钢管混凝土组合框架抗连续倒塌鲁棒性初步分析

为研究钢管混凝土框架结构的竖向连续倒塌易损性,设计了一个8层4×4 跨钢管混凝土柱-钢梁空间框架,利用有限元软件ABAQUS,采用静力加载方法,对原结构及拆除各底层柱后的剩余结构进行模拟研究;在已有改进后的两种基于构件重要性的易损性分析方法的基础上,分别计算结构构件的重要性系数;并计算了双柱失效工况下结构的鲁棒性系数,分析了该类结构的竖向鲁棒性.结果表明:两种方法计算结果相近,构件重要性系数的变化趋势一致;外荷载的增加与结构鲁棒性呈负相关,角柱相对边柱和中柱较为重要;角柱与边柱同时失效时,结构发生倒塌的几率大大提升.实际中可采用备用荷载路径的方法对重要性系数较大的构件进行低易损性设计.     

基于类平衡矩阵的桁架构件重要性计算方法

为简化构件重要性系数的计算过程，提高计算效率，以基于刚度的构件重要性判断方法为基础进行数学推导，提出一种基于类平衡矩阵的空间结构重要构件的快速判断方法，并进行算例验证. 结果表明，当铰接杆件体系的各杆件线刚度近似相等，且不考虑结构应力刚化作用或应力刚化所贡献的刚度很小时，整体切线刚度矩阵仅与类平衡矩阵相关，构件重要性系数可直接利用类平衡矩阵的奇异值进行计算. 通过算例验证，类平衡矩阵的重要性构件判断方法与基于刚度的重要性构件判断方法计算结果一致，说明所提方法是一种切实可行的快速计算方法.     

基于改进的基本效应法的网壳结构构件重要性分析方法

现有的网壳结构构件重要性计算方法仅考虑单根构件损伤或失效对结构的影响,未考虑构件间的相互作用和损伤的随机性。为解决这一问题,首先将基本效应法应用于构件的重要性判定中,定义了适用于网壳结构的基本效应;其次,将构件分为重要构件和一般构件两类,提出试算与正式计算结合的双阶段判定方法,以提高确定重要构件的计算效率;提出基于优劣解距离法的重要性排序方法,以确定重要构件内部的相对重要性排序;由此,进一步提出了基于改进的基本效应法的网壳结构构件重要性分析方法。此外,为减小改进的基本效应法的计算量,提出适用于该方法的修正径向抽样方法。凯威特型球面网壳数值算例分析结果表明：与现有方法相比,采用该方法确定的重要构件进行抽样检测鉴定时,评定网壳极限承载力的估计误差显著降低。     

基于结构应变能的组合空腹板架结构构件重要性评估方法研究

钢-混凝土组合空腹板架是一种较新的组合结构形式,构件总量多,荷载分配量化有困难,设计时没有经验可依赖;因此有必要对结构中构件的重要性程度进行研究。讨论了组合空腹板架结构的构件重要性评估方法,利用结构应变能增量来衡量构件对结构整体性能贡献的大小,得到了构件重要性指标。通过24 m×18 m、四边简支的空腹板架算例,找出了结构在竖向均布荷载作用下的重要构件为短边方向中心区的肋梁。结论可作为设计阶段结构优化的依据,根据构件的重要性指标设置不同的安全储备来达到安全性和经济性的平衡。     

基于结构易损性的斜拉桥多灾害安全性能研究

通过研究多灾害下结构安全性能,提出一种直接方法用于评价未知灾害:考虑结构发生脆性破坏,分析相应关键构件失效对结构影响的程度.采用基于刚度的方法计算结构构件的重要性系数,结合敏感性分析得到结构冗余度水平指标,并针对典型斜拉桥结构进行了分析.本文方法能够判断结构的薄弱环节,评估结构易损性能,为结构加固和维护提供了一定的理论依据.     

结构可靠性分析中灵敏度因子研究的新方法

对传统灵敏度因子进行了探讨,研究了结构可靠性分析中计算灵敏度因子的各种方法,并提出了新的灵敏度计算方法,建议用灵敏矢量来反映结构各因素对结构失效影响的大小．用理论和实例说明了新方法的可行性和合理性．文中提出的灵敏度因子计算方法不仅适合于单模态失效的可靠性分析,而且也适用于多模态失效的结构可靠性分析,其研究结果具有较大的理论和实践意义．     

基于结构易损性的斜拉桥多灾害安全性能研究

通过研究多灾害下结构安全性能， 提出一种直接方法用于评价未知灾害： 考虑结构发生脆性破坏， 分析相应关键构件失效对结构影响的程度. 采用基于刚度的方法计算结构构件的重要性系数， 结合敏感性分析得到结构冗余度水平指标， 并针对典型斜拉桥结构进行了分析. 本文方法能够判断结构的薄弱环节， 评估结构易损性能， 为结构加固和维护提供了一定的理论依据.     

