基于矩阵力法的杆系结构可靠度计算方法

在基于矩阵力法的单位载荷算法计算出杆系结构破坏过程中结构内力的基础上 ,使用一次二阶矩法计算了元件的可靠度 ,并通过结构失效的判断准则确定结构失效路径 ,采用分枝 -限界法从众多的失效模式中搜索结构的主要失效模式。使用PNET方法计算了结构的失效概率。     

三维结构失效模式间相关性的研究

采用失效边界的等效线性化模型，基于三维随机有限元，对三维结构失效模式间相关性问题进行了研究。计算过程中，单元失效事件交集概率的计算采用逐步等效线性Ｊｏｈｎｓｏｎ求交法。在考虑失效模式间相关性时，计算了某一典型重力坝的体系可靠度。     

中震下RC高层框架、剪力墙结构失效相关性分析

为了简化结构体系可靠度的计算,有必要研究失效相关性问题.文中以层间变形失效为主要失效模式,采用蒙特卡罗方法,在中震作用下对RC高层框架,剪力墙结构进行了失效相关性研究,得出了RC高层框架,剪力墙结构在中震作用下部分失效相关性统计规律.     

随机结构系统综合考虑静强度、刚度和疲劳的多失效模式的可靠性分析

在结构系统使用过程中, 将可能出现多种失效形式, 例如静载失效、疲劳失效和刚度等失效形式. 根据疲劳载荷造成的随机裂纹对结构极限应力和截面模量的影响, 给出了结构构件在裂纹扩展下的构件剩余抗力的表达形式, 分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的失效形式, 并考虑了各失效模式之间的相关性对该单元可靠性的影响. 具体分析了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的失效机理以及各失效模式之间的相关性, 给出了在静载和疲劳载荷作用下结构系统的可靠性分析方法. 结合数值算例对结构系统进行了综合考虑静强度、刚度和疲劳的可靠性分析, 表明在不同的使用年限内, 结构系统失效概率是不同的, 静载和疲劳载荷对结构系统可靠性的影响也是不同的; 该方法比只考虑单一因素(或静强度、或疲劳、或刚度等)下的结构系统可靠性分析更符合结构系统使用的真实情况.     

同时算出结构可靠指标和验算点值的快速收敛蒙特卡罗法

基于结构可靠指标的几何涵义，本文提出一种用蒙特卡罗法计算结构可靠指标及验算点的方法．该法通过数学处理，使随机抽样只限于在失效边界上进行，并在此基础上寻找出坐标原点到失效面的最短距离以及相应点的坐标值，从而获得可靠指标和验算点值．算例表明，该法收敛快、精度高、模拟次数与失效概率大小无关，完全可用于各种工程结构的可靠度计算．本文对某重力坝段进行了可靠度计算，获得满意的结果．     

结构失效模式的快速识别方法

提出了一种延性结构失效模式的快速识别方法;讨论了结构局部刚度对系统可靠性的影响;采用截断枚举法,考虑了奶状态方程间的统计相关性,从每级彀的许多失效序列的构成形式上进行分析,快速识别出主要失效模式,大大减少了计算量,可分析大型结构的可靠性。     

框架机构的自动生成及体系可靠度

本文针对框架结构体系．基于结构矩阵分析来自动生成机构的极限状态方程，提出了寻找主要机构的失效树路径即“机构产生阶段分枝法”．通过对一个两跨十层框架结构主要失效模式的寻找及体系可靠度的计算说明了方法的可行性与实用性。     

基于失效树的连续刚构桥体系可靠度研究

文章讨论了针对连续刚构桥破坏机理和失效准则,采用失效树的方法进行桥梁体系可靠性分析;运用全局临界强度分枝-约界准则识别结构体系主要失效模式,以JC法计算各主要失效模式的可靠指标,结合失效模式的相关性,提出了连续刚构桥体系可靠指标计算流程。以某连续刚构桥为例,分析了不同构件的失效类型及失效顺序,绘制了相应失效树图形,计算了连续刚构桥主要失效模式的可靠指标、失效概率及桥梁结构体系可靠性。研究结果表明各失效模式间的相关性非常高,主梁比桥墩更易失效,给出的连续刚构桥体系可靠指标计算流程可以全面反映连续刚构桥体系失效问题。     

中震下基于位移的RC多层框架-剪力墙结构失效相关性研究

以层间变形失效为主要失效模式,采用Monte-Carlo方法,在中震作用下对RC多层框架-剪力墙结构进行了失效相关性研究,得出了RC多层框架-剪力墙结构在中震作用下部分失效相关性统计规律,简化了结构体系可靠度的计算.     

基于耦合概率法的空间杆系结构失效概率分析

结构失效概率的量化计算是预测结构剩余寿命的重要途径之一.以结构三阶耦合失效理论为基础,通过应力变化率法和杆件移除法相结合评价单元杆件失效模态的相关系数,建立了一种空间杆系结构失效概率计算的新方法.首先采用耦合概率法分析得到结构在不同子系统破坏模式下失效概率上界与下界的表达式,并与泰勒展开法进行验证比较分析.同时进行六角星型穹顶结构破坏实验,最后通过应力变化率法分析结构加载破坏全过程的杆件内力时程曲线,总结出六角星型穹顶结构破坏与耦合失效概率区间的变化规律.结果表明,耦合概率法能够很好地展示多子系统间的组合失效结果,将多维积分转化为一维积分,具有较高的计算精度的同时仍具有很好的适用性,可用于计算空间杆系结构失效概率区间,预测结构破坏模态并量化评价结构可靠性.     

