工程結(jié)構(gòu)通用可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定方法.pdf

1、在土木工程領(lǐng)域,近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是國內(nèi)外公認(rèn)的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法,它以與失效概率相關(guān)的可靠指標(biāo)度量和控制結(jié)構(gòu)的可靠性,從根本上克服了過去經(jīng)驗(yàn)方法的不足,但是在實(shí)際應(yīng)用中,該方法采用的分項(xiàng)系數(shù)是根據(jù)事先設(shè)定的基本變量的概率特性而確定的,所考慮的設(shè)計(jì)使用年限、目標(biāo)可靠指標(biāo)的數(shù)值也是事先設(shè)定的,當(dāng)基本變量實(shí)際的概率特性不同于設(shè)定的概率特性時(shí),或者業(yè)主所要求的設(shè)計(jì)使用年限、目標(biāo)可靠指標(biāo)不同于設(shè)定的數(shù)值時(shí),該方法便可能不再適用。這種靈活性方面的

2、缺陷不僅使其難以滿足新型結(jié)構(gòu)、新材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要,也使其難以應(yīng)用于既有結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)定。同時(shí),目前的設(shè)計(jì)方法僅考慮了事物變化的隨機(jī)性,而未考慮人們對(duì)事物認(rèn)識(shí)上的不確定性,即主觀不確定性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴主觀不確定性的數(shù)學(xué)處理方法以及考慮主觀不確定性的可靠度分析方法。將各種人們認(rèn)識(shí)上的不確定性歸結(jié)為主觀不確定性,并通過未確知量和信度建立了統(tǒng)一的主觀不確定性的數(shù)學(xué)描述方法;通過對(duì)結(jié)構(gòu)失效概率的信度分析,建立了考慮主觀不確

3、定性的結(jié)構(gòu)可靠度分析方法,并進(jìn)一步建立了綜合概率與信度的可靠性度量和控制方法。⑵工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定的通用表達(dá)式。目前的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式在反映隨機(jī)變量的影響方面存在著結(jié)構(gòu)性的缺陷,論文根據(jù)目前國際組織JCSS推薦的計(jì)算可靠指標(biāo)的JC法,直接建立了分項(xiàng)系數(shù)與基本變量概率特性、設(shè)計(jì)使用年限、目標(biāo)可靠指標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系,從而建立了工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定的通用表達(dá)式。該表達(dá)式不僅具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),而且能夠靈活應(yīng)用于新型結(jié)構(gòu)、新材料結(jié)構(gòu)的設(shè)

4、計(jì)以及既有結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)定,滿足人們對(duì)設(shè)計(jì)使用年限、目標(biāo)可靠指標(biāo)的不同要求。⑶標(biāo)準(zhǔn)靈敏度系數(shù)的確定方法。標(biāo)準(zhǔn)靈敏度系數(shù)是建立工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定通用方法的關(guān)鍵,但目前的枚舉和擬合方法不僅繁瑣費(fèi)時(shí),而且可能遺漏不利的情況,為此論文提出靈敏度系數(shù)邊界向量和中心向量的概念,分別針對(duì)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài),利用向量分析方法確定了可靠度設(shè)計(jì)的最優(yōu)靈敏度系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)靈敏度系數(shù),最終建立了工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定的通用方法,而且也為建立

5、可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定方法的建立提供了解析方法。⑷基本變量數(shù)字特征以及材料強(qiáng)度、抗力的推斷方法。對(duì)基本變量數(shù)字特征以及材料強(qiáng)度、抗力的推斷,是將可靠度設(shè)計(jì)與評(píng)定通用方法應(yīng)用于工程實(shí)際的一項(xiàng)必要工作。對(duì)于既有結(jié)構(gòu)而言,其當(dāng)前時(shí)刻的材料強(qiáng)度和抗力是客觀上確定但存在主觀不確定性的未確知量,目前的概率統(tǒng)計(jì)方法并不完全適合于對(duì)它們的推斷,為此論文針對(duì)既有結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出基本變量數(shù)字特征以及材料強(qiáng)度、抗力的信度推斷方法,這些方法不僅可以合理考慮主觀不確定