结构可靠性考试试题

共1页第1页合肥工业大学土木匠程学院研究生考试一试题考试科目:工程构造靠谱性剖析回答以下问题（任选五题，每题16分；第10题必答，20分）构造靠谱性的详细指标有哪些2．工程评估方法研究中常用的几种数学方法3．描述构造设计专家系统的基本构成与简单框图。4．随机变量有哪几种常有的散布函数5．工程构造动力靠谱性研究还有哪些进一步的问题6．作用于构造上的荷载怎样进行分类和统计剖析7．常用的构造系统靠谱度的剖析模型有哪三类8．构造设计理论水平1与水平2之间有哪些差别9．简介用于母体参数预计的三个常用方法，并对其结果进行比较。10．描述工程构造资料性能的质量要求。1．构造靠谱性的指标有哪些构造靠谱性是构造的强度，稳固即所谓安全性，构造的合用性，构造的持久性的总称。构造的安全性是指（1）构造能承受在正常施工和正常使用时，可能出现的各样作用。（2）构造在有时事件发生时及发生后，还能保持必需的整体稳固性；构造的合用性是指在正常使用时，拥有优秀的工作性能；构造的持久性是指在正常维修和保护下，拥有优秀的持久性能。详细到已进入适用阶段的近似概率模式有无效概率Pf和靠谱指标β。2．试比较定值设计方法和概率设计方法的不一样和特色。定值设计法将相关参数当作是不变的定值，并主要在经验的基础上确立设计安全因数，因为采用的荷载和资料强度设计取值的原则不一样，安全因数其实不可以从定量上胸怀构造的靠谱度。概率设计法是将作用荷载和抗力都当作是随即变量，并用无效概率或靠谱指标来胸怀构造的靠谱程度。这类方法以认可构造有无效的可能性为前提，从抗力大于荷载的概率出发进行靠谱度设计的，而不是用一个抽象的安全因数。它比定值法更能揭露构造无效的成因，在观点上更简单为人们所接受。构造绝对安全部是不行能的，这样的设计目的也不用要。构造设计的主要目的是在可接受的概率水平上保证构造在规定设计使用期知足预期的用途。3．随机变量有哪几种常有的散布函数（1）二项式散布；X在n次试验中，事件A出现k次的概率为：P(X=k)=Cnkpkqn-k(n!pkqn-k)/k!(n-k)!（2）均匀散布1xx2x1fxx2x10其余（3）普阿松散布limkPXkCnkpkqnkeknk!（4）正态散布；密度函数为x21x2x2fxex2（5）极值散布fxexuexu（6）皮尔逊曲线族；将dyxdy积分dxa0a1xa2x2（7）对数正态散布；密度函数为fy1yuy2expy2eyy22（8）2散布1xfx1x0x2e22224．工程构造动力靠谱性研究还有哪些进一步的问题1）工程构造的动力靠谱性剖析，应综合考虑各样要素，如与抗震构造相关的地震危险性剖析中的诸要素，以及构造使用年限，使用条件及其随机变化，各样随机荷载的发生概率及其组合，结构的刚度，质量，强度等的随机性。2）多自由度及无穷自由度非线形系统的靠谱性，当前多采纳等效线形化或数值模拟法求解，此后应进一步展开分析解及半分析解的研究。3）疲惫靠谱性及低周频频荷载作用下的靠谱性问题。4）因剩余微观变形的累积超出必定限度，致使构造发生损坏的问题。5）非构造构件的抗震靠谱性。6）鉴于动力靠谱性剖析的适用设计方法。7）模糊动力靠谱性。8）联合大批震害，风灾及试验，进一步研究损坏准则及损坏界线。9）按地域统计地震动参数及风荷载的概率散布。10）鉴于动力靠谱性的优化设计以及计算机协助设计和专家系统的研究。5．作用于构造上的荷载怎样进行分类和统计剖析作用于构造上的荷载有三种分类方法：（1）准时间变异分类（2）按空间地点的变异分类（3）按构造反响分类。借助于统计数学研究荷载，当前常用两种概率模型。关于与时间参数没关的永远荷载，一般采用随机变量概率模型；关于与时间参数相关的可变荷载，一般采纳随机过程概率模型。当前国内外常用安稳二次随机过程，将可变荷载的样本函数模型化为等时段的矩形波函数其基本假设为：（1）荷载一次连续施加于构造上的时段长度为τ，而在设计基准期T内可分为r个相等的时段，即r=T/τ;2）在每一时段τ上，可变荷载出现的概率为p，不出现的概率为q=1-p3）在每一时段τ上，可变荷载出现时，其幅值是非负的随机变量，且在不一样的时段上其概率散布函数FQi(x)同样，这类概率散布称为随意时点荷载概率散布；（4）不一样时段τ上的幅值随机变量是互相独立的，而且在时段内能否出现荷载，也是互相独立的。