不确定性,文章采用模糊随机可靠度模型进行计算,计算结果用可靠度区间代替某一确定可靠度值,更能反映结构可靠性真实情况,更具有可信性.     

基于有限元方法的重力坝强度可靠度计算

有限元方法正逐渐广泛地应用于重力坝应力计算。借助蒙特卡罗数值模拟的有限元可靠度分析能较为准确地计算出重力坝强度可靠度,计算中考虑上游水深、上游泥沙高度、材料强度、材料密度、扬压力折减系数,作为随机输入变量。进一步研究随机输入变量对强度可靠指标的敏感性,得到了一些重要的结论,指出了影响强度可靠度指标的最敏感因子即上游水位和材料强度指标。算例表明借助蒙特卡罗数值模拟的有限元计算大型非线性复杂结构的可靠度简便可行,计算结果能达到所需的精度要求。     

有限差分强度折减法中融合蒙特卡洛思想的边坡可靠性分析

可靠性分析是边坡工程研究的热点之一,但目前基于强度折减方法的边坡可靠度分析研究较少,文章主要是在有限差分强度折减法基础上融合蒙特卡洛思想进行边坡可靠性分析.其研究思路为:首先详细概述了边坡可靠性分析原理及边坡可靠度分析统计模型;其次,介绍了有限差分强度折减法及蒙特卡洛思想,并将蒙特卡洛思想引入边坡有限差分强度折减模型,...     

随机场的模拟及其在堤坡可靠性分析中的应用

 介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法，对两种方法的优缺点作了详细的论述，并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法，计算了一个堤坡的局部失效概率。经比较认为，谱代替法是模拟土性参数随机场的一种有效的方法。     

坝基深层抗滑稳定可靠度分析蒙脱卡罗方法

通过非线性有限元分析具有软弱夹层的重力坝坝基滑动破坏过程和失稳机理，论证了尾岩抗力体第二滑裂面应向下游倾斜，而不宜简单地取为直立。按建议的失稳模式，导出了主滑动面处于极限平衡的功能函数和状态方程。鉴于功能函数的复杂性，推荐应用改进的抽样蒙脱卡罗方法求解失效概率和可靠度。     

基于有限元响应面法的重力坝抗拉可靠度分析

采用有限元方法计算坝体内的应力,以可能的拉应力范围作为作用效应,容许的拉应力范围作为抗力,建立了与重力坝设计规范中有限元分析结果相对应的抗拉极限状态方程.由于此极限状态方程为隐式,故采用一阶响应面法求解可靠度,并运用正交试验设计方法减少有限元分析次数.本文以龙滩碾压混凝土重力坝为例,给出了实例计算分析结果.     

钢衬钢筋混凝土管道裂缝控制标准可靠度分析

针对水电站钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准可靠度研究尚不充分的情况,将蒙特卡洛法与董哲仁法裂缝宽度计算公式相结合,建立了一种新的可靠度计算方法。结合工程实例及模型试验参数,对我国现行钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的可靠度指标进行了计算,并分析了主要的影响因素。研究表明:目前我国钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的安全度设置水平整体略低,但处于允许范围内;裂缝宽度限值、保护层厚度以及有效配筋率等对裂缝控制标准的可靠度水平影响均较为显著。     

垂直升船机筒柱部分地震位移反应的计算分析

应用反应谱方法和三维有限元方法对某水利枢纽升船机前筒柱部分进行了自振特性和地震位移反应的计算分析 ,得出了其动位移反应状况 ,为该结构的设计提供了依据     

结构可靠度分析方法探讨

通过对结构可靠度的理论分析，系统地介绍了结构点可靠度和结构体系可靠度的计算方法，指出了各计算方法的优缺点，并提出了结构可靠度研究结合工程实际进一步完善计算方法的意见。     

基于均匀设计-响应面-有限元法的软岩隧洞围岩与衬砌结构协同承载可靠性分析

软岩隧洞围岩力学特性和衬砌结构受力皆具有显著的随机性、未确知性等不确定性,基于确定性分析的结构安全设计方法往往难以全面合理地反映软岩隧洞工程的复杂性;传统的可靠度计算理论则对于由围岩和支护系统构成的地下结构真实的功能函数无法从理论上给出显式表达,从而制约了可靠度计算理论在隧洞工程中的应用.在以数理统计方法为核心的可靠度...     

基于最优抽样与选择性解析的电力系统可靠性评估

为降低Monte Carlo法的计算方差,加快电力系统可靠性评估的速度,提出一种基于最优抽样和选择性解析的混合算法。该算法是在传统Monte Carlo法的基础上,增加小样本预抽样计算,以获得最优抽样密度函数与各变量的投影方差。根据投影方差的大小,确定解析变量,进行解析化处理,对模拟变量按照最优抽样密度函数抽取元件状态。对测试系统IEEE-RTS的算例分析表明,该算法可以同时提高抽样计算和解析计算的效率,降低计算方差,加快可靠性评估的速度。