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。     

基于概率密度演化理论的锈蚀钢梁时变可靠度分析

为了得到锈蚀钢梁时变可靠度,对9组试件分别开展了加速腐蚀试验和单调拉伸试验.测得了锈蚀深度三维坐标数据和锈蚀钢材名义屈服强度,统计分析了锈蚀深度和名义屈服强度概率模型.建立了锈蚀钢梁功能函数,结合概率密度演化理论得到了锈蚀钢梁时变失效概率和可靠指标,并与蒙特卡洛方法(MCS)计算结果进行了对比.结果表明:钢板表面锈蚀深度和名义屈服强度服从正态分布;随着腐蚀时间增加,锈蚀深度均值和标准差不断增大;随着失重率增加,名义屈服强度均值不断减小而标准差不断增大;概率密度演化方法与MCS计算结果较接近,说明本文提出的方法的有效性;锈蚀深度和强度的随机性对锈蚀钢梁可靠度影响较大.     

退化结构时变可靠度分析

退化结构的检修问题都涉及时变结构可靠度的计算.对退化结构的时变可靠度,抗力必须表为随机过程.该文考虑退化结构功能函数随机过程,并考虑活载为连续随机过程、 Poisson过程以及Bernoulli过程,由之导出一个时段内的时变可靠度公式.以混凝土碳化引起的主筋锈蚀的公路桥T型梁为例,计算了这3种活载过程下的时变可靠度.算例表明,对相同的初始抗力,退化结构在设计使用年限的时变可靠度明显低于目标时不变可靠度.用作用和抗力的均值和方差在t时刻的瞬时值代入Cornell可靠度指标而计算的"时变可靠度指标"不反映可靠度.     

基于时变可靠度的梁桥性能退化研究

通过分析混凝土结构耐久性退化原理,得到钢筋和混凝土材料性能的时变过程,进一步建立抗力与荷载的随机过程.通过将设计基准期等分成N段,求得每段内的可靠度,根据可靠度的概率意义得到时变可靠指标.比较了JC法与蒙特卡罗抽样法的计算精度,结果表明可以用JC法代替蒙特卡罗法计算时变可靠度指标.研究了混凝土保护层厚度和荷载变化对时变可靠指标的影响.     

荷载随机过程相关性对结构时变可靠度的影响

荷载随机过程具有明显的相关性,但在现有研究中被假设为独立无相关的过程,这会导致分析结果不准确。该文基于Monte Carlo数值模拟的方法讨论了荷载过程相关性对结构时变可靠度的影响。模拟中,荷载事件的随机性通过Poisson过程进行描述,其大小服从正态分布;荷载相关性在时间域上的变化用指数衰减模型描述。为了克服荷载相关性模拟的困难,该文给出了简化的荷载过程模拟方法。该方法仅涉及简单的代数运算,应用简便,结果准确。研究发现:若不考虑荷载过程相关性,会低估结构的可靠度;并且,荷载过程相关性越大,低估的效果越明显。     

老桥动力可靠度试验研究

目前老桥动力可靠度研究的相关资料较少.基于此,在实际车辆分布模式观测的基础上,结合参数分析,采用自编程序求解了基于首超机制的益阳百洋桥的动力可靠度问题.研究结果表明:在现有荷载模式下,老桥的动力可靠度偏低,需要加固与维修处理.该研究方法和结论可为后续的研究提供参考.     

钢筋混凝土桥梁构件的时变可靠度分析

桥梁蜕化降低了桥梁的抗力 ,增加其不定性 ,降低了桥梁的可靠度。该文根据混凝土中氯离子扩散及其引起的钢筋锈蚀的机理 ,建立了钢筋混凝土构件的蜕化模型 ,并运用 Monte Carlo方法计算了锈蚀钢筋混凝土构件在和平稳二项活荷载过程和随机恒荷载联合作用下的时变失效概率。结果表明 :活荷载变异系数影响最大 ,活荷载变化次数其次 ,活荷载的出现概率也有一定影响。恒荷载变异系数和抗力初始值的变异系数的影响很小。     

桥梁结构时变可靠度分析计算过程研究

现今桥梁结构可靠度的计算的方法有很多,但是大多数都只是关于桥梁结构时不变可靠度的,所谓的时变可靠度的计算,是针对结构抗力在基准期内是否发生变化的一种称谓。一旦涉及抗力的衰减,桥梁结构的可靠度的计算分析过程就更加复杂起来了,令很多初学者难以理清思路,因此本文介绍了桥梁结构时变可靠度的计算分析过程,以供参考。     

考虑不确定性因素的时变可靠度计算方法

针对机械设备在使用过程中受到的时变不确定性因素(如荷载、环境及材料自身等因素)影响,建立了基于随机微分方程的时变可靠性预测模型,提出了考虑不确定性因素的时变可靠度计算方法.该方法考虑了机械零件强度和工作应力的演化过程,能够计算出机械零件在任意时刻的可靠度,解决了用概率设计方法设计的机械零件仅知道其设计可靠度而不知道零件在使用期间任意时刻可靠度的问题,可以对复杂不确定性因素作用下的设备进行时变可靠性评估,进而对使用期的可靠性指标变化趋势进行预测,为设备的维修和维护提供参考.     

恶劣环境下结构可靠度的一种分析法

给出了抗力随时间变化时结构可靠度分析的最小抗力法，并与现行规范的方法和等效抗力法进行比较，分析了3种方法各自的特点.结果表明，结构最小抗力点可以作为结构可靠度分析的一个关键点.通过具体算例说明，最小抗力法计算简便、概念直观，并且形式上能够与现有的结构可靠度分析方法相协调.     