为安全计，一般是取荷载在设计基准期内的最大随机变量，即QT0tT=maxQ(t)依据安稳二项随机过程的等时段矩形波模型，并利用全概率定理和二项定理可导出QT的概率分布：FQTQim(x)=P{Q(t)x,t?τ}=[F(x)]6．常用的构造系统靠谱度的剖析模型有哪三种常用的模型大概可概括为以下三种：1）串连系统——由几个单调构件构成的构造系统，此中任何一根构件损坏，将致使整个构造系统损坏，这类系统称为串连系统，亦称为最弱联杆系统。2）并联系统——由几个单调构件构成的构造系统，此中一个构件损坏，将不致使整个系统破坏，这类系统称为并联系统。3）混联系统——实质的超静定构造往常有多种损坏型式，每一种损坏型式可模型化为一个并联系统，而多种并联系统还可组合成一个串连系统，这就构成混联系统。7．构造设计理论水平1和水平2之间有哪些差别水平1分别在荷载效应和构造抗力的基本变量的设计取值上考虑了概率原则，而设计安全系数则主假如依据经验确立的。这类方法称为半概率法。水平2将极限状态函数中相关荷载效应和构造抗力的基本变量均视为随机变量，并考虑了二者的联合散布，以此成立与构造无效概率有内在联系的安全指标，作为权衡构造安全度的尺度。这样的方法本是一种严格的概率方法，但因在剖析中忽视或简化了基本变量随时间变化的关系，在办理极限状态方程和非正态随机变量时采纳了近似的线形化方法，以及因为统计数据不够充分，进而确定基本变量的散布种类时有相当的近似性等，所以这类方法往常称之为近似概率法。8．有一圆形截面钢杆，已知资料的折服极限R的均值mR=29N/cm2，标准差σR2；＝cm圆杆直径d的均值md＝，标准差σd当钢杆承受轴向拉力＝±18kN时，试确立其=.F靠谱指标及无效概率。2取极限状态方程Z=d2R－F4用中心点法mZ＝md2mR－F422Z2＝mdmRd＋4md2mRR2mZ4m2mRF＝dβ＝22Zmmdm2m2dR4dRR当F＝18kN时，将mR2，σR2，md＝，标准差σd=29N/cm＝cm=代入，得β＝Pf＝Φ（-β）=当F＝－18kN时，将mR=29N/cm2，σR＝cm2，md＝，标准差σd=代入，得β＝Pf＝Φ（-β）=9．简介用于母体参数预计的三个常用方法，并对其结果进行比较。用于母体参数预计的三个常用方法为矩法，次序惯量法，最大似然预计法。（1）矩法。用子样均匀值和方差分别预计母体的均匀值和方差u?u?X1,X2,Xn1nXXini11n22?2X1,X2,,XnS2?niXiX1或?21nXS221i12）次序惯量法。子样中位数;Xm定义为子样X1,X2,???,Xn的函数；关于子样的一个实现将它按大小序次摆列，取居中的一个数为子样中位数Xm的察看值，记作Xm1Xk1若n2k12XkXk1若n2k子样极差R定义为子样X12n将它按大小序次摆列，取最大值,X,???,X的函数，对子样的一个实现，与最小值之差为R的察看值，并记作RmaxX1,X2,,XnminX1,X2,,Xn当母体为连续且其概率密度函数为对称的状况，常用子样中位数来预计母体均值用极差来预计母体标准差用R来预计σ不如用S来预计靠谱，当n越大，靠谱性越差。（3）最大似然预计法母体的密度函数f(x,θ)为已知，对如子样X1,X2,???,Xn的一个实现的联合密度函数，记作nLLX1,X2,,Xn;fxi,i1称之为似然函数。若存在的一个值使得似然函数L(x1,x2,???,xn;θ)在θ=时，则称是的一个最大似然预计值。可令Lx1,x2,,xn;max求得一个值10．描述工程构造资料性能的质量要求。在工程靠谱度设计中，资料性能的主要指标是资料的强度，依据大批的实测资料统计剖析表示，资料强度的概率散布能够以为听从正态散布或对数正态散布。资料性能的质量，可用其散布的均匀值uf和标准差σf（或异变系数Vf=σf/uf）来表示；也能够用规定的性能特色标准值fK及低于该值的偏低率PK来描述。关于正态散布能够获得uf=f