工程结构可靠性设计第六讲

结构可靠性设计

---第六讲1现状：结构是一个复杂的体系，体系抗力的统计分析是正在研究的问题，目前在设计中可供普遍应用的只是结构构件的可靠性分析。必要性：采用一次二阶矩方法分析结构构件截面的可靠度时，必须知道结构构件截面的荷载效应S和相应的抗力R的概率分布及其统计参数，它们的正确与否直接影响着可靠度分析的正确与否和精度。第8章结构抗力的统计分析2结构构件抗力R是指结构构件截面抵抗荷载效应的能力。广义地说，结构抗力应当包括结构构件承受外加作用的各种能力。---第8章结构抗力的统计分析3轴向力、剪力、弯矩、扭矩等挠度、侧移、转角混凝土裂缝出现和开展受拉、受压、受剪、受弯、受扭承载力刚度抗裂度结构抗力。主要由材料性能、截面几何参数、计算模式确定。第8章结构抗力的统计分析4直接统计各种结构构件的抗力以确定其统计参数和概率分布很困难，---8.1影响结构抗力的不定性5现在的做法：分别找到影响结构构件抗力的各主要因素，分别对它们进行统计分析，确定其统计参数，然后通过构件抗力与各因素之间的函数关系，运用概率论的方法，求出抗力的统计参数和概率分布类型。8.1影响结构抗力的不定性6实际上：在求结构构件抗力统计参数时，并不求出抗力的分布类型，而是运用概率论中的近似公式，在运算过程中绕过了求关于自变量的随机变量的联合密度函数和多重积分。仅仅应用简单的求偏导数及代数运算来直接得到近似的统计参数。8.1影响结构抗力的不定性7在求结构构件抗力统计参数时，常常采用概率论中的以下近似公式：8.1影响结构抗力的不定性88.1影响结构抗力的不定性98.1影响结构抗力的不定性108.1影响结构抗力的不定性对结构构件抗力的不定性起影响的主要因素有三方面：一、结构构件材料性能的不定性；二、结构构件几何参数的不定性；三、结构构件计算模式的不定性。一般认为它们是相互独立的随机变量。118.2结构构件材料性能的不定性材料性能是指结构构件的各种物理力学性能，如强度、弹模、泊桑比、收缩、膨胀等等。由于材料本身的品质差异，导致了材料的不定性。128.举2反结剪构构西件材缸料性衫能的弃不定学性需考眠虑实厉际结粉构中富的材弟料性提能与锋标准适试件己材料闻性能凳的差教别，蹲实际辣工作坝条件黎与标奶准试滚验条寻件的志差别蔬。138.胁2漂结巷构构键件材琴料性丽能的厚不定瞒性148.项2嚷结礼构构垦件材加料性泄能的检不定肥性158.僚2沈结怀构构膀件材疼料性付能的利不定鲁性16多年屡来，鸽我国栋组织应力量订对各膀种结前构的菜材料啊性能招，作牺了大挡量的纹调查愚统计般工作煤，取摄得了蛋大量主的数症据。我国奏在取彻得材厉料性骄能的困统计宝参数雨工作辅上所能作的木巨大凉努力恶和统组计各好类作纷用一淡样，闲是一新件十订分重算要的持基础如工作此，意峰义很稳大。--丽-8.匆2碑结尘构构弃件材旱料性饺能的致不定址性17【例贷8-丽1】8.灵2贞结骆构构蚂件材售料性烂能的拌不定待性188.滋3女结肺构构眨件几回何参袭数的呼不定碍性结构惹构件垂几何周参数狠，一笔般是北指构贺件的团截面洞几何宪特征居，如锡高度煤、宽疑度、吨面积泡、面摇积矩躲等等混凝侮土的斩保护厌层厚零度、侮箍筋掌间距赶等，拾还包唯括构奏件的核长度算、跨屠度、漠偏心鼻距等筑，当嫁然也街包括亭有这向些几葛何参堤数构踢成的绕函数撇。--够-19结构耽构件刮几何巷参数搁的不剑定性劫，主凶要是肉指制报作尺过寸偏俊差和肚安装坚误差旁等引贫起的撤结构绕构件奥几何替参数僚的变敞异性算。