结构可靠度计算理论研究与进展

介绍了结构可靠度分析的意义,详细阐述了结构构件及结构体系可靠度计算理论和方法。对结构可靠性发展中存在的问题及其发展方向进行了讨论,指出了今后可靠度理论的研究重点和研究方向。     

框架结构连续性倒塌机制的静力分析过程

针对地震作用下框架结构的连续性倒塌过程,为简化问题,首先在静力分析基础上采用现有的构件重要性系数方法进行倒塌机制的分析和计算;然后利用概念移除的方式,通过对一榀钢筋混凝土框架的分析,计算所有梁、柱的重要性系数,以此研究该框架在竖向恒、活载作用下的倒塌机制和过程.分析结果发现,在移除底层中柱后,对应各层梁的计算变形量均大于梁构件所能承受的极限变形量,因此相继发生破坏,导致结构最终倒塌,这与试验中观察到的现象基本一致.     

典型江南传统木构建筑的 构件重要性分析方法

以江南典型宋元木构建筑(宁波保国寺大殿)和江南典型明清木构建筑(甘熙故居津逮楼)为研究对象,基于能量方法,采用改变后结构整体应变能的单位体积改变率作为构件重要性的评价指标,运用有限元软件ANSYS开发基于生死单元法和改变弹性模量法的构件重要性评价程序.通过对保国寺大殿和津逮楼的单榀框架和整体框架在竖向荷载作用下的结构构件重要性的计算分析,得到构件的重要性系数和重要性排序,并指出这两个典型构架体系的江南传统木构建筑的关键构件.结果表明:改变弹性模量法更适用于江南传统木构建筑结构构件的重要性分析.     

基于刚度的构件重要性评估及其与冗余度的关系

提出了基于刚度的结构构件重要性的评估方法，并通过最小势能原理对构件重要性与结构冗余度之间存在的关系进行了证明．两个算例说明了该方法在平面桁架和刚架体系中的应用．理论推导和算例表明，所给出的方法能够有效地反映结构中存在的薄弱环节，可以为结构设计和维护提供必要的理论依据．     

水工结构尺寸不定性对可靠度的影响

研究了水工结构尺寸随机变量的统计方法以及尺寸不定性对水工结构可靠度的影响。工程实例计算表明，水工结构尺寸不定性会使结构的可靠度出现下降的趋势，在设计和施工中务必加以重视。     

基于云模型和组合赋权法的CBTC系统可靠性评价

由于目前对CBTC系统的可靠性分析较少,提出一种基于云模型和组合赋权法的CBTC系统的可靠性评价方法。首先根据CBTC系统的结构和功能,建立了系统的功能型层次模型,并采用组合赋权法确定底层设备的主观和客观权重值,根据加法合成法得到系统的综合权重值;然后,计算CBTC系统底层设备的可靠度,并使用云模型表示;最后,将虚拟云计算的CBTC系统可靠性综合指标新云和可靠性评价集的云模型进行相似度比较,输出评价结果。结果表明,基于云模型和组合赋权法的CBTC系统可靠性评价方法可以正确客观地描述该城市的CBTC系统完成规定功能的能力,为研发和评估CBTC系统提供借鉴。     

石油井架构件截面可靠性设计模式

根据国标中建筑结构设计标准和钢结构设计新规范.对井架构件截面进行了极限状态设计,将有限元分析与可靠性的方法相结合,对井架截面的可靠性进行了评价,并在给定的可靠度下进行了井架构件截面设计.提出了相对实用的井架构件截面可靠性设计模式和具体的设计方法.实际计算表明,该设计方法有较好的可行性.     

