4.1某地區年最大風壓實測值見教材表3-3。
(1)用k-s檢驗法對年最大風壓分布進行假設檢驗,證明該地區年最大風壓可用極值i型來擬合,並寫出相應的分布函式;
(2)試求該地區設計基準期t=50年的最大風壓的統計特徵(統計引數和分布函式)。
解:(1)列出年最大風壓實測值表,見表1。
表1 某地年最大標準風壓(kgf/m2)實測值(25年)
(2)對荷載進行統計分析,依據該地區25年實測最大風壓力繪製計統計頻率分布直方圖,為偏態,所以初步判斷年最大風壓力服從極值i型分布,試用極值i型分布擬合。已知極值i型分布函式
(3)引數估計
子樣平均數: =
子樣標準差:
在,,未知情況下,分別用上述估計值=19.93、=8.62來近似代替,計算未知引數的估計值。
於是可以得到該地區年最大風壓可以用來擬合。
(4)假設檢驗
假設h0:該地區年最大風壓服從極值i型分布,即其分布函式為
其中,。
2)將x的經驗分布函式(統計量)與假設的x的分布函式進行比較,使用統計量,其中,來度量抽得的子樣與要檢驗的假設之間的差異,數量大就表示差異大。
為便於計算的觀測值,列表計算。見表2。
表2 子樣檢驗差異表
表中 從表2可見: 0.1272
3)給顯著水平,求出臨界值。當n足夠大時,我們可以認為的分布近似於。給定,臨界值即滿足
查教材附表ⅲ =1.36
=0.645<=1.36,
故接受h0,即認為該地區年最大風壓服從極值i型分布,其分布函式為:
, (5)求該地區設計基準期t=50年,最大風壓的統計特徵值。
不考慮風向時:
由此得到:,
考慮風向時:
==由此得到:, 。
4.2 求鋼筋混凝土軸心受壓構件的抗力統計引數。
已知 c30混凝土,,
20mnsi鋼筋,,
截面尺寸,,,
配筋率=0.015,穩定係數,抗力表示式
鋼筋截面積:,
計算模式:,
解:計算公式為:,統計引數為:
=1.4117.5300500+1.143400.0151300500
=4573350 n
令 =0.0248
得:1.35
=0.165
4.3 已知極限狀態方程z=g(r,s)=r-s=0, =100, =50, 0.12, 0.15,試求下列情況下。
(1)r、s均服從正態分佈;
(2)r服從對數正態分佈,s服從極值i型分布。
解:(1)當r、s均服從正態分佈時:
=100, =50, 0.12, 0.15
=12,=7.5
得 =3.53
(2)r服從對數正態分佈,s服從極值i型分布時:
1)由於r服從對數正態分佈,首先對抗力r進行當量正態化:
令的初值為其平均值,
==100(1+4.59802153-4.60517019)
=99.285
=100=11.95713
2)s服從極值i型分布,對荷載s當量化:
令的初始值為其平均值
==5.848
=50-0.5775.848=46.6257
(50-46.6257)=0.57701
==0.054765
====7.17140
==50-0.1777.1714=48.73066
以的統計引數、代替r的統計引數、;並以的統計引數、代替、,計算得可靠度為
==3.626
4.4 已知極限狀態方程r-g-l=0
r——抗力,對數正態分佈,, 0.1
g——恆載,正態分佈,, 0.07
l——活載,極值i型,, 0.288
設及2,目標可靠度指標=3.5,試求相應的設計分項係數。
解:(1) =0.113, =0.0742, =0.2016
=3.5,1-=0.9997674
(2) 極限狀態方程為g=r-g-l=0,,,
(3) r為對數正態分佈: =0.00995
=2.9820
g為正態分佈:
l為極值ⅰ型分布:
(4)=0.0852
=0.0742
(5) 當時
=0.03498
由 =3.5=
得 ==-0.87
得1.13-3.50.87230.08521.13=0.836
=1.06+3.50.44230.0742=1.175
=0.7+3.50.20850.3498=0.9553
因此,當時
=1.18
=0.96
=1.20
(6) 當時
=0.6996
由 =3.5=
得==-0.46
得 =1.13-3.50.45600.08521.13=0.976
=1.06+3.50.0938660.0742=1.084
=0.7+3.50.885020.3498=1.78353
因此,當時
=1.18
=1.02
4.5 已知極限狀態方程,設計表示式為
,,且目標可靠度=3.7
,, (正態分佈)
,, (極值ⅰ型分布)
對數正態分佈)
試求及。
解:服從正態分佈:
, 服從極值ⅰ型分布:
, 服從對數正態分佈:
, 極限狀態方程為:
假定初值
, 利用以下公式進行迭代:
對活荷載sq當量正態化:
, 經過6次迭代,精度為,得
則由將代入得由,可得則
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