反映知了制统作和涝安装泛后的蹈实际晃结构超构件天与所迫设计板的标黎准结壤构构牺件之蓬间几耻何上幼的差云异。8.总3付结孙构构馒件几哪何参肆数的吹不定彼性208.炒3殖结梢构构螺件几轰何参南数的逗不定催性21几何材参数避的标雪准值申aK一般厚可采罚用设氏计图见纸中差的设陷计值寸。结构室构件混几何声参数悉值A和Va应以巷正常胆生产宏情况局下的撤实测晕数据贵为基盘础，移经统君计分误析而拉获得艇。8.拆3誉结伤构构旦件几胃何参邻数的纪不定尿性22结构茎构件夺的绝对额几何承尺寸异越大，其艇变异原所占票比例开就越次小，龄即变异临性越质小。例测如截肾面很纷大的京钢筋滚混凝本土梁全、柱萍的变泪异性粗要小玻于尺虹寸很械小的采预制薪薄板元和钢补结构状的变到异性牲。所笑以结依构构福件截克面几敌何特孔征的公变异渔对结检构构对件的壮可靠厚度影妨响较映大，画一般读不可梁忽视中；而结贝构构逝件的叮长度肤、跨闯度等坟变异被的影帐响则忧相对剃较小转，有像时可籍按确控定量防来考均虑。8.个3搏结坐构构质件几慨何参丘数的摩不定幕性23【例早8-吓2】8.长3段结慕构构饶件几剩何参悼数的宽不定僵性248.佳4家结锦构构秧件计障算模事式的碎不定马性结构劲构件徒计算办模式咳的不关定性杠，主也要是你指抗纹力计纱算中则采用交的某彻些基汉本假恳定的策近似助性和真计算暖公式觉的不霉精确主性等御引起索的对爬结构柄构件北抗力道估计家的不虫定性望，有巴时被般称为姨计算晌“模型笛误差”。羞--揭-25结构辞构件圈计算民模式剖的不序定性昏可以妈用随雕机变情量KP表示府：8.允4导结竭构构哥件计棒算模芳式的渡不定爬性26我国欢对各境种结讨构构由件的选承载遇能力借、变光形、犹裂缝破性能粥等进嫩行了易大量痰研究手，取坊得了剥一大换批数复据。例如相钢筋借混凝殿土构迎件在登全国销各高壶校、屿科研茫单位割进行寇了各灾类构言件的愿各种贯试验腥，取沿得5烂00晓0多夕个构益件的涂各种裤数据匠，砌浓体和翁钢结戒构也舞各做帐了几崖百个语试件借。8.延4润结另构构赖件计适算模跑式的梢不定暴性278.衡4宇结蚁构构旗件计忘算模醒式的仍不定余性【例帮8-蚊3】28由于客结构坑构件壶抗力缴是多阶个随观机变疏量的忠函数家，如励果已办知各动随机屡变量使的概尊率分铲布，森理论轰上说天可以店通过腹多维年积分岸求得蓄抗力她的概绝率分彼布，迁但是晓实际束上会民在数扩学上驻遇到有很大孔困难糠。在实先际工色程中哥，常腐常根透据概隔率论挠原理偷，例袍如中厌心极伯限定进理，教来假拉定抗欲力的添概率房诚分布宫函数懂。8.陡5.吹2料结腿构构年件抗藏力的随分布凳类型29如果嫂Xi(i垂=1离,2舒,…诉)是末相互淘独立辩的随前机变庙量序煎列，爪其中东任何潜一个巩都不穴占优亚势，穗那么融无论铃随机哀变量须Xi服从歇怎样奔的分绘布，肯它们币的和合当n颠很大冤时，晶就服何从正蒜态分呆布；当随绸机变隔量之佳积为层Y=环X1X2﹊Xn，则L兄nY双=L躬nX1+L肾nX2++崖Ln酬Xn,当n绩充分板大时外，L污nY支近似躬服从覆正态把分布摩，故醒Y近朝似服营从对睬数正哭态分犬布。8.扯5.晋2币结嚼构构稳件抗帅力的热分布不类型30实际担上，葱因结站构构或件抗研力一技般由限好几蔽个随悔机变此量经纺四则翻运算终而得祝，所舅以其床概率呜分布温应是巴偏态爱的。嗽但由于攻结构探构件酬抗力绣的近泳似模歪式多烦是Y=鸦X1X2﹊Xn或Y腔=帐X1X2X3+X4X5X6+的函寒数形痰式，芒所以慌在实环用上俭，无爽论Xi（i郊=1多,2得,）服块从什监么分诞布，巩均可岗假定忠抗力东近似怪服从起对数婆正态定分布困。8.