基于可靠度的抗震结构优化设计

考虑结构不同功能失效时损失情况不同这一事实，遵循抗震设计规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则，提出了基于不同功能要求的可靠度优化设计方法，计算结果表明，采用此方法可以在概念意义上合理改善结构体系的抗震性能，降低结构在地震作用下的损失。     

网壳结构基于性能的动力失效判定准则

基于性能的设计思想,文章提出了一种网壳结构震后是否发生动力失效的判定准则。按常规设计的网壳结构遭遇地震后,保留残余应变的状态并作为初始状态重新进行常规设计,如果此时网壳结构已不能满足初始设计时所要求的各项性能,则认为网壳结构已发生动力失效;进而将网壳结构的动力失效形式分为Ⅱ类,该文提出的准则用于判定第Ⅱ类动力失效,称为第Ⅱ类失效准则;算例分析表明,该准则判别结果明确,便于工程实践的应用。     

随机模型参数不确定时结构失效概率的区间估计

在缺乏足够数据或信息不完整的情况下，给出失效概率的界限，比给出一确定的单值具有更高的可信度。本文用区间变量描述随机可靠性模型参数的不确定性，提出了考虑随机模型分布参数不确定性时，机械结构失效概率的区间估计方法。实际算例表明：结构的失效概率对随机模型参数的偏差非常敏感。说明在进行可靠性建模时，对模型的可靠性必须给予足够的重视。     

考虑不同失效模式的索杆结构构件面积缺损限值研究

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的可靠度限值控制不等式;通过力学推导,给出了以缺损面积为变量的杆件内力与节点位移变化公式,依据该公式可计算出可靠度限值控制不等式中的影响系数矩阵;引入钢材的锈蚀模型并结合非线性规划,提出了一种确定索杆结构构件面积缺损限值的方法。对一Levy型索穹顶的构件面积缺损限值进行了算例分析,并与规范限值进行对比。结果表明：索杆结构中的多数构件在强度失效与变形失效模式下的面积缺损限值高于耐久性限值,但松弛失效模式下的构件面积缺损限值小于耐久性限值,如按该限值要求对结构进行设计及维护将有可能发生钢索松弛失效;而安全性限值对于钢索构件较为严格,对于钢杆构件则与耐久性限值相同。因此,需综合考虑3种失效模式与规范限值,并按最严格的结果进行控制。     

工程结构优化设计的CGA算法研究

工程结构优化设计是一个复杂的非线性多目标优化问题，针对传统优化方法的局限性，以及遗传算法的缺陷，提出了一种新的智能优化方法——复合遗传算法(CGA)，对CGA的关键问题进行了阐述，并进行了理论分析，说明了其全局寻优的可能性；对于失效概率的处理问题，采用在计算适应度值的同时，计算出条件值——失效概率，再与此限值相比较的方法；最后通过实例验证了本提出方法的可行性。     

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．     

施工导流工程风险的保险费用厘定方法研究

在分析导流工程风险因素、综合风险率和工程保险期限的基础上，研究导流工程失效后淹没基坑造成损失的次数及其分布规律，提出导流系统失效后的总损失服从非齐次复合Poisson过程，建立基于导流工程保险损失的聚合风险模型，给出施工导流工程保险费用的厘定方法及其数学表达，为水利水电工程保险费的厘定提供理论方法。     

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。     

浅谈混凝土结构耐久性问题

混凝土结构是由许多不同类型的构件组合的整体建筑,从基础、墙体、梁桩直至屋面板都是结构整体的组成部分。对结构的耐久性和使用功能起着不同的作用。因此,出现某一构件的破坏失效将有可能导致结构整体失效、由于各构件在构造形式和受力之间存在差异,其设计要求和材料的选用要求不同,这是各构件存在着不相等的耐久性能。结构整体的耐久性破坏一般是由一个或几个构件引起的,     

用一阶二次矩方法进行海洋平台结构系统的疲劳可靠性分析

提出了对海洋平台进行结构系统疲劳可靠性分析的方法，将管节点的疲劳破坏作为整个系统疲劳可靠性模型中的失效单元，用一阶二次矩方法计算失效途径的疲劳失效概率，并应用β－解链法搜寻关键失效途径。在计算整个结构系统的疲劳失效概率时，利用等效线性安全余量的概念建立失效途径的等效失效单元，从而可计及各失效途径之间的相关性。     

