铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估实例

将确定性与概率性评估方法应用于上海市浙江路桥剩余寿命安全评估．基于Monte-Carb法实NT应力谱模拟．按Miner准则估算了构件检测优先级．采用简化断裂力学模型计算了剩余寿命与探测间隔．在合理确定随机变量参数取值和目标可靠度基础上，应用Monte-Carlo法实NT桥构件和结构系统疲劳可靠度计算，并确定了概率性探测间隔．评估结果表明，结构系统疲劳可靠度、探测间隔要比单个构件的低．确定性与概率性评估结果为该桥维护决策提供了依据．     

粘贴钢板法加固轴心受压柱的可靠度分析

根据现行的加固设计规范提出了确定轴心受压柱可靠度指标β的方法,并且分析了由于功能改变而进行粘钢加固的构件可靠度指标的影响因素。运用静态随机过程模拟,建立了实用的轴心受压构件荷载模型和抗力模型。按照现行规范编制了计算机程序求解极限状态方程,得出粘钢加固柱的可靠度指标。并且进一步分析了可靠度指标的影响因素,按照重要性,它们依次是混凝土强度变异系数、荷载提高程度和施工荷载与设计荷载的比值。因此,加固设计的首要任务是进行既有结构的性能评价,如确定混凝土强度的变异系数等;此外,控制荷载的增加可以使结构具有足够的可靠度;最后,卸载施工也是确保结构可靠度指标满足要求的有效措施。     

钢筋砼构件抗裂失效不定性及其可靠度模糊概率分析

本文利用概率论和模糊数学．分析影响结构构件抗裂失效的不定性因素．将构件抗裂失效认为是一复杂模糊随机事件．并提出了相应的可靠度模糊概率分析模型．最后本文结合算例介绍了用此模型计算抗裂失效概率Ｐ或可靠指标β的具体方法和步骤，其结果满足工程设计要求．     

结构概率与非概率可靠度指标对应关系研究

针对目前在[-1,1]区间内,由非概率可靠度理论无法判断结构的安全与失效的问题,基于3σ截断法则,建立概率可靠度指标与非概率可靠度指标之间的对应关系。由《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB-50068-2001)规定的结构可靠性指标计算临界非概率可靠性指标,提出了非概率可靠度指标处于[-1,1]区间内的一种由临界非概率可靠度指标确定结构可靠性的方法,并结合算例验证了该方法的有效性。研究结果表明:利用概率可靠度指标与非概率可靠度指标间的对应转换关系,由临界非概率可靠度指标可有效处理非概率可靠性指标处于[-1,1]区间内的结构可靠性问题,以更方便地评价结构的安全度。     

基于构件功能组装的建筑抗震韧性评价方法

为了量化单体建筑的抗震韧性,提出了一种基于构件组装的通用型功能损失量化方法和对应的建筑抗震韧性评价方法。为建筑构件定义一种基于概率的功能损失,以考虑构件功能损失在地震作用下的不确定性。使用树状层级结构组装构件的功能以获取建筑的功能损失。使用基于修复方案的建筑震后功能恢复模型获取建筑功能时变函数曲线。基于蒙特卡洛法给出单体建筑抗震韧性量化的计算方法。最后,应用该方法对一幢10层钢筋混凝土框架结构公寓建筑的抗震韧性进行了评价,并对比分析了不同韧性提升方法对该建筑抗震韧性的影响。算例分析结果表明,该方法能较合理地评价建筑的抗震韧性,案例建筑在设防烈度地震作用下的韧性较好,填充墙等非结构构件对建筑抗震韧性有较大影响;不同韧性提升方案中,提高建筑构件抗震性能和优化建筑震后修复策略的效果较为显著。     

横向联系损伤的既有T梁桥安全性分析

以一座既有钢筋混凝土简支T梁桥为例,分析采用不同横向联系模拟方式时有限元理论挠度与静载试验实测值之间的相符性,并采用直接概率分析法计算结构可靠指标,研究模型拟合程度对桥梁安全评价结果的影响,提出了荷载试验和可靠度理论综合评估方法,采用以实测值标定的理论模型进行结构可靠性分析,保证了基本随机变量统计参数的准确,实现存在横向联系损伤的T梁桥承载能力的正确判断。     

高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁的时变可靠度分析

研究高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁新老材料强度随时间衰减的可靠度指标.利用时变可靠度理论,采用蒙特卡罗法模拟,给出了高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土构件时变失效概率的计算方法.复合砂浆钢筋网加固RC梁的时变可靠度先高于设计规范规定的目标可靠度 ,然后逐渐减小,接近设计使用年限时,接近目标可靠度,这一趋势为合理地评估结构性能提供了有效工具;结合非线性回归和时变可靠性指标,提出了加固RC构件使用寿命预测方法,为在役结构的维修与加固提供合理的经济决策依据.     

