地震作用下钢框架结构抗竖向连续倒塌可靠度分析

为了对偶然荷载作用下结构的抗连续性倒塌进行可靠度研究,采用OpenSEES软件建立钢框架连续倒塌分析数值模型,考虑到钢框架结构材料和荷载的不确定性,使用拉丁超立方抽样方法生成钢框架结构随机样本,并采用随机Pushover算法对钢框架结构进行分析,计算得到X、Y两个方向不同地震水平下各钢柱承载能力及变形能力的可靠度指标,根据抗震可靠度相关理论确定目标可靠度指标,通过比较各柱的可靠度指标和目标可靠度,对结构在地震作用下最可能失效构件进行识别。基于所识别的最可能失效构件,结合所生成的100组钢框架结构随机样本,采用拆除构件法对钢框架结构在单柱失效和多柱失效等工况下进行抗连续倒塌IDA分析,得到随机IDA分析曲线。通过结构连续倒塌极限状态方程,计算得到损伤结构发生连续倒塌的概率及连续倒塌条件可靠度指标。采用基于风险的结构连续倒塌概率表达式,分析地震作用下钢框架结构发生局部破坏后的连续倒塌全概率可靠度,为准确评价钢框架结构在地震作用下的抗连续倒塌能力提供依据。     

地震作用下钢框架结构竖向连续倒塌可靠度分析

通过建立典型钢框架的连续倒塌分析数值模型,使用拉丁超立方抽样方法抽取随机样本进行可靠度分析,考虑结构参数的不确定性影响,确定完好结构在地震作用下发生局部损坏的概率。以大震作用下可靠度指标最小的构件作为结构的失效构件,基于整体可靠度方法,采用拆除构件法对失效构件进行拆除并施加地震荷载进行分析,得到不同失效模式下受损结构发生连续倒塌条件可靠度指标和失效概率。最后结合失效构件的失效概率,研究结构在地震作用下的连续倒塌全概率可靠度。研究表明,运用可靠度理论对钢框架结构进行连续倒塌可靠度分析,可以直观地得到地震作用下钢框架结构发生连续倒塌的概率,为准确评价钢框架结构在地震作用下的抗连续倒塌能力提供依据。     

基于能量法的锚杆失效模糊判别方法研究

从能量角度出发,在理想弹塑性土体模型下建立了拉力型锚杆的势能方程,在最小势能约束条件下推导出了锚杆拉拔荷载与锚固体长度的关系解析解,证明了锚杆极限锚固长度的存在,获得了不同土质环境下锚固长度的取值规律及其影响因素。引入模糊理论原理构建了锚杆失效的能量法模糊判别模型,并对模型中的失效隶属函数和临界模糊区间作了具体分析。通过算例,将本文方法与工程实际进行对比,结果表明：本文的计算模型可行有效,能量法模糊判别不仅能对锚杆可靠度做较合理分析,并能对大多数锚杆破坏失效的案例作出解释。     

地震作用下钢框架结构竖向连续倒塌可靠度分析

通过建立典型钢框架的连续倒塌分析数值模型,使用拉丁超立方抽样方法抽取随机样本进行可靠度分析,考虑结构参数的不确定性影响,确定完好结构在地震作用下发生局部损坏的概率.以大震作用下可靠度指标最小的构件作为结构的失效构件,基于整体可靠度方法,采用拆除构件法对失效构件进行拆除并施加地震荷载进行分析,得到不同失效模式下受损结构发...     

基于模糊随机理论的边坡可靠度分析

边坡工程中同时存在模糊性和随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。采用可靠度分析的蒙特卡罗法对土体参数进行随机抽样,并对样本值进行模糊随机处理,得到土体变异系数。考虑到变异系数的变化对边坡可靠度的影响,由程序计算得到不同变异系数对应的失效概率和可靠度指标。研究表明,进行边坡稳定分析时应综合考虑安全系数和可靠度指标,可靠度随土体变异系数的增大呈减小趋势。     

地震动作用下消能构件的动力可靠性分析

对地震动作用下消能构件（油阻尼器）的动力可靠性分析,建议了一种简化的动力可靠度分析方法。首先基于首次超越破坏准则,采用极值分布描述建立了消能构件动力可靠度的等价功能函数表达,定义了消能构件响应的安全裕量|然后采用点估计法计算安全裕量的统计矩,并结合四阶矩方法求解消能构件的动力可靠度,最后,以受到地震动作用的一栋钢结构行政楼的油阻尼器动力可靠度问题为例,采用建议方法分析了油阻尼器撞击失效的动力可靠性问题,计算结果表明了建议方法的可行性和适用性。     

