框架结构体系可靠度计算

本文以结构可靠度理论分析为基础,先找出框架结构各随机失效机构中失效概率较大的主要失效机构,并考虑各随机失效机构间的相关性对框架体系可靠度的影响,以各主要失效机构的失效概率组成串联模型,求出框架体系的失效概率和可靠指标,其精度可以满足工程设计的要求。     

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。     

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖可靠度分析

讨论钢筋混凝土双向板肋梁楼盖可靠度分析，以塑性理论为基础确定双向板及其支承梁的主要失效机构，采用一肌界限法和概率网络估算计算法该结构体系的可靠度，根据可靠度计算结果，提出了几点建议。     

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖可靠度分析

本文提出的钢筋混凝土双向板肋梁楼盖可靠度分析，是以塑性理论为基础确定双向板及其支承梁的主要失效机构，采用一般界限法和概率网络估算技术法计算该结构体系可靠度．根据可靠度计算结果，文中提出有关设计钢筋混凝土双向板的几点建议     

不同极限状态下弦支筒壳结构的力学性能和可靠性能

提出一种预应力空间结构体系——弦支筒壳.采用基于响应面函数的蒙特卡罗法,运用APDL语言编制相应的计算程序;研究了弦支筒壳的稳定性及其整体屈曲失效模式下的可靠性;分析了矢跨比、垂跨比、撑杆数目和预应力作用等对结构承载力和变形失效模式下可靠性的影响,给出了基于结构可靠性的上述参数的合理取值.分析结果表明:弦支筒壳的屈曲特征值、非线性屈曲临界荷载值和整体稳定性的可靠度指标均比单层筒壳大幅度提高;矢跨比和垂跨比对结构可靠度的影响较大,而撑杆数目对其影响较小;预应力值的改变对结构承载力失效和变形失效的影响较大,而对整体屈曲失效的影响较小.     

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.     

基于贝叶斯网络的MEMS安全系统可靠性分析

随着MEMS技术的不断发展,对于引信中MEMS安全系统的可靠性提出了更高要求.为了解决目前MEMS安全可靠性分析中存在着各机构可靠度数据不全面,主要依赖于大量实验或专家经验的现状,对MEMS安全系统的失效状况进行分析,构建了MEMS安全系统的故障树,并计算了各重点机构的可靠度功能函数.以此为基础,提出了一种将故障树与贝叶斯网络进行转化的可靠性分析方法.同时针对各失效机理进行了概率重要度和结构重要度计算,从可靠性重要度角度提出了MEMS安全系统设计中的重点优化机构,并进行了计算实例分析.借助于MEMS加工工艺,实现了MEMS安全系统的加工,通过可靠性测试实验,证明了本方法计算的快速准确性.      

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。     

结构系统强度和刚度耦合的可靠性分析

基于计算结构力学概念,提出框架结构强度和刚度耦合的可靠性分析方法,解决了极限状态函数和内力的连续生成问题.将该方法与分枝定界法相结合对系统加以分析,计算了结构的总体失效概率.文中方法实现了变更结构的连续可靠性分析,简化了繁琐的总刚运算,为结构退化为机构提供了新判据,加快了系统失效模式的搜索速度,提高了结构系统可靠性分析的时效.     

基于模糊随机变量的机械零件广义可靠性设计

机械零件的强度和所受外载具有模糊、随机不确定性 .对于可靠性设计一般只考虑模糊性、随机性或者两者共时存在的情形 ,没有考虑模糊性、随机性相互融合的情形 .本文根据模糊随机规划理论、机械零件可靠性设计原理 ,提出了机械零件模糊随机广义可靠性的概念 ,把机械零件的可靠度和失效概率表示成条件概率 ,建立了模糊随机可靠性设计的一般模型 ,传统的随机变量可靠性设计以及模糊可靠性设计模型都是该模型的特例 .模糊随机可靠度计算模型可以在考虑设计人员的经验的情况下降低零件的失效概率 ,该模型不需要强度或应力的隶属函数转化为安全事件的隶属函数 .给出设计计算的公式 ,并对计算结果进行了对比分析与讨论     

曳引机主传动机构的可靠性稳健设计

考虑曳引机主传动机构——蜗杆副中的各种不确定因素,根据其失效形式建立了可靠性分析模型;对蜗杆副进行了可靠性分析及可靠性灵敏度分析,确定了随机变量对可靠度的影响程度.针对获得的可靠性结果,对蜗杆副实施优化设计,使机构得到了改善,并获得了合适的可靠性指标;将可靠性灵敏度引入优化模型,使得可靠性稳健设计归结为满足可靠度要求的多目标优化问题.通过实际算例验证了该方法的实用性与有效性.     

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.     