海洋结构裂纹检测与维修优化

首先讨论了海洋结构含裂纹构件的失效准则及修复构件疲劳性能的评价模型。应用概率断裂力学方法提出了一个描述海洋结构检测与维修过程的可靠性模型 ,该模型同时考虑了疲劳和断裂两种失效形式 ,并可以评价检测、维修过程对平台可靠性的影响。基于该模型 ,开发了一个描述裂纹萌生与扩展过程的可靠性数值仿真器 ,用于对服役平台的检测和维修进行优化。用该数值仿真器对一个实例进行计算的结果表明 ,对裂纹进行检测优化时 ,不计断裂失效是不合理的。     

基于变密度法的山地自行车关键连接结构件拓扑优化设计

针对山地自行车减震器端和车架连接端的关键结构部件的轻量化设计问题,构建等比例三维实体模型,并采用变密度理论的拓扑优化方法,以最大化刚度为优化目标,以设计空间总体积和质量作为约束条件,对山地自行车结构部件进行拓扑优化再设计。优化求解获得一个新型的连接结构件,并对该结构在实际工况下的Mises应力、最大位移和安全系数等进行仿真校核,通过优化前后结构的分析结果综合对比,发现在保证结构部件强度、可靠性的前提下,该结构部件实现减重约50%,极大节省材料消耗。     

一种基于Kriging模型的机械结构可靠性分析方法

通过分析现有机械结构可靠性抽样方法存在的不足以及影响失效概率估计精度的主要因素,提出了一种基于Kriging模型及自适应抽样方法的机械结构可靠性分析方法.该抽样方法将随机抽样与聚类算法相结合,能够在概率上保证新增样本点落在对失效概率贡献较大的区域,避免对非重要区域的不必要抽样.以大数定律及中心极限定理为基础,推导了所提出的Kriging模型的收敛条件.通过两个算例说明所提出方法的迭代收敛过程、准确性及稳定性,结果表明,该方法能够在较少调用结构功能函数情况下得到失效概率较准确的估计值.     

Structural Reliability Modeling Based on Imprecise Probability Theory under Insufficient Data

Traditional structural reliability analysis methods adopt precise probabilities to quantify uncertainties and they are suitable for systems with sufficient statistical data.However,the problem of insufficient data is often encountered in practical engineering.Thus,structural reliability analysis methods under insufficient data have caught more and more attentions in recent years and a lot of nonprobabilistic reliability analysis methods are put forward to deal with the problem of insufficient data.Non-probabilistic structural reliability analysis methods based on fuzzy set,Dempster-Shafer theory,interval analysis and other theories have got a lot of achievements both in theoretical and practical aspects and they have been successfully applied in structural reliability analysis of largescale complex systems with small samples and few statistical data.In addition to non-probabilistic structural reliability analysis methods,structural reliability analysis based on imprecise probability theory is a new method proposed in recent years.Study on structural reliability analysis using imprecise probability theory is still at the start stage,thus the generalization of imprecise structural reliability model is very important.In this paper,the imprecise probability was developed as an effective way to handle uncertainties,the detailed procedures of imprecise structural reliability analysis was introduced,and several specific imprecise structural reliability models which are most effective for engineering systems were given.At last,an engineering example of a cantilever beam was given to illustrate the effectiveness of the method emphasized here.By comparing with interval structural reliability analysis,the result obtained from imprecise structural reliability model is a little conservative than the one resulted from interval structural reliability analysis for imprecise structural reliability analysis model considers that the probability of each value is taken from an interval.     

船舶结构概率损伤容限分析

损伤容限设计是一种先进的现代设计思想,为了使这种设计建立在可靠性分析的基础上,根据概率断裂力学理论,分别建立了具有裂纹型初始缺陷结构和受损结构在裂纹扩展中结构疲劳寿命及其可靠性估算的动态模型．在给出了结构设计参数的分布函数后可求得一组与结构初始损伤、结构使用年限和剩余寿命、设计应力等有关的动态可靠性曲线,由此可获得保证一定可靠度的结构的损伤容限,并在设计时选取具有给定可靠度的各种设计参数,或给定设计参数后估计所设计结构的可靠度．     

Importance Analysis of a Multi-state System Based on Direct Partial Logic Derivatives and Multi-valued Decision Diagrams

Importance analysis quantifies the critical degree of individual component. Compared with the traditional binary state system,importance analysis of the multi-state system is more aligned with the practice. Because the multi-valued decision diagram（ MDD） can reflect the relationship between the components and the system state bilaterally, it was introduced into the reliability calculation of the multi-state system（ MSS）. The building method,simplified criteria,and path search and probability algorithm of MSS structure function MDD were given,and the reliability of the system was calculated. The computing methods of importance based on MDD and direct partial logic derivatives（ DPLD） were presented. The diesel engine fuel supply system was taken as an example to illustrate the proposed method. The results show that not only the probability of the system in each state can be easily obtained,but also the influence degree of each component and its state on the system reliability can be obtained,which is conducive to the condition monitoring and structure optimization of the system.