钢筋混凝土钻井井壁模糊可靠度分析

矿井井壁可靠性分析中存在大量不确定因素,主要是随机不确定性和模糊不确定性。钢筋混凝土钻井井壁因计算模式、材料强度、几何尺寸等不定性因素,统计分析得井壁的抗力和荷载效应均服从正态分布;该文利用钢筋混凝土钻井井壁可靠性原理和应用模糊数学理论,选降半梯形隶属函数,计算得模糊可靠性指标。对模糊可靠度与经典可靠度的比较,得到更接近工程实际的可靠度指标。并分析荷载效应容差和结构抗力容差对井壁模糊可靠度的影响。     

考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析

针对边坡工程岩土参数所具有的随机性、模糊性与区间性,根据隶属函数分布特征与截集技术提出岩土参数隶属函数截集取值方案,构建隶属函数不同分布形式的表征方法及其取值界限确定方法,建立基于截集技术与模糊点估计法的边坡模糊可靠性分析方法。通过两个典型算例不同工况计算结果的系统分析获得了岩土参数隶属函数分布形式、截集取值方案与取值界限对边坡模糊可靠度的影响规律。岩土参数样本数据量较少时可优先采用取值界限为±2.5σ的三角形分布与正态分布,对数正态与拟正态分布次之,而Beta(4,3)与Beta(4,4)分布将使模糊可靠度计算结果偏大。界限截集水平对计算结果影响程度显著,三角形、拟正态与Beta(4,3)分布的截集区间可取[0,1.0],正态与对数正态分布的截集区间可取[0.05,0.95],并选取隶属函数界限值与0.1间隔的截集水平值进行计算。获得了考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析方法,其将使边坡模糊可靠度计算结果更具合理性。     

尾矿坝稳定性分析的模糊随机可靠度模型及应用

针对传统可靠度及坝体安全系数计算方法存在的两个方面的不足:①实际工程中不可能给出设计变量精确的均值,而且这些均值在很大程度上受到许多客观因素或人为作用的影响,这些影响程度具有较大的模糊性;②传统的可靠度理论以Z=0作为度量坝体是否失效的界限,在零点两侧,结构的失效和安全状态是以突变形式转化的,但坝体从安全到破坏很难用明确界限划分,在可靠与失效之间有一个中间过渡状态存在,是一个模糊范围。在解决以上两个问题的基础之上,首次将模糊可靠度理论应用到尾矿坝的稳定性研究中,既考虑尾矿坝破坏事件的模糊性,又考虑主要变量和参数的模糊性,将模糊性和随机性相结合,研究尾矿坝工程的模糊随机可靠度分析方法。工程实例计算表明:计算结果与实际情况吻合良好,较传统坝体安全系数计算方法更加科学合理,更能反映尾矿坝的真实状况,为尾矿坝稳定性的计算提供了一条新途径。     

大跨度斜拉桥基于二次响应面法的动力可靠度分析

结合三种方法，构造了一种二次响应面法，通过拟合的多项式函数来近似替代表示结构随机输入与输出变量之间作用关系的功能函数，按照结构的破坏准则及其极限状态方程，计算结构随机问题可靠度的组合响应面法。通过对大跨度苏通桥斜拉桥结构可靠性分析的研究得出，苏通大桥考虑承台固结在随机地震荷载作用下，结构有足够的安全度。同时，不同墩位的可靠度指标是不同的。通过分析发现苏通大桥各截面可靠指标相差不大，说明设计非常合理，两种计算动力可靠指标的方法不尽相同但计算结果比较接近，最大差值为5％左右。     

同时考虑基本变量和极限状态模糊性的边坡模糊随机有限元可靠度分析

 基于边坡稳定有限元分析的滑面应力法,研究同时考虑基本变量模糊性和极限状态模糊性的边坡稳定模糊随机有限元可靠度分析方法。对于基本变量的模糊性,采用等价变换的方法将模糊变量等价变换为随机变量;对于极限状态的模糊性,基于概率积分法研究了模糊破坏概率及模糊随机可靠指标的求解方法。本方法既可求解边坡剖面上各有限单元的模糊随机可靠指标,亦可求解边坡整体最小可靠指标及临界滑面的位置;既可考虑基本变量的模糊性,又可考虑极限状态的模糊性,是常规的随机有限元可靠度分析方法的推广。当不考虑基本变量和极限状态的模糊性时,它即退化为随机有限元可靠度分析方法。     