考虑收缩徐变的施工期砼结构可靠度分析

为了研究施工期混凝土收缩徐变对结构构件的影响,采用ANSYS软件模拟分析了施工期混凝土构件的收缩值和徐变值,得到了施工阶段的结构弯矩图;结合可靠度分析方法研究收缩徐变对施工期混凝土框架结构的失效概率的影响。研究结果表明:考虑收缩徐变的施工期混凝土框架结构梁失效概率偏大;收缩徐变对柱端弯矩和梁跨中弯矩影响有利;第2层结构拆模时梁失效概率最大,此阶段梁应进行重点安全控制。     

钢筋砼框架结构的可靠性优化设计研究

提出了一种融结构可靠性分析与结构优化设计于一体的钢筋砼框架结构的可靠性优化设计方法。利用优化技术对传统的概率网络估算技术（PNET）进行改进,通过考虑代表机构之间的相关性,使寻找代表机构和计算结构体系失效概率的方法得到了简化。在分部优化策略的基础上,导出了钢筋砼梁、柱结构可靠性的约束公式,建立了钢筋砼框架结构基于可靠性优化设计的。设计计算结果表明,这种方法实现了结构设计的安全性和经济性的平衡,不仅适用于钢筋砼框架结构,而且还可用于其他钢筋砼结构。     

随机变量的分布类型对可靠度指标及失效概率的影响研究

在工程结构可靠性设计中,同一个功能函数由于其随机变量的分布类型的不同,所求得的可靠度指标值往往也会不同.为了进一步研究随机变量的分布类型对可靠度指标和失效概率的具体影响,首先简要地介绍了验算点法(JC法)的基本原理,然后利用验算点法(JC法)对相关实例的可靠度指标值和失效概率进行了计算,并重点对随机变量在不同分布类型的条件下所得出的可靠度指标值和失效概率值进行比较,结论为,当可靠度指标或失效概率在一定范围内时,可以不考虑随机变量的实际分布,而采用任何合理且方便计算的分布类型,可使得计算过程大为简化,同时又能满足工程上的精度要求.     

浅谈边失效可靠性研究的主要内容及进展

无论对于点失效、边失效还是点边混合失效网络模型,精确计算任意网络的可靠度都是NP-hard问题;随着现代网络规模的不断扩大,快速精确地计算可靠度是一个摆在我们面前的现实难题.因此,部分研究者关注于网络可靠度上下界的确定问题.采用相对简单的计算方法,通过网络可靠度上下界值评估网络可靠性,以此对网络可靠性分析和可靠性综合提供有价值的参考依据.针对网络可靠性分析和综合的研究十分活跃,内容也十分丰富,主要包括边失效情况下网络可靠性的分析与设计,点失效情况下网络可靠性的分析与设计和点边混合失效情况下网络可靠性的分析与设计,主要针对网络在规定的条件下和规定的时间内的生存能力和网络在规定的条件下和规定的时间内完成规定任务的能力.     

框架结构的基于位移概率统计的可靠性分析

基于结构位移概率与统计的分析方法,对框架结构在遭遇可能的地震动作用下的的可靠性进行了分析研究。选取层间位移角作为钢筋混凝土框架结构抗震性能评估的整体指标,通过统计分析钢筋混凝土框架结构在不同地震动作用下的层间最大弹塑性位移角,得出结构层间最大弹塑性位移角的分布类型,建立结构可靠度的近似分析方法,计算出结构的可靠度。在选取多个地震动对一RC框架结构进行弹塑性时程分析后,计算得到结构的整体可靠度,显示该结构是基本安全的。计算结果表明,结构层间最大弹塑性位移角呈正态分布类型,继而得出了结构整体可靠度的近似评估方法,且能大致确定结构薄弱层所处的位置。     

动作可靠性分析评价方法

机构动作失效形式多,各失效之间存在相关性,同时,基于数值计算法很难进行系统动作可靠性的分析计算.为解决这一问题,利用动作可靠性仿真数据获得各失效参数之间的相关系数,并给出了联合密度法、界限法和条件概率法求解系统可靠度的公式,进行了机构动作可靠性的综合评价.所提方法较之独立假设条件下的系统可靠度计算结果,更接近实际.     

受损钢框架结构可靠性分析方法研究

通过修正钢结构节点弯矩-转角关系,建立了相应的力学分析模型.利用受损结构的残余变形与承载力之间的关系,构建了受损钢框架结构可靠性分析的目标功能函数;并结合有限步长迭代法和概率网络估计法(PENT法),提出了受损钢框架结构可靠度计算方法.通过对一榀平面钢框架结构的静力试验研究,获取结构在受损前后的形变参数和极限承载力,采用本文所提出的方法对该结构进行了受损前后的可靠性分析.结果表明:结构体系损伤前后理论承载力与试验承载力吻合良好,提出的受损钢框架结构可靠性分析方法可用于工程实践中损伤钢框架结构的可靠性分析以及极限承载力计算.     

基于综合分析法的大跨径斜拉桥可靠性分析

鉴于目前复杂桥梁结构可靠性分析方法的局限性,提出一种新的可靠性综合分析方法。在随机有限元法的基础上,结合了几种常用可靠度计算方法的优点,能较方便得出复杂结构极限状态方程的概率分布及数值特征,进而求得相应的结构可靠度指标及失效概率,可为复杂桥梁结构的可靠性分析提供新的思路。以某大跨径斜拉桥为研究对象,采用ANSYS程序建立随机有限元模型,将结构材料特性、荷载及材料强度等参数模拟成随机变量,采用综合分析法对大桥进行可靠性分析。研究结果表明:在承载能力极限状态下,大桥斜拉索最低可靠度指标为5.89,桥塔的可靠度指标为6.37,主梁最低可靠度指标为5.29,均高于规范容许值4.7,相应最大失效概率为1.01×10-8。正常使用极限状态下,大桥跨中挠度可靠度指标高达3.43,也高于容许值,失效概率仅为3.02×10-4。表明大桥在两种极限状态下均具有较高的可靠性。