具有多失效模式机械构件的失效概率计算

将线性变换与统计试验法结合起来，考虑构件失效模式的相关性，采用相关抽样的方法计算机械构件的失效概率。     

小震下基于位移的高层框架-剪力墙结构失效相关性研究

为了简化结构体系可靠度的计算,有必要研究失效相关性问题.文中以层间变形失效为主要失效模式,采用Monte-Carlo方法,在小震作用下对高层框架-剪力墙结构进行了失效相关性研究,得出了高层框架-剪力墙结构在小震作用下部分失效相关性统计规律.     

小震下基于位移的RC多层框架-剪力墙结构失效相关性分析

为了简化结构体系可靠度的计算,有必要研究失效相关性问题．以层间变形失效为主要失效模式,采用Monte—Carlo方法,在小震作用下对RC多层框架-剪力墙结构进行了失效相关性研究,得出了RC多层框架一剪力墙结构在小震作用下部分失效相关性统计规律．     

强震作用下城市连续高架桥倒塌失效模式

高烈度地震区内城市高架桥梁结构是城市交通的命脉,但当其遭遇强震导致失效时会造成不可预估的社会后果.高架桥或者其构件发生损伤导致自身不能发挥正常的使用功能时认为桥梁失效.以某六跨连续梁高架桥为工程背景,采用OpenSees软件建立了三维非线性有限元计算模型,基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)法和加权秩和比法来判别在强震作用下该高架桥在的连续倒塌失效模式.计算过程中考虑支座的摩擦滑移,根据损伤值的变化来判断构件的状态,对连续梁桥各个构件的失效次序进行统计,给出具有统计意义的地震倒塌失效模式和最弱失效模式.结果表明:根据加权秩和比法得到的倒塌失效规律和最弱失效模式基本一致,首先是起到摩擦减震的滑动支座失效,其次是固定墩和固定支座失效,最后非固定墩失效.研究结果可为类似连续梁高架桥的抗震分析和地震失效倒塌模拟提供一定的参考和借鉴.     

失效相关结构系统可靠性分析及近似求解

从分析相关程度对结构系统可靠度的影响入手,对失效相关结构系统可靠性的近似计算方法进行分析,提出了失效相关结构系统可靠度近似求解的新方法,对传统求解方法进行改进·在给定临界相关系数的基础上,按相关程度大小先后把各失效形式分成强相关、弱相关、中等相关3类·首先采用PNET法的有关原则对强相关失效形式进行聚类简化,提取主失效形式,再把各主失效形式分成弱相关和中等相关两类,分别采用不同的近似原则求解系统可靠度,有效地提高了结构系统可靠度求解的计算效率和计算精度·算例验证了方法的可行性和有效性·     

钢筋混凝土多高层剪力墙在小震下的失效相关性分析

在建筑结构的设计与分析中,结构体系可靠度的概念和思想已日益为人们所接受,但它的计算却一直是一个难点问题.特别是在体系可靠度的计算中涉及到了失效约束或者失效模式间的相关性问题.本文以层间位移为分析对象,采用蒙特卡罗方法,对多高层剪力墙在小震下的结构反应进行了失效相关性的分析研究,得出了多高层剪力墙结构在小震作用下的部分失效相关性规律.     

一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法

传统的结构体系可靠度分析方法依赖于结构失效路径的分枝和约界技术,导致主要失效模式难以识别、体系失效概率计算工作量巨大.鉴于此,本文结合弹性模量缩减法和随机有限元法,提出了一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法.首先利用随机有限元法计算结构的随机响应量,据此定义单元承载比和基准承载比,以判别结构在不同受力状态下的高承载单元.然后利用变形能守恒原理建立结构内力重分布和损伤演化模拟的随机弹性模量缩减法,进而根据塑性极限状态下高承载单元的弹性模量缩减幅度确定结构主要失效模式,并利用多失效模式的联合失效概率计算结构体系可靠度.研究表明,该方法消除了传统方法中潜在失效路径对主要失效模式识别和失效概率计算的干扰,能够取得更高的计算效率和精度.     

大型复杂结构体系可靠度分析的QR法

介绍了笔者提出的大型复杂结构体系可靠度分析的QR法,它是以结构塑性极限分析理论及样条离散化结合起来创立的,其中包含塑性极限荷载-QR法、最易失效机构-QR法及主要失效机构-QR法.主要失效机构-QR法只寻找结构体系的主要失效模式,避开了寻找结构体系全部失效模式,主要失效模式远少于结构体系实际存在的全部失效模式.最易失效模式-QR法只寻找一个最易失效模式,避开了寻找结构的多个主要失效模式.塑性极限荷载-QR法,只寻找塑性极限荷载,避开了寻找结构体系失效模式.这些方法都可以考虑非线性的影响.计算结果表明,利用这种方法分析复杂框架结构体系可靠,计算简便,满足精度要求.     

一种识别结构主要失效模式的有效算法

发展了线性互补规划法中的Ｌｅｍｋｅ算法,并与可靠性分析中的分支－约界法相接合,提出一种识别结构主要失效模式的算法,它既不用进行结构重分析,也不用通过判别结构的刚度矩阵Ｋ的奇异性来识别主要失效模式,而是应用一种新的简易结构失效判别准则,最后通过数值算例说明了方法的实用性。     

一种简便的刚架结构可靠性分析方法

首次将结构连续变更定理用于刚架结构的可靠性分析,并将该定理与概率计算、分枝定界法相结合对系统加以分析,计算结构总体失效概率·避免了总刚反复组装、求逆,大大简化了繁琐的运算,为结构系统失效提供了新判据·实现了变化结构的连续结构分析,加快了可靠性分析时效·算例表明结果令人满意