基于可靠度指标的小概率失效结构优化

针对实际工程中具有隐式功能函数的小概率失效结构的可靠度计算与优化问题,提出一种适用于小概率结构可靠度计算与结构优化设计的方法.该方法首先采用径向基神经网络构建结构的隐式功能函数;其次,引入自适应随机变量对遗传算法进行改进,遗传算法根据可靠度的几何意义搜索可靠度指标最优解及验算点,以此求解可靠度指标;最后,以引入自适应随...     

基于非概率方法的碾压混凝土重力坝可靠度计算

近年来,非概率计算方法正在被广泛应用于结构可靠度计算领域,因为该方法克服了传统方法需要较多的数据以及计算参数的概率分布等缺点.采用非概率可靠度计算方法,建立碾压混凝土重力坝和基岩的非概率可靠度指标的计算模型,并进一步探讨了基于非概率的重力坝抗滑稳定失效模式及其非概率可靠度指标.结合某碾压混凝土重力坝工程,给出了实例计算分析结果,其分析结果对非概率可靠度方法用于碾压混凝土重力坝安全评估具有一定的参考价值.     

结构抗震承载力利用系数的可靠度校核

广东省的地方性标准DBJ15-92—2013《高层建筑混凝土结构技术规程》的抗震性能设计在国家现行的抗震设计规范的基础上进行改进,采用按设防烈度地震(中震)计算地震作用,引入承载力利用系数考虑构件的延性能力,来进行构件的承载力设计.为验证新的抗震承载力计算公式的可靠性,采用一次二阶矩方法对计算公式进行可靠度分析,研究了荷载比(地震作用标准值效应与重力荷载效应比值)、性能水准、设防烈度、构件受力类型等因素对可靠度的影响.结果表明:在同一性能水准下构件可靠指标和可靠性概率大小所遵从的规律为受压构件受剪构件受弯构件受拉构件,符合"强剪弱弯"的概念设计要求;荷载比和构件重要性系数对构件可靠度有显著的影响,设防烈度对构件可靠度的影响不大.     

考虑多失效模式老龄平台结构可靠性分析

针对老龄平台结构存在的多种退化失效因素,综合考虑疲劳失效、腐蚀失效和静强度失效这3种失效模式,建立每种失效模式的可靠度模型,并相应给出可靠度计算方法.通过相关系数研究任意两种失效模式之间的相互影响,进而提出两种计算3种退化失效模式全耦合作用下可靠度的方法:一是根据O. Detlevsen窄界限理论计算可靠度指标上、下限,二是通过将疲劳裂纹扩展和腐蚀退化引起的总抗力衰减引入静强度退化失效模型中,得到3种失效模式的耦合失效概率.实际算例结果表明:在不同服役阶段构件具有不同的主导失效模式;任意两种失效模式的耦合可靠度均低于单一失效模式的可靠度,3种失效模式耦合可靠度最低.     

结构时变可靠度计算的全随机过程模型

为了对既有结构的可靠性进行正确评估,必须考虑时间变化的影响,对目前可靠度分析中采用的只考虑荷载随时间变化的半随机过程模型进行改进。基于结构抗力和作用效应相互独立的基本假设,充分依据作用效应和抗力的时变特性,考虑结构抗力为独立增量过程,并计算了抗力的自相关系数,得到了计算结构失效概率的近似算法,建立了结构时变可靠度计算的全随机过程模型。通过实例验证,该方法简单易行,便于工程应用,为基于时变可靠度理论的既有结构评估和寿命预测提供理论依据。     

在役多梁式RC简支梁桥的体系时变可靠度评估方法

为科学评价在役多梁式简支梁、板桥的结构性能,针对其体系承载的冗余性、体系失效的随机性与时变性、及体系时变的随机性,对多梁式钢筋混凝土(RC)简支桥开展体系时变可靠度评估模型研究。通过事故调查与概念分析,系统研究其失效模式和失效机制的特点和属性;针对多梁弯曲失效模式,提出一套定量分析方法和指标,建立在役多梁式钢筋混凝土简支桥的失效模式。根据简支桥的承载特点,建立考虑多重失效机制的失效模式分析模型;根据多梁式体系的承载传力特点,推导横向联系不同状态时,体系的失效概率表达;基于全概率公式,建立多重失效机制条件下,在役多梁式RC简支桥的体系时变可靠度评估模型;提出不同失效模式的贡献率指标,并提出多梁弯曲失效模式的定量分析指标与方法,分析其主要影响因素。以标准通用板梁桥为例,通过算例分析对提出的方法进行验证。研究结果表明:最不利构件评估和传统的体系评估模型未能全面考察结构的传力机制和各构件相互的作用及其变化,可能对结构安全性做出保守或危险的误判;提出的模型可从体系层次准确地反映结构承载性能可靠性退化规律,既可考虑体系失效的随机性和时变性,又可表现出横向连接的退化对结构体系改变的随机性,更加合理地反映了寿命周期内梁桥体系的安全可靠性。     

