大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度

前言

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)可靠性，在用結(jié)構(gòu)需要可靠性評(píng)估。結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，因此結(jié)構(gòu)可靠度分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及評(píng)估的一個(gè)重要問題。結(jié)構(gòu)可靠度分析的理論及方法是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的，至今國內(nèi)外已做了許多研究，獲得了許多成果，并在設(shè)計(jì)規(guī)范中得到了應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)可靠度理論中，基于構(gòu)件層次的結(jié)構(gòu)可靠度理論獲得了重要進(jìn)展，已基本上成熟；考慮了荷載的不確定性及結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的不確定性，但目前還存在許多問題，需要深入研究，例如：①缺乏設(shè)計(jì)變量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；②在結(jié)構(gòu)可靠度理論中，考慮荷載及構(gòu)件抗力的不確定性是與結(jié)構(gòu)分析分開進(jìn)行的；③結(jié)構(gòu)體系的可靠度分析目前是一個(gè)相當(dāng)困難的問題；④直接考慮非線性效應(yīng)的結(jié)構(gòu)可靠度理論尚未建立；⑤直接考慮結(jié)構(gòu)體系不確定性的可靠度理論遠(yuǎn)未完善，離使用階段很遠(yuǎn)；⑥結(jié)構(gòu)體系可靠度理論尚難解決大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度的分析問題；⑦目前國內(nèi)外還沒有工程結(jié)構(gòu)可靠度的精細(xì)化分析方法；⑧在用結(jié)構(gòu)可靠性分析與評(píng)估亟待深入研究。由上述可知，結(jié)構(gòu)可靠度理論與方法的研究目前面臨一個(gè)嚴(yán)重的困境。發(fā)展工程結(jié)構(gòu)可靠度的精細(xì)化分析方法及新理論新方法，是解決當(dāng)前工程結(jié)構(gòu)可靠度理論困境的出路。　　目前，國內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)體系可靠度分析有兩大途徑：①失效模式法，也稱失效機(jī)構(gòu)法；②結(jié)構(gòu)整體極限承載能力法，可稱結(jié)構(gòu)整塑性限荷載法。目前主要采用失效模式法，因此，結(jié)構(gòu)體系可靠度分析存在兩大難點(diǎn)：①尋找失效模式；②計(jì)算失效概率。國內(nèi)外很多學(xué)者在這方面做過不少研究，提出了多種計(jì)算方法。這些方法對(duì)結(jié)構(gòu)體系可靠度分析、研究及發(fā)展有很大貢獻(xiàn)。但失效模式法還存在很多問題，需要深入研究。例如：①結(jié)構(gòu)體系有很多失效模式，但很難確定全部失效模式，而且可能漏掉失效模式，對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系即使確定主要失效模式也很難；②各失效模式之間有相關(guān)性，如果考慮這些相關(guān)性的影響，則計(jì)算非常復(fù)雜；③不能考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響，會(huì)過高估計(jì)可靠度，影響結(jié)構(gòu)可靠性。為了克服失效模式法存在的問題，國內(nèi)外有的學(xué)者提出從結(jié)構(gòu)整體極限承載能力出發(fā)來分析結(jié)構(gòu)體系可靠度。本書作者在這方面做過許多研究，獲得一些新成果，創(chuàng)立了大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的新方法。

內(nèi)容概要

本書主要介紹大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的新理論、新方法，內(nèi)容包括基本概念、結(jié)構(gòu)分析的QR法、結(jié)構(gòu)非線性分析的QR法、結(jié)構(gòu)塑性極限荷載分析的新方法、結(jié)構(gòu)可靠度分析的新方法、結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的新方法、結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析的新方法、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)可靠度分析的新方法及其應(yīng)用度。    本書可供土木、水利及建筑工程專業(yè)的科技人員和高校相關(guān)專業(yè)的師生、研究生、博士生、博士后等參考。

