工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)第六講

結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)

---第六講1現(xiàn)狀：結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的體系，體系抗力的統(tǒng)計(jì)分析是正在研究的問題，目前在設(shè)計(jì)中可供普遍應(yīng)用的只是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性分析。必要性：采用一次二階矩方法分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的可靠度時(shí)，必須知道結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的荷載效應(yīng)S和相應(yīng)的抗力R的概率分布及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)，它們的正確與否直接影響著可靠度分析的正確與否和精度。第8章結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計(jì)分析2結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力R是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抵抗荷載效應(yīng)的能力。廣義地說，結(jié)構(gòu)抗力應(yīng)當(dāng)包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外加作用的各種能力。---第8章結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計(jì)分析3軸向力、剪力、彎矩、扭矩等撓度、側(cè)移、轉(zhuǎn)角混凝土裂縫出現(xiàn)和開展受拉、受壓、受剪、受彎、受扭承載力剛度抗裂度結(jié)構(gòu)抗力。主要由材料性能、截面幾何參數(shù)、計(jì)算模式確定。第8章結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計(jì)分析4直接統(tǒng)計(jì)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力以確定其統(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布很困難，---8.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性5現(xiàn)在的做法：分別找到影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的各主要因素，分別對它們進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定其統(tǒng)計(jì)參數(shù)，然后通過構(gòu)件抗力與各因素之間的函數(shù)關(guān)系，運(yùn)用概率論的方法，求出抗力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布類型。8.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性6實(shí)際上：在求結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力統(tǒng)計(jì)參數(shù)時(shí)，并不求出抗力的分布類型，而是運(yùn)用概率論中的近似公式，在運(yùn)算過程中繞過了求關(guān)于自變量的隨機(jī)變量的聯(lián)合密度函數(shù)和多重積分。僅僅應(yīng)用簡單的求偏導(dǎo)數(shù)及代數(shù)運(yùn)算來直接得到近似的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。8.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性7在求結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力統(tǒng)計(jì)參數(shù)時(shí)，常常采用概率論中的以下近似公式：8.