工程結構設計可靠度理論

2022-03-15 02:08:55 字數 858 閱讀 8672

摘要:本文簡單評述了工程結構設計理論的發展,總結了結構可靠度理論的國內外研究現狀;詳細敘述並分析了可靠度理論的各種適用方法,指出了我國結構設計可靠度理論的不足及發展方向。

關鍵詞:結構設計可靠度理論

1工程結構設計理論的發展

工程結構設計的基本目的,是在結構的可靠性與經濟性之間,選擇一種最佳平衡力求以最經濟的途徑,使結構在預定的使用期(設計工作期)內完成預定的各種功能。自2023年伽利略奠定現代建築力學以來,工程結構設計方法經歷了容許應力設計法、破損階段設計法、極限狀態設計法。目前應用於國內外實際工程設計都是以近似概率法為基礎,規定了工程結構可靠度設計的基本原則和方法。

2結構可靠度分析方法

從研究的物件來說可分為點可靠度計算方法和體系可靠度計算方法。由於可靠度研究本身的複雜性,目前對結構體系可靠度的研究還很不成熟,仍處於探索階段。而結構點可靠度的計算方法已較成熟。

主要有:一次二階矩法、高次高階矩法、蒙特卡羅法、響應面法、帕羅黑莫法及隨機有限元法等。

2.1 一次二階矩法

一次二階矩法是近似計算可靠度指標最簡單的方法,只需考慮隨機變數的前一階矩(均值)和二階矩(標準差)和功能函式泰勒級數展開式的常數項和一次項,並以隨機變數相對獨立為前提,在笛卡爾空間內建立求解可靠指標的公式。因其計算簡便,大多情況下計算精度又能滿足工程要求,已被工程界廣泛接受。基於一次二階矩的分析方法主要有四種(中心點法、驗算點法、對映變換法、實用分析法)。

2.2 二次二階矩法

當結構的功能函式在驗算點附近的非線性化程度較高時,一次二階矩法的計算精度就不能滿足一些特別重要結構的要求了。近年來,一些學者把數學逼近中的拉普拉斯漸進法用於可靠度研究中,取得了較好的效果。因該法用到了非線性功能函式的二階偏導數項,故應歸屬於二次二階矩法。

2.3 二次四階矩法

工程結構可靠度理論作業

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