書籍目錄

前言第1章  基本概念  1.1  結(jié)構(gòu)的功能要求  1.2  結(jié)構(gòu)功能函數(shù)  1.3  結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)  1.4  結(jié)構(gòu)可靠度  1.5  結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)  1.6  求可靠度指標(biāo)β的方法  1.7  結(jié)構(gòu)不確定性可靠度  1.8  結(jié)構(gòu)體系可靠度    1.8.1  結(jié)構(gòu)體系可靠度分析模型    1.8.2  靜定結(jié)構(gòu)體系可靠度    1.8.3  超靜定結(jié)構(gòu)體系可靠度  1.9  結(jié)構(gòu)可靠度理論研究的方向    1.9.1  目前結(jié)構(gòu)可靠度研究的主要問題    1.9.2  結(jié)構(gòu)可靠度理論研究的發(fā)展方向  1.10  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系  1.11  附錄    1.11.1  概率的基本概念    1.11.2  隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)量    1.11.3  可靠指標(biāo)的幾何意義    1.11.4  計(jì)算可靠指標(biāo)口的常用公式    1.11.5  求雅可比矩陣  參考文獻(xiàn)第2章  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析的QR法　2.1　計(jì)算原理　　2.2　高層構(gòu)架結(jié)構(gòu)分析的QR法　2.3　剪力墻結(jié)構(gòu)分析的QR法　2.4　框－剪結(jié)構(gòu)分析QR法　2.5　筒體結(jié)構(gòu)分析的QR法　2.6　高層建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系分析的QR法　2.7　計(jì)算例題　2.8　附錄　參考文獻(xiàn)第3章  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)非線性分析的QR法　3.1　彈塑性本構(gòu)關(guān)系　　3.2　結(jié)構(gòu)彈塑性分析的QR法　……第4章  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)極限承載能力分析的新方法第5章  結(jié)構(gòu)不確定性分析的新方法第6章  結(jié)構(gòu)可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)-QR法第7章  結(jié)構(gòu)體系可靠度與塑性極限荷載的關(guān)系第8章  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的新方法第9章  結(jié)構(gòu)隨機(jī)模糊可靠度分析的新方法第10章  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析的新方法第11章  高層結(jié)構(gòu)抗風(fēng)可靠度分析的新方法第12章  大跨度橋梁結(jié)構(gòu)可靠度分析的新方法

章節(jié)摘錄

　　第1章　基本概念　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)可靠性，結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。因此，結(jié)構(gòu)可靠度分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題。目前，國內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度的研究已做了許多工作，獲得了不少成果。在結(jié)構(gòu)可靠度理論中，基于構(gòu)件層次的結(jié)構(gòu)可靠度理論獲得了重要進(jìn)展，基本上成熟，考慮了荷載的不確定性及結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的不確定性，但還存在許多問題，需要深入研究。例如：①缺乏設(shè)計(jì)變量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；②在結(jié)構(gòu)可靠度理論中，考慮荷載及構(gòu)件抗力的不確定性是與結(jié)構(gòu)分析分開進(jìn)行的；③結(jié)構(gòu)體系的可靠度分析目前是一個(gè)相當(dāng)困難的問題；④直接考慮非線性效應(yīng)的結(jié)構(gòu)可靠度理論尚未建立；⑤直接考慮結(jié)構(gòu)體系不確定性的可靠度理論遠(yuǎn)未完善，離使用階段很遠(yuǎn)；⑥結(jié)構(gòu)體系可靠度理論尚難解決大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析問題；⑦目前國內(nèi)外沒有工程結(jié)構(gòu)可靠度的精細(xì)化分析方法。由上述可知，結(jié)構(gòu)可靠度理論與方法的研究目前面臨一個(gè)嚴(yán)重的困境。發(fā)展工程結(jié)構(gòu)可靠度的精細(xì)化分析方法，是解決當(dāng)前工程結(jié)構(gòu)可靠度理論困境的出路。本章主要介紹結(jié)構(gòu)可靠度基本概念?！　?.1　結(jié)構(gòu)的功能要求　　各種工程結(jié)構(gòu)必須滿足下列功能要求：　　1）正常施工和使用時(shí)，結(jié)構(gòu)能承受可能出現(xiàn)的各種作用?！　?）在正常使用時(shí)，結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能?！　?）在正常維護(hù)下，結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性?！　?）在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)能夠保持必須的整體穩(wěn)定性。

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