极端环境下导管架平台连续倒塌鲁棒性评估

基于Pushover和AP法分析平台结构极限状态及剩余强度储备比,探讨不同类别承载模式的构件对平台结构抗倒塌能力的影响规律;采用W_(DSR)、W_(RIF)和W_(SRF)确定性指标,评估平台结构鲁棒性和构件重要度。考虑平台抗力受环境载荷变化的影响,基于MSA和LSIA建立随机平台在随机载荷下的可靠度评估方法,提出导管架平台"安全评定图"概念,对服役平台全尺度载荷下的安全性进行标定,在此基础上,对导管架平台进行概率鲁棒性评估。研究表明:平台抗力对水平撑构件的失效不敏感,水平撑的确定性鲁棒性指标较大,可视为冗余性构件;斜撑对保证平台结构的鲁棒性起关键作用;这类构件的失效对结构承载能力影响相对显著,在进行平台结构鲁棒性设计时,应保证其具有足够的强度与韧性。提出的"安全评定图"能够提高平台概率鲁棒性评估的计算精度。     

既有钢结构构件安全性评定分析方法

考虑目标使用期对可靠度的影响,引入可靠度调整系数γa,建立了既有钢结构构件承载能力验算的极限状态表达式.比较分析了不同荷载折减方法,并选择"等超越概率法"计算得到了不同目标使用期的荷载折减系数.采用验算点法,得到了不同目标使用期既有钢结构构件的可靠度指标,计算结果表明,提出的验算表达式满足目标可靠指标的要求.最后依据满足目标可靠指标的程度提出了构件评级划分准则,并按照结构安全等级和构建重要性不同,分别给出了不同构件承载能力评定等级的具体定量参数限值.     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

基于概率攻击图的船舶网络安全评估模型

为提升船舶网络安全性，结合概率图模型和时间指标构建一种定量的船舶网络安全评估模型，在考虑时间指标基础上，利用概率攻击图计算船舶网络被攻克概率。运用蒙特卡洛法模拟得出船舶网络被攻克概率与访问路径长度、节点被攻克概率、时长的关系。结果表明，基于概率攻击图的船舶网络安全评估模型可评估不同指标对船舶网络被攻克概率的影响。     

再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度分析

为评价再生混凝土能否满足结构抗震性能要求,提出了一种在地震作用下再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标的计算方法。将柱强剪弱弯设计的失效概率视为在不发生弯曲破坏的条件下发生剪切破坏的概率。用该方法计算了在不同的柱截面尺寸、配筋率与配箍率、剪切增强系数下的柱强剪弱弯设计可靠度指标。结果表明:在相同的设计参数下,再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标低于普通混凝土柱;截面尺寸对其影响较小;该指标随配筋率提高而增大,随配箍率和轴压比提高而降低;为达到与普通混凝土柱相同的目标可靠度指标,须提高剪切增强系数约0.05。     

近场爆炸作用下比例距离参数对抗爆间室结构可靠度的影响分析

目的 研究爆炸作用下的比例距离参数对墙板结构可靠度影响,提出基于蒙特卡洛取样的墙板结构可靠度分析方法。方法 以抗爆间室墙板结构为研究对象,采用 LS-DYNA 求解器,模拟得到不同比例距离下的结构变形云图; 计算墙板结构在爆炸冲击下的位移响应,分别为跨中最大位移与塑性位移; 考虑板件材料强度和尺寸的不确定性,以构件延性比为指标建立功能函数,计算爆炸冲击下的墙板结构可靠度。结果 当比例距离为 ■时,板结构的毁伤效应最严重,背爆面出现多条固定端裂缝、环向拉伸裂缝等。随着比例距离的增加,结构的最大位移和塑性位移逐步减小,失效概率不断降低,当比例距离为0. 9、0. 95、■时,失效概率趋近于 0 ,得到了不同比例距离下的结构失效概率与可靠指标规律。结论 比例距离是影响爆炸作用下墙板结构损伤程度的重要参数,抗爆间室的可靠度研究有助于解决抗爆间室结构设计和性能评价难题。     

基于伪门故障模型的PTM可靠度评估方法

为准确评价瞬时故障对电路可靠性的影响,通过将互连线故障建模在逻辑门的输入,建立伪门故障模型,并将之应用于基于Probability Transfer Matrix(PTM)的可靠度评估方法.在可靠度分析过程之中构建伪门并计算其PTM,从而计算出电路的PTM以及可靠度.通过对74系列电路和ISCAS85基准电路可靠度的计算验证了伪门故障模型以及基于伪门故障模型的PTM可靠度评估方法的有效性.