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(wèn)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(shuō)，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(kāi)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(duì)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(guò)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(lèi)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(lèi)型，而是運(yùn)用概率論中的近似公式，在運(yùn)算過(guò)程中繞過(guò)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(jiǎn)單的求偏導(dǎo)數(shù)及代數(shù)運(yùn)算來(lái)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(duì)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.鳴2烏結(jié)券構(gòu)構(gòu)最件材棗料性鵝能的礎(chǔ)不定托性材料道性能舍是指闖結(jié)構(gòu)粒構(gòu)件豬的各核種物斃理力番學(xué)性帝能，慌如強(qiáng)絨度、何彈模壟、泊訴桑比罵、收蘋(píng)縮、順膨脹犯等等類(lèi)。由工于材纖料本示身的茅品質(zhì)收差異匹，導(dǎo)察致了泡材料潔的不閘定性扛。128.再2啊結(jié)壘構(gòu)構(gòu)旬件材樂(lè)料性窯能的胳不定好性需考腫慮實(shí)盒際結(jié)使構(gòu)中雜的材粱料性犯能與旨標(biāo)準(zhǔn)貌試件貌材料搬性能永的差桿別，口實(shí)際劈燕工作冤條件援與標(biāo)嫌準(zhǔn)試恥驗(yàn)條典件的那差別月。138.拿2漏結(jié)璃構(gòu)構(gòu)愿件材竟料性煮能的般不定灶性148.歸2場(chǎng)結(jié)滿(mǎn)構(gòu)構(gòu)測(cè)件材羨料性棉能的瓜不定漫性158.熱2丈結(jié)或構(gòu)構(gòu)理件材市料性議能的唉不定象性16多年球來(lái)，翁我國(guó)腔組織裝力量收對(duì)各釀種結(jié)柏構(gòu)的筍材料嶄性能浮，作盾了大途量的賞調(diào)查名統(tǒng)計(jì)載工作鑄，取硬得了范大量樓的數(shù)廢據(jù)。我國(guó)危在取政得材喇料性復(fù)能的攏統(tǒng)計(jì)插參數(shù)住工作貫上所挖作的匪巨大跨努力釘和統(tǒng)向計(jì)各榆類(lèi)作毫用一擴(kuò)樣，孤是一攝件十炮分重描要的霜基礎(chǔ)冒工作頁(yè)，意無(wú)義很啞大。--副-8.填2秤結(jié)燦構(gòu)構(gòu)孫件材周料性割能的底不定水性17【例汪8-膨1】8.培2俱結(jié)迎構(gòu)構(gòu)貝件材股料性留能的撿不定案性188.跳3后結(jié)扔構(gòu)構(gòu)謹(jǐn)件幾刮何參猜數(shù)的治不定嚴(yán)性結(jié)構(gòu)云構(gòu)件膏幾何殊參數(shù)進(jìn)，一敗般是端指構(gòu)胸件的瓣截面漲幾何鄭特征挪，如翁高度罷、寬鏟度、便面積益、面省積矩鑄等等混凝冬土的無(wú)保護(hù)場(chǎng)層厚魚(yú)度、盈箍筋叉間距糞等，逢還包昨括構(gòu)孕件的睬長(zhǎng)度帆、跨扁度、胃偏心青距等新，當(dāng)獸然也桿包括侄有這傷些幾然何參泳數(shù)構(gòu)耀成的乖函數(shù)聾。--職-19結(jié)構(gòu)慌構(gòu)件襪幾何俊參數(shù)韻的不文定性怒，主粱要是典指制尚作尺龜寸偏初差和沿安裝模誤差群等引熊起的寸結(jié)構(gòu)傷構(gòu)件銹幾何響參數(shù)梅的變盾異性化。反映澤了制吵作和喊安裝挖后的侮實(shí)際睜結(jié)構(gòu)忘構(gòu)件位與所觀設(shè)計(jì)占的標(biāo)霸準(zhǔn)結(jié)渣構(gòu)構(gòu)藏件之茂間幾玩何上生的差需異。8.冒3致結(jié)肅構(gòu)構(gòu)技件幾客何參烤數(shù)的螺不定衡性208.罵3絮結(jié)襖構(gòu)構(gòu)曬件幾握何參仿數(shù)的村不定魯性21幾何稅參數(shù)很的標(biāo)端準(zhǔn)值白aK一般鼻可采洪用設(shè)保計(jì)圖兄紙中做的設(shè)蝴計(jì)值唉。結(jié)構(gòu)重構(gòu)件哀幾何繼參數(shù)骨值

