工程结构可靠度是指在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。结构的失效概率是指结构不能完成预定功能的概率，用Pf表示。结构可靠度分析的依据就是根据结构的极限状态计算结构的失效状态的概率。假定式所述两个随机变量的均值和标准差分别为μR、μS和σR、σS，且随机变量均服从正态分布，由此可以获取Z的概率密度函数。......
2023-09-19
桥梁可靠度分析：失效模式识别
【摘要】：桥梁结构体系主要失效模式识别方法有两个核心内容，首先是要识别结构的失效状态逐步转移；其次是形成整个结构的失效树。Thoft-Christensen［9］认为约界可以限制分支的操作，它的目的就是将失效树的主干和主枝逐个识别出来，以便组合起来进行体系可靠度的计算。董聪等［11］提出的修正β约界法是工程上较实用的一种方法。修正β约界法的基本原理是，假定由n个单元组成的结构体系中，有r1，r2，…
桥梁结构体系主要失效模式识别方法有两个核心内容，首先是要识别结构的失效状态逐步转移；其次是形成整个结构的失效树。对于简单的框架、桁架和刚架等结构，失效路径是比较简单而且是确定的，但对于实际的大型工程结构，其可能的失效路径多种多样，因此不仅要考虑到结构失效状态的转移，而且需要判断结构的失效状态下一步的转移是朝什么方向。当失效状态转移路径较多时，便出现分支现象。不可能在每个分支点都考虑所有的组合，那样的话会产生较繁多的失效路径，我们可以提前删除不太可能发展为重要失效树分枝的失效路径，减小扩散的规模。Thoft-Christensen［9］认为约界可以限制分支的操作，它的目的就是将失效树的主干和主枝逐个识别出来，以便组合起来进行体系可靠度的计算。
大跨度的桥型多采用超静定结构，因此其失效路径繁多，如何快速判断其主要失效路径成为计算体系失效模式的关键。董聪等［11］提出的修正β约界法是工程上较实用的一种方法。修正β约界法的基本原理是，假定由n个单元组成的结构体系中，有r1，r2，…，rk-1共（k-1）个单元逐个失效
表示为每个单元的失效事件，在失效历程第k阶段，定义单元rk的失效事件为
定义
为失效事件
发生的概率，并定义
定义
在失效历程第k阶段，满足
的单元rk将被选为失效单元；然后删除被选的失效单元rk，改变结构的状态，对单元rk所在节点处加虚载，进入下一个失效路径的筛选阶段。虚载的确定方法如下：对于预应力混凝土结构和钢结构等，其破坏形态为延性破坏，因此其加载大小应等于单元材料所决定的临界荷载力，在素混凝土和配筋率较低的结构中，该结构的破坏可看作是脆性破坏，因此虚载的加载为零。
实际桥梁可看作是由多个节点和单元通过适当的连接而组成的结构，每个单元的抗力与作用效应往往均不相同，因此，若只采用某个极限状态函数定义的单个失效模式可靠度分析是远远不够的，而且，单独采用JC法或MC法去分析结构体系的可靠度是不行的。桥梁体系可靠度的分析相对理论结构体系可靠度分析有些简化处理，简化为串、并联体系，选取应力等受力较为突出的关键截面的主要失效模式进行组合分析，然后用近似的数值方法进行估算。这些过程对体系可靠度的精度有影响，若能够较好地进行简化处理，则能够保证一定的精度。本节对桥梁结构体系可靠度分析的特点以及遇到的问题进行讨论，为实际连续刚构桥梁的体系可靠性分析时的模型简化处理、失效路径选取和失效概率估算提供了有利条件。
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桥梁可靠度分析：近似计算失效概率详细阅读
1979年，Ang等［12］提出了概率网络估算技术方法，用以近似估算结构体系可靠度。PNET方法在计算体系可靠度时引入的相关系数，已经提高了体系可靠度的计算精度，但是由于结构不同，其相关系数的选取也不同，若用统一的相关系数则会存在较大的误差。赵国藩［13］提出条件概率法公式近似计算结构体系可靠度的大小。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
静定桁架就属于这种结构体系，单元逻辑图如图4.2所示。因尔，从体系可靠度的角度来看，实际的桥梁应尽量避免做成静定结构，条件允许时，应做成具有适当冗余度的超静定结构。超静定结构就是具有这种特性的结构体系。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法：结构体系失效模型详细阅读
塑性铰与失效机构是工程结构构件失效的常见失效模型。塑性铰的出现影响到结构的刚度，导致结构丧失抗力，使结构成为机动结构。图4.6单跨刚架的结构失效示意图结合实际桥梁结构进行体系可靠性分析时，无需面面俱到地去分析。由n个构件组成的超静定桁架结构，可能会有种失效模式。，rp称为部分失效路径。当某一刚架结构产生能使结构系统成为机构的塑性铰组合后，就将导致结构系统丧失承载能力，进而失效。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析与应用详细阅读
BS5400规范［4］将常幅疲劳极限ΔσL定义为当循环次数N＝107时对应的容许应力幅值。BS5400规范对不同细节S-N曲线参数规定如表8.1所示。表8.1BS5400规范对疲劳细节S-N曲线参数表8.2BS5400规范的部分疲劳细节分类BS5400规范的特点是规定了常幅疲劳极限，并且基于概率水平给出了结构构造细节在5种失效概率下的S-N曲线。......
2023-09-19
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优化结果分析-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
取目标体系可靠指标β0＝2，截面及荷载变异系数均为ξ＝0.1，遗传算法优化结果如图5.7所示。图5.7遗传算法迭代过程图由图5.7所示桁架结构遗传算法优化过程可以看出，在第40次种群迭代时，适应度值已经稳定并达到收敛，表明优化过程稳定，优化结果可靠。表5.3不同方法优化结果由表5.3所示的不同体系可靠度约束优化结果可以看出，体系可靠性优化后结构的重量较常规优化方法的大。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析中的Possion假定详细阅读
定义若r＞3，则无论结构的响应是宽带过程还是窄带过程，Possion假定均能满足精度要求。下面给出考虑密集车辆占有率的Possion假定动力可靠度表达式：由式可计算出界限跨越率和考虑车辆运行状态的大跨度桥梁位移动力可靠度。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法及应用详细阅读
Rocco等［4］提出了联合SVM和MCS求解结构可靠度的方法。SVM在结构体系可靠度分析中的应用较少。为了发展工程结构体系可靠度理论与方法在桥梁安全评估中的应用，本章将建立桥梁结构体系可靠度分析的简化模型，总结现有结构体系可靠度分析方法，提出基于支持向量机的桥梁结构可靠度分析方法，最后采用两个算例分析表明支持向量机在桥梁结构体系可靠度评估中的应用。......
2023-09-19
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