基于结构奇异值的鲁棒PID控制器设计

本文提出了一种以结构奇异值为优化指标的ＰＩＤ控制器设计方法，该方法直接提出了对闭环系统鲁棒性的要求，符合工程实际需要，由于ＰＩＤ控制器可调参数少，因而采用结构奇异值为优化指标的设计可以用共方向法等非线性的直接方法完成，最后以机械手关节的ＰＩＤ控制器设计为例说明了这种方法。     

结构概率优化设计方法的探讨

简要论述了结构功能失效的原因，讨论了失效后果的估计和结构的抗力分析问题，给出了一种考虑时间因素的失效概率计算方法；在此基础上建议了以失效概率（或可靠指标）作为约束条件、以结构费用函数作为目标的结构优化设计模型．可为工程结构设计方法的进一步完善提供一定的参考．     

地下连续墙与压力分散型锚杆组合式挡土结构研究与工程应用

本课题围绕在基础工程深基坑开挖与支护中的关键技术问题,结合大型水利工程实际,进行了试验研究与工程性应用。为积累这一新型支护结构的设计参数和施工工艺,通过采集监测数据,与理论设计值进行对比、分析,找出数据差异的影响因素和原因,了解和掌握组合式结构的实际受力、周边变形、锚杆预应力损失等特点,为今后类似工程优化设计积累经验。     

建筑结构最优设防荷载决策

从建筑技术经济角度出发，基于结构自身的性能要求及地震动特性，提出了建筑结构优化设计方法，按2个层次进行，第一层次决定建筑结构最优设防荷载，第二层次据此设防荷载进行满足各种现行规范要求的结构设计，其方法是：结合地面稳定性评价分析，在“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防标准下，对结构遭受的各级破坏进行概率分析，计算多级失效准则下的损失期望，决策最优设防荷载，进而找到建筑结构最优投资切入点，保证长期社会经济效益。     

基于断裂理论的焊接结构缺陷失效评定分析

以断裂力学为理论基础,结合使用表面缺陷换率图,对焊接结构缺陷所引起的主要失效模式———断裂进行研究,提出了一种评定焊接结构缺陷失效的新方法。通过工程实例的检验,对比了试验所得值和本方法所得值,得到误差为3%,在合理范围内。此方法具有可行性强,对工程质检人员有一定参考价值。     

工程结构接触问题的研究及进展

针对国内外工程结构接触问题的研究现状，阐述了各类研究方法的基本思想和主要特点，指出了其中一些尚待解决的问题．介绍了这一问题求解的优化计算方法以及板片结构接触计算模型，所建立的结构分析和计算模型能真实反映工程结构的实际工作状态，给工程结构的设计和应用提供了理论计算依据．     

基于冻融损伤抛物线模型的再生混凝土寿命预测

混凝土冻融损伤不仅会影响工程结构的外观与正常运行,还可能影响工程安全及耐久性,缩短工程的寿命.本文借助损伤力学原理,以相对动弹模量损失为损伤变量,提出了混凝土损伤抛物线模型,利用前人的研究结果对模型精度进行了验证.采用对比试验,分析了C40再生混凝土冻融损伤失效过程,利用损伤抛物线模型对再生混凝土寿命进行了预测.结果表明,损伤抛物线模型精度较高,满足工程应用的要求,再生混凝土的寿命可达到50年耐久性设计指标.     

结构刚度变化对非对称塔楼结构地震反应的影响

大底盘非对称塔楼是一种复杂的结构体系，结构的上下刚度变化很大。采用三维有限元分析软件对一组上下刚度比值不同的非对称塔楼结构模型进行分析，计算表明，底盘与塔楼刚度比值卢变化对结构各振型的振动模式影响不大，当β值取为3时，结构的周期和整体位移均达最小值。     

目标可靠度约束下的潜艇耐压圆柱壳优化设计

以结构目标可靠度为约束条件对潜艇耐压圆柱壳进行了优化设计研究．根据潜艇耐压圆柱壳结构的特点确定设计变量和相应的结构失效模式,并确立结构优化时的优化目标及有关约束条件,其中,可靠性约束是考虑潜艇耐压圆柱壳强度和稳定性失效的系统可靠性．推导了相应的计算公式,编制了可用于工程实际的计算机程序,并以一具体实例进行了优化设计分析,为潜艇结构的可靠性设计提供一定的理论基础．     

三维结构虚拟设计方法及其SVDS-I型软件系统研制

为了解决三维实体结构虚拟设计中结构的奇异性问题，引进了一种结构优化近似模型，并形成了一种三维实体结构虚拟设计方法．然后，给出了几种典型工程结构和机械结构的虚拟设计实例．设计实例说明了该方法的有效性．最后，介绍了研制的结构虚拟设计软件系统-I型(SVDS-I)的基本功能、发展和应用前景．