A和Va應(yīng)以星正常丈生產(chǎn)匪情況仁下的啞實(shí)測(cè)灶數(shù)據(jù)飾為基談礎(chǔ)，葵經(jīng)統(tǒng)鍋計(jì)分倡析而胳獲得隆。8.拔3仿結(jié)液構(gòu)構(gòu)須件幾纖何參坡數(shù)的肌不定售性22結(jié)構(gòu)羨構(gòu)件鳴的絕對(duì)術(shù)幾何難尺寸鐵越大，其群變異限所占?xì)w比例起就越戚小，飯即變異桿性越絕小。例壓如截醒面很顯大的反鋼筋共混凝巨土梁舒、柱氣的變能異性淺要小閑于尺書(shū)寸很雕小的棄預(yù)制逗薄板殿和鋼緊結(jié)構(gòu)嘩的變顆異性若。所軌以結(jié)禽構(gòu)構(gòu)腿件截庫(kù)面幾殼何特伐征的陪變異明對(duì)結(jié)儉構(gòu)構(gòu)焦件的北可靠示度影可響較泉大，嚇一般險(xiǎn)不可湯忽視論；而結(jié)麥構(gòu)構(gòu)慰件的滿(mǎn)長(zhǎng)度撓、跨游度等盼變異鞭的影和響則顏相對(duì)繩較小隊(duì)，有解時(shí)可趙按確戲定量作來(lái)考企慮。8.升3蓮結(jié)僅構(gòu)構(gòu)漁件幾稍何參叼數(shù)的伙不定覺(jué)性23【例介8-添2】8.序3旱結(jié)蠶構(gòu)構(gòu)繞件幾醉何參呀數(shù)的毯不定而性248.戀4滋結(jié)指構(gòu)構(gòu)亭件計(jì)辜算模曉式的賓不定艷性結(jié)構(gòu)憐構(gòu)件舅計(jì)算租模式飽的不掏定性蘿，主竹要是舞指抗浸力計(jì)洲算中串采用四的某際些基傾本假鑄定的發(fā)近似扇性和逗計(jì)算古公式春的不份精確市性等童引起脖的對(duì)宗結(jié)構(gòu)梳構(gòu)件藥抗力蔥估計(jì)椒的不話(huà)定性柔，有章時(shí)被抹稱(chēng)為雷計(jì)算乖“模型松誤差”。庫(kù)--著-25結(jié)構(gòu)辯構(gòu)件輸計(jì)算闊模式奮的不記定性肉可以躁用隨抖機(jī)變舍量KP表示禽：8.杏4引結(jié)紹構(gòu)構(gòu)棵件計(jì)京算模粱式的榮不定金性26我國(guó)焦對(duì)各至種結(jié)巾構(gòu)構(gòu)對(duì)件的塞承載筑能力瓜、變夠形、侄裂縫潑性能偷等進(jìn)簡(jiǎn)行了貧大量往研究姐，取漠得了球一大乘批數(shù)機(jī)據(jù)。例如王鋼筋的混凝披土構(gòu)僵件在忽全國(guó)突各高錦校、動(dòng)科研嘆單位紗進(jìn)行額了各榴類(lèi)構(gòu)鐵件的納各種括試驗(yàn)逝，取康得5六00汽0多限個(gè)構(gòu)梅件的竭各種討數(shù)據(jù)精，砌銀體和翠鋼結(jié)童構(gòu)也擺各做噸了幾鈴百個(gè)刃試件鳴。8.變4隙結(jié)芒構(gòu)構(gòu)恭件計(jì)斥算模熊式的扇不定辭性278.籍4姑結(jié)遙構(gòu)構(gòu)敘件計(jì)衣算模擠式的桃不定絕性【例刮8-絕3】28由于率結(jié)構(gòu)艱構(gòu)件桐抗力漁是多鮮個(gè)隨疾機(jī)變黃量的刑函數(shù)棍，如權(quán)果已厘知各鑄隨機(jī)剩變量錦的概誘率分甜布，戲理論察上說(shuō)?？梢院屯ㄟ^(guò)柿多維弱積分炕求得揉抗力姜的概刺率分拔布，踐但是晃實(shí)際辟上會(huì)江在數(shù)戶(hù)學(xué)上葉遇到理很大舒困難鉛。在實(shí)戒際工盆程中味，常喝常根己據(jù)概炎率論裝原理巷，例謎如中桂心極相限定瞇理，顛來(lái)假?zèng)龆辜喠Φ穆怕黍?qū)分布悉函數(shù)短。8.糾5.蓄2辦結(jié)妄構(gòu)構(gòu)凡件抗惜力的術(shù)分布擠類(lèi)型29如果葬Xi(i晨=1竿,2喬,…砍)是朽相互擊獨(dú)立棕的隨酒機(jī)變桶量序辱列，熄其中棄任何增一個(gè)批都不嫩占優(yōu)罷勢(shì)，足那么怕無(wú)論舌隨機(jī)謀變量略Xi服從甲怎樣緩的分郊布，碑它們綠的和腦當(dāng)n定很大輪時(shí)，火就服旦從正榮態(tài)分銷(xiāo)布；當(dāng)隨不機(jī)變乘量之抵積為夠Y=芬X1X2﹊Xn，則L佩nY眼=L覆nX1+L亡nX2++宇Ln鋸Xn,當(dāng)n色充分豪大時(shí)兔，L刊nY所近似憶服從蒼正態(tài)煎分布東，故心Y近界似服立從對(duì)衣數(shù)正蜜態(tài)分澇布。8.容5.害2繼結(jié)栗構(gòu)構(gòu)抬件抗灶力的蒼分布趣類(lèi)型30實(shí)際暑上，摸因結(jié)粗構(gòu)構(gòu)這件抗轉(zhuǎn)力一晴般由遞好幾喉個(gè)隨息機(jī)變僅量經(jīng)方四則淋運(yùn)算想而得殿，所他以其誤概率善分布穩(wěn)應(yīng)是壤偏態(tài)摸的。報(bào)但由于愿結(jié)構(gòu)途構(gòu)件機(jī)抗力鏡的近恨似模夕式多遇是Y=取X1X2﹊Xn或Y黎=醒X1X2X3+X4X5X6+

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