基于时变可靠度的RC梁正截面承载力可靠性评估

简要论述了时变可靠度的计算方法,选用其中的直接积分法,在一些合理假定基础上得出了时变可靠度计算的实用公式．利用该公式,以实际工程为背景,对一无设计依据的钢筋混凝土梁的正截面承载力可靠度进行了评估,最后对用直接积分法和实用公式两种计算方法的结果进行了对比分析研究．     

基于风险分析的防洪研究

考虑到只要是以现今的资源去换取未来的期货,失败的风险总是不可避免的,而传统水库设计程序仅考虑抵御或防止相当设计标准的洪水,依据现代防洪的理念,基于风险分析的规划设计防洪减灾体系程序,全面考虑所有可能发生的事件引发的灾害后果,既包括低于设计标准的常遇事件,也包括超标标准的稀遇事件。     

时变结构响应与时变动力可靠性分析的FPK法

用ＦＰＫ法研究时变结构的动力响应及时变动力可靠性理论，并对时变抗震结构提出了基于ＦＰＫ法的时变动力可靠度计算公式。     

基于长期监测数据的桥梁局部时变可靠度分析

本研究提出了一个基于长期监测数据的桥梁局部时变可靠度分析方法。首先,对原始监测应变数据进行预处理,滤掉电磁干扰导致的异常数据;然后,考虑到季度温度效应对监测应变数据统计特征的影响,基于年温度监测数据,采用聚类分析法,对桥梁局部位置的监测数据进行统计时间段划分,实现了统计时间段内荷载效应数据对应统计特征的提取;进而,结合结构抗力经时变化模型,对桥梁结构考虑抗力衰减的抗力时变概率分布进行分析;最后,对在役桥梁局部监测点位置进行了全期局部时变可靠度分析。通过实桥数据分析,验证了所提方法的合理性和有效性,为桥梁结构局部时变可靠度分析提供了理论基础和应用方法。     

洪水风险分析的簇生过程模型

对较小的洪水作风险分析时，由流量过程线截取得到的点过程现实呈现成丛性。为了适应这一特点，试图利用族生点过程模型进行洪水风险分析，在本中选用了Neyman-Scott过程模型，并把它用于长江宜晶水站1963－1984年的（阈值Qb＝45000m^3/s)较小洪水风险分析。     

机械零件动态可靠性模型及失效率研究

分析了传统可靠性模型的特点,指出传统的可靠性模型并不能很好地反映零件可靠度和失效率随载荷作用次数或时间变化的规律.采用泊松随机过程描述随机载荷的作用过程,综合运用应力-强度干涉模型、泊松随机过程以及概率微分方程建立了强度随时间退化时的零件动态可靠性模型.以强度退化服从指数规律为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律.研究表明,零件的可靠度随时间逐渐降低;失效率曲线具有"浴盆"曲线的全部特征.     

混凝土高坝泄洪可靠度研究

本文提出了混凝土高坝泄洪风险的计算模式,系统地分析了影响泄洪风险的不确定性及其随机变量,用JC法计算了国内一些混凝土高坝的泄洪风险,还对泄洪目标风险值进行了讨论.计算结果表明,我国混凝土高坝承担的泄洪风险大约为1O~5数量级,这与国外的研究结果是一致的.本文计算结果和分析方法可供我国高混凝土坝安全检查和工程设计时参考.     

提高水库汛限水位的防洪风险分析

为了提高水库的水资源利用率,探讨水库提高汛限水位的可能性,根据东武仕水库1951—2000年入库洪水的统计特征,采用一阶自回归模型对入库洪水进行了模拟,并考虑了泄洪能力的不确定性及不同典型洪水过程和历史特大洪水等因素对东武仕水库汛限水位进行调整分析.研究结果表明,东武仕水库的汛限水位在目前102 m的基础上,可以进行适当的提高,但最多不要超过104 m,而此时库水位超过其设计洪水位106.68 m的风险不超过1.9600/;超过校核洪水位110.70 m的风险为0.0300/,并可增加蓄水约2×107m3,占设计兴利库容的13.800/,增加的经济效益较为可观.     

基于HHM-RFRM-EOC模型的洪水风险定量评估与结构化表达

洪水灾害是世界上最严重的自然灾害之一,对洪水风险分析是减轻灾害损失和影响的重要途径。现有洪水分析方法缺少体系化流程,导致洪水应急时间紧迫、信息匮乏。为此本文提出一种基于分层全息建模（hierarchical holographic modeling,HHM）与风险过滤、评级与管理（risk filtering,ranking and management framework , RFRM）和要素-对象-结果模型（element-object-consequence,EOC）的暴雨洪水灾害风险识别、筛选与表达方法。首先,构建暴雨洪水人力、设备、环境、应急管理、信息五个方面风险辨识框架,确定出暴雨洪水系统初始风险要素。其次,基于RFRM方法理论将初始要素情景按照约束条件过滤,形成主要风险情景。之后,结合贝叶斯定理对暴雨洪水灾害进行定性和定量化评级,筛选暴雨洪水灾害的高危风险情景。最后,将暴雨洪水高危风险情景基于EOC风险概念模型参数化,并采用Protégé软件结构化表达。研究结果可以为暴雨洪水灾害应急决策提供辅助支持,为优化暴雨洪水灾害抢险救灾和防灾体系建设提供科学依据。