結(jié)構(gòu)可靠性理論基礎(chǔ)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1結(jié)構(gòu)可靠性理論基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可靠性理論基礎(chǔ)2012212(,)0( , )0nZg XXXZg R SRS失效概率：可靠概率：)0()0(SRPZPpf)0()0(SRPZPpsfP( )ZfzZ0Z 0Z sP第1頁/共22頁20123000,fRr sPP ZP RSfr s drds RRSRS0RSS失效區(qū)域可靠區(qū)域第2頁/共22頁20124( )( )( )( )sfRSRSrsPfrfs drdsfr drfs ds( )RfrPDF, s r( )Sf s( )( )( )( )fRSSRrrsPfrfs drdsfs dsfr drfp第3頁/共22頁20125第4頁/共22

2、頁20126ZRS(,)RRRN(,)SSSNZRS22ZRS211( )exp22ZZZZzfz()z 第5頁/共22頁20127fP020(0)( )11exp22fZZZZPP Zfz dzzdzZZzuZdzdu21exp()22ZZZfZuPdu 則結(jié)構(gòu)的失效概率 為令 則有 可得：ZZfP 令 則有稱 為可靠指標(biāo)。 第6頁/共22頁2012822RSZZRS 11sfPP fP fP 可靠指標(biāo)的計(jì)算公式： format short e beta = 1.0:0.5:5.0; Pf = normcdf( -beta,0,1) n=1:9 Pf = 10.(-n); beta = -n

3、orminv(Pf)Matlab程序：第7頁/共22頁20129設(shè)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為其中l(wèi)nR、lnS服從正態(tài)分布，即功能函數(shù)Z亦服從正態(tài)分布，且有：lnlnZRSlnln(,)RRRLNlnln(,)SSSLNlnln22lnlnRSZZRSlnlnZRS22lnlnZRS第8頁/共22頁20121022221ln1ln11SRSRRSln2ln1RRR2lnln(1)RRln2ln1SSS2lnln(1)SS0.3R0.3S22lnlnRSRS功能函數(shù)數(shù)學(xué)形式不同，由康奈爾定義所得可靠指標(biāo)不同！第9頁/共22頁201211R失效區(qū)域可靠區(qū)域SRSRUSUoo*P0Z 第10頁/共22頁2012

4、12標(biāo)。1X2Xoabc第11頁/共22頁201213Ditlevsen定義是Cornel定義的逆序！()wGf X dX111()(1()(1)ff X dXf X dXp ZZ第12頁/共22頁201214RSK相應(yīng)的設(shè)計(jì)表達(dá)式為RSK存在的問題：安全系數(shù)K依靠經(jīng)驗(yàn)或工程判斷方法取值，帶有人為因素； K只與R、S均值的比值有關(guān)，不能反映結(jié)構(gòu)實(shí)際失效情況?？沽的均值（mean value）荷載效應(yīng)S的均值第13頁/共22頁201215( )f, s r( )Sfs( )Rfr1S2S2R1R( )Sfs( )Rfr, s r( )f12ffpp顯然有也可以得到：111RSK222RSK12

5、KK下圖說明失效概率不僅與R、S的均值有關(guān)，還與R、S的離散程度有關(guān)。安全系數(shù)K不能反映R、S離散程度的影響。第14頁/共22頁2012162222222222211RRSSZZRSSSRSRRSSKK 由Cornel可靠指標(biāo)的定義說明可靠指標(biāo)不僅反映了R、S均值對失效概率的影響，還可以反映R、S離散程度對失效概率的影響。第15頁/共22頁201217RRGGQQ 現(xiàn)行的設(shè)計(jì)原則并不采用單一安全系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式，一般采用分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：RGQ抗力R的分項(xiàng)系數(shù)；永久荷載分項(xiàng)系數(shù)；可變荷載分項(xiàng)系數(shù)。分項(xiàng)系數(shù)利用分離函數(shù)得到，并將分項(xiàng)系數(shù)與可靠指標(biāo)聯(lián)系起來，使基于可靠度的設(shè)計(jì)實(shí)用化。第1

6、6頁/共22頁2012182122211211XXXXXXV引入分離函數(shù)1，設(shè)X1、X2為任意的兩個(gè)變量，令：林德指出當(dāng)1/3V13，可近似取1=0.75，因而有：221211212()0.75()XXXXXX 220.75 ()RSRSRS 由Cornel可靠指標(biāo)的定義可得第17頁/共22頁201219(10.75)(10.75)RRSSRRSS 整理可得即其中1 0.751 0.75RRSS 此即林德0.75線性分離的一次分離，還可以進(jìn)行二次分離。自行完成林德0.75線性分離的二次分離。第18頁/共22頁20122022jiiijijXXXXXXX 設(shè)Xi、Xj為任意的兩個(gè)變量，令：i， j稱為分離函數(shù)，是小于1的數(shù)，從而有：222222ijijiijjijXXXXXXXX 2211121ninniiiiniiiiXXXX類似地，可以推廣到n個(gè)變量的情況第19頁/共22頁201221結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度是以正常設(shè)計(jì)、正常施工及正常使用為前提，因此可靠度除與荷載及材料性能取值、結(jié)構(gòu)計(jì)算準(zhǔn)確性有關(guān)外，還與工程質(zhì)量控制有關(guān)。一般采用質(zhì)量方程表示：(,)0ffkqf,kfff可靠指標(biāo)，表示設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量水平的要求