边坡稳定的模糊随机有限元可靠度分析

边坡工程中同时存模糊性与随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。在边坡稳定的随机有限元可靠度分析的基础上,提出了边坡稳定的模糊随机有限元可靠度的敏感性分析方法,它可以利用随机有限元分析的相应程序,能同时考虑参数的模糊性与随机性,能同时求得边坡的模糊可靠指标及模糊滑面位置。该方法利用了随机有限元敏感性分析的结果,在模糊截集上只需进行两次随机有限元分析即可求得该截集上可靠指标的极值,因此计算效率较高。算例分析表明:随着参数变异系数的增加,边坡的模糊可靠指标明显减小;对于均质土坡,模糊滑面的位置相对集中,形成模糊滑带;对于非均质土坡,模糊滑面的位置受边坡破坏机理的影响,参数的微小变异可能导致滑面位置发生较大变化。     

基于区间截断法的地下结构模糊能度可靠性模型研究

根据地下结构稳定性影响因素的随机性和模糊性特点,首先,引进三角模糊数理论,建立地下结构物理力学参数的可能性分布函数,然后,在地下结构稳定性评价之模糊可靠性功能函数确定方法研究基础上,引进区间截断法和区间数运算规则,建立了功能函数值域区间的确定方法,并避免了功能函数值域的扩展问题,最后,通过研究地下结构模糊能度可靠性度量方法,建立了地下结构模糊可靠性指标的可能性分布曲线及其失效可能度的确定方法,从而建立了地下结构模糊能度可靠性分析模型与方法。工程实例分析与计算结果表明了本文模型和方法的合理性与可行性。     

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。     

体系可靠指标对随机变量分布参数的敏感性

目前,在体系可靠指标对随机变量的敏感性分析中,没有考虑失效模式间的相关系数对随机变量的敏感性。针对这个问题,通过理论推导,得到了失效模式间的相关系数对随机变量的敏感性,进而修正了体系可靠指标对随机变量的敏感性表达式;根据敏感性定义及参考现行规范,提出了随机变量作为常量的判断标准。算例结果表明,修正的体系可靠指标对随机变量的敏感性表达式是正确的,提出的随机变量作为常量的标准是可行的。因此,本研究完善了体系可靠指标对随机变量的敏感性分析方法,为提高结构体系可靠指标的计算效率提供了理论依据。     

考虑抗力变化的既有构件可靠性鉴定目标可靠度指标的计算

目标可靠度指标是结构可靠性鉴定的基本依据 ,已有计算方法都没有考虑构件的抗力变化的影响 ,可能会导致结果偏于不安全。本文探讨了考虑目标使用周期不同和抗力随时间变化情况下 ,既有构件目标可靠度指标的计算方法 ,并给出了计算示例。     

考虑相关性的地下管网系统抗震可靠度分析方法

城市供水、供气、供热等地下管网是重要的生命线工程系统,由于管网中不同管线的结构属性、场地环境、地震动荷载等参数的相关性,管线结构抗震失效事件存在相关性。文章建立相关失效管网系统抗震可靠度问题的解析模型,给出随机变量相关系数在管线可靠度至管网系统可靠度的传递关系。利用基于Nataf变换和正交变换的一次二阶矩法,建立含相关随机变量的管线结构抗震可靠度解析模型;基于结构体系可靠度理论,求解管线结构失效相关系数;采用网络可靠度算法,计算相关失效管网系统节点连通可靠度。同时,给出基于相关随机变量抽样的Monte Carlo随机模拟解法。算例分析结果表明,在管段结构功能函数起控制作用的随机变量的强相关性,对管网系统可靠度影响较大;与传统的管线失效独立假定相比,管线失效事件的强相关性可使并联管网系统可靠度减小15%以上;管网系统拓扑结构的并联冗余性越高,管线失效相关性对系统可靠度的影响越大。     

基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法

根据边坡稳定性影响因素的随机性、模糊性以及岩土材料力学参数取值的区间性特征,采用非对称三角模糊数表示岩土力学参数取值可能性分布,并对试验数据进行区间模糊优化分析。将所得非对称三角模糊数转化成区间数,运用边坡稳定性分析的简化Bishop法与区间组合法建立边坡安全系数区间值及可能滑动面求解方法,避免了区间函数运算的区间扩张问题。将安全系数区间计算函数与给定安全系数值之差作为功能函数,利用非概率模糊可靠性分析方法计算不同截集水平下的模糊可靠性指标,进而得到其可能性分布曲线,并由可能性理论求得边坡失效可能度,从而建立了基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法。工程算例表明,该方法具有一定的合理性,为边坡工程稳定性评价提供了新的途径。