響應(yīng)面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《響應(yīng)面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應(yīng)用》介紹了工程結(jié)構(gòu)可靠性的發(fā)展，結(jié)構(gòu)可靠度發(fā)展及研究現(xiàn)狀，以及結(jié)構(gòu)可靠度評估常用的方法。書中所闡述的疊合橋梁結(jié)構(gòu)的體系可靠度評估方法，與傳統(tǒng)的構(gòu)件可靠度評估相比，其結(jié)果更具有合理性和可靠性，因此具有特別重要的意義。本書提出的可靠度評估常用的方法是將響應(yīng)面方法和非線性有限元分析結(jié)合起來，首先在試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上應(yīng)用通用的非線性有限元分析程序?qū)Y(jié)構(gòu)體系進(jìn)行極限分析，然后利用響應(yīng)面方法推求結(jié)構(gòu)體系承載力的響應(yīng)面，最后利用可靠度分析程序計算橋梁結(jié)構(gòu)的體系可靠度，進(jìn)而對橋梁的可靠性進(jìn)行評價。
　　《響應(yīng)面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應(yīng)用》通過對一單跨疊合橋梁和一三跨連續(xù)橋梁進(jìn)行體系可靠度的算例分析，表明響應(yīng)面方法和非線性有限元分析結(jié)合起來用于橋梁的體系可靠性評估是可行的，且該方法具有較好的工程應(yīng)用前景。
　　《響應(yīng)面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應(yīng)用》可供道路與橋梁工程及相關(guān)專業(yè)的科技人員參考，亦可作為高等院校土木工程專業(yè)本科高年級的學(xué)生和研究生的教材或教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言
第一章 緒論
1.1 概述
1.2 可靠性理論發(fā)展和研究概況
1.2.1 國外可靠性研究歷程
1.2.2 國內(nèi)可靠性研究歷程
1.2.3 國際會議和國際刊物
1.2.4 橋梁結(jié)構(gòu)可靠性研究歷程
1.3 結(jié)構(gòu)可靠度的基本概念
1.3.1 結(jié)構(gòu)可靠性與可靠度的基本概念
1.3.2 結(jié)構(gòu)可靠度與極限狀態(tài)
1.4 作用和抗力的概率模型
1.4.1 作用概率模型
1.4.2 抗力的概率模型
1.5 結(jié)構(gòu)的失效概率和可靠指標(biāo)
1.6 有限單元法的基本概念
1.6.1 有限元法基本原理
1.6.2 非線性有限元問題
1.7 本書特點(diǎn)
1.8 小結(jié)
第二章 響應(yīng)面方法及在體系可靠性評估中的應(yīng)用
2.1 概述
2.2 結(jié)構(gòu)可靠度評估的常用方法
2.2.1 一次二階矩法
2.2.2 蒙特卡羅法
2.2.3 響應(yīng)面法
2.3 非線性有限元問題的計算方法
2.4 有限單元法在橋梁工程中的應(yīng)用
2.5 順序的中心復(fù)合旋轉(zhuǎn)設(shè)計
2.6 小結(jié)
第三章 疊合橋梁結(jié)構(gòu)的建模和靈敏性分析
3.1 概述
3.2 極限承載力分析的有限元模型
3.2.1 橋梁模型
3.2.2 有限