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性88.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性98.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性108.1影響結(jié)構(gòu)抗力的不定性對結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的不定性起影響的主要因素有三方面：一、結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性能的不定性；二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的不定性；三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算模式的不定性。一般認(rèn)為它們是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量。118.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性能的不定性材料性能是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各種物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、彈模、泊桑比、收縮、膨脹等等。由于材料本身的品質(zhì)差異，導(dǎo)致了材料的不定性。128.舉2反結(jié)剪構(gòu)構(gòu)西件材缸料性衫能的棄不定學(xué)性需考眠慮實(shí)厲際結(jié)粉構(gòu)中富的材弟料性提能與鋒標(biāo)準(zhǔn)適試件己材料聞性能凳的差教別，蹲實(shí)際辣工作壩條件黎與標(biāo)奶準(zhǔn)試滾驗(yàn)條尋件的志差別蔬。138.脅2漂結(jié)巷構(gòu)構(gòu)鍵件材琴料性麗能的厚不定瞞性148.項(xiàng)2嚷結(jié)禮構(gòu)構(gòu)墾件材加料性泄能的檢不定肥性158.僚2沈結(jié)懷構(gòu)構(gòu)膀件材疼料性付能的利不定魯性16多年屢來，鴿我國棟組織應(yīng)力量訂對各膀種結(jié)前構(gòu)的菜材料啊性能招，作犧了大擋量的紋調(diào)查愚統(tǒng)計(jì)般工作煤，取攝得了蛋大量主的數(shù)癥據(jù)。我國奏在取徹得材厲料性驕能的困統(tǒng)計(jì)寶參數(shù)雨工作輔上所能作的木巨大涼努力惡和統(tǒng)組計(jì)各好類作紛用一淡樣，閑是一新件十訂分重算要的持基礎(chǔ)如工作此，意峰義很穩(wěn)大。--麗-8.匆2碑結(jié)塵構(gòu)構(gòu)棄件材旱料性餃能的致不定址性17【例貸8-麗1】8.靈2貞結(jié)駱構(gòu)構(gòu)螞件材售料性爛能的拌不定待性188.滋3女結(jié)肺構(gòu)構(gòu)眨件幾回何參襲數(shù)的呼不定礙性結(jié)構(gòu)惹構(gòu)件垂幾何周參數(shù)狠，一筆般是北指構(gòu)賀件的團(tuán)截面洞幾何憲特征居，如錫高度煤、寬疑度、噸面積泡、面搖積矩躲等等混凝侮土的斬保護(hù)厭層厚零度、侮箍筋掌間距趕等，拾還包唯括構(gòu)奏件的核長度算、跨屠度、漠偏心鼻距等筑，當(dāng)嫁然也街包括亭有這向些幾葛何參堤數(shù)構(gòu)踢成的繞函數(shù)撇。--夠-19結(jié)構(gòu)耽構(gòu)件刮幾何巷參數(shù)擱的不劍定性劫，主兇要是肉指制報(bào)作尺過寸偏俊差和肚安裝堅(jiān)誤差旁等引貧起的撤結(jié)構(gòu)繞構(gòu)件奧幾何替參數(shù)僚的變敞異性算。反映知了制統(tǒng)作和澇安裝泛后的蹈實(shí)際晃結(jié)構(gòu)超構(gòu)件天與所迫設(shè)計(jì)板的標(biāo)黎準(zhǔn)結(jié)壤構(gòu)構(gòu)犧件之蓬間幾恥何上幼的差云異。8.總3付結(jié)孫構(gòu)構(gòu)饅件幾哪何參肆數(shù)的吹不定彼性208.炒3殖結(jié)梢構(gòu)構(gòu)螺件幾轟何參南數(shù)的逗不定催性21幾何材參數(shù)避的標(biāo)雪準(zhǔn)值申aK一般厚可采罰用設(shè)氏計(jì)圖見紙中差的設(shè)陷計(jì)值寸。結(jié)構(gòu)室構(gòu)件混幾何聲參數(shù)悉值A(chǔ)和Va應(yīng)以巷正常膽生產(chǎn)宏情況局下的撤實(shí)測暈數(shù)據(jù)貴為基盤礎(chǔ)，移經(jīng)統(tǒng)君計(jì)分誤析而拉獲得艇。8.拆3譽(yù)結(jié)傷構(gòu)構(gòu)旦件幾胃何參鄰數(shù)的紀(jì)不定尿性22結(jié)構(gòu)莖構(gòu)件奪的絕對額幾何承尺寸異越大，其艇變異原所占票比例開就越次小，齡即變異臨性越質(zhì)小。例測如截腎面很紛大的京鋼筋滾混凝本土梁全、柱萍的變淚異性粗要小玻于尺虹寸很械小的采預(yù)制薪薄板元和鋼補(bǔ)結(jié)構(gòu)狀的變到異性牲。所笑以結(jié)依構(gòu)構(gòu)福件截克面幾敵何特孔征的公變異漁對結(jié)檢構(gòu)構(gòu)對件的壯可靠厚度影妨響較映大，畫一般讀不可梁忽視中；而結(jié)貝構(gòu)構(gòu)逝件的叮長度膚、跨闖度等墳變異被的影帳響則憂相對剃較小轉(zhuǎn)，有像時(shí)可籍按確控定量防來考均慮。8.個(gè)3搏結(jié)坐構(gòu)構(gòu)質(zhì)件幾慨何參丘數(shù)的摩不定幕性23【例早8-嚇2】8.長3段結(jié)慕構(gòu)構(gòu)饒件幾剩何參悼數(shù)的寬不定僵性248.佳4家結(jié)錦構(gòu)構(gòu)秧件計(jì)障算模事式的碎不定馬性結(jié)構(gòu)勁構(gòu)件徒計(jì)算辦模式咳的不關(guān)定性杠，主也要是你指抗紋力計(jì)紗算中則采用交的某徹些基漢本假懇定的策近似助性和真計(jì)算暖公式覺的不霉精確主性等御引起索的對爬結(jié)構(gòu)柄構(gòu)件北抗力道估計(jì)家的不蟲定性望，有巴時(shí)被般稱為姨計(jì)算晌“模型笛誤差”。羞--揭-25結(jié)構(gòu)辭構(gòu)件圈計(jì)算民模式剖的不序定性昏可以媽用隨雕機(jī)變情量KP表示府：8.允4導(dǎo)結(jié)竭構(gòu)構(gòu)哥件計(jì)棒算模芳式的渡不定爬性26我國歡對各境種結(jié)討構(gòu)構(gòu)由件的選承載遇能力借、變光形、猶裂縫破性能粥等進(jìn)嫩行了易大量痰研究手，取坊得了剝一大換批數(shù)復(fù)據(jù)。例如相鋼筋借混凝殿土構(gòu)迎件在登全國銷各高壺校、嶼科研茫單位割進(jìn)行寇了各災(zāi)類構(gòu)言件的愿各種貫試驗(yàn)腥，取沿得5爛00曉0多夕個(gè)構(gòu)益件的涂各種褲數(shù)據(jù)匠，砌濃體和翁鋼結(jié)戒構(gòu)也舞各做帳了幾崖百個(gè)語試件借。8.延4潤結(jié)另構(gòu)構(gòu)賴件計(jì)適算模跑式的梢不定暴性278.衡4宇結(jié)蟻構(gòu)構(gòu)旗件計(jì)忘算模醒式的仍不定余性【例幫8-蚊3】28由于客結(jié)構(gòu)坑構(gòu)件壺抗力繳是多階個(gè)隨觀機(jī)變疏量的忠函數(shù)家，如勵(lì)果已辦知各動(dòng)隨機(jī)屢變量使的概尊率分鏟布，森理論轟上說天可以店通過腹多維年積分岸求得蓄抗力她的概絕率分彼布，遷但是曉實(shí)際束上會(huì)民在數(shù)擴(kuò)學(xué)上駐遇到有很大孔困難糠。在實(shí)先際工色程中哥，常腐常根透據(jù)概隔率論撓原理偷，例袍如中厭心極伯限定進(jìn)理，教來假拉定抗欲力的添概率房誠分布宮函數(shù)懂。8.陡5.吹2料結(jié)腿構(gòu)構(gòu)年件抗藏力的隨分布凳類型29如果嫂Xi(i垂=1離,2舒,…訴)是末相互淘獨(dú)立辯的隨前機(jī)變廟量序煎列，爪其中東任何潛一個(gè)鞏都不穴占優(yōu)亞勢，穗那么融無論鈴隨機(jī)哀變量須Xi服從歇怎樣奔的分繪布，肯它們幣的和合當(dāng)n顛很大冤時(shí)，晶就服何從正蒜態(tài)分呆布；當(dāng)隨綢機(jī)變隔量之佳積為層Y=環(huán)X1X2﹊Xn，則L兄nY雙=L躬nX1+L腎nX2++崖Ln酬Xn,當(dāng)n績充分板大時(shí)外，L污nY支近似躬服從覆正態(tài)把分布摩，故醒Y近朝似服營從對睬數(shù)正哭態(tài)分犬布。8.扯5.晉2幣結(jié)嚼構(gòu)構(gòu)穩(wěn)件抗帥力的熱分布不類型30實(shí)際擔(dān)上，蔥因結(jié)站構(gòu)構(gòu)或件抗研力一技般由限好幾蔽個(gè)隨悔機(jī)變此量經(jīng)紡四則翻運(yùn)算終而得祝，所舅以其床概率嗚分布溫應(yīng)是巴偏態(tài)愛的。嗽但由于攻結(jié)構(gòu)探構(gòu)件酬抗力繡的近泳似模歪式多煩是Y=鴉X1X2﹊Xn或Y腔=帳X1X2X3+X4X5X6+的函寒?dāng)?shù)形痰式，芒所以慌在實(shí)環(huán)用上儉，無爽論Xi（i郊=1多,2得,）服塊從什監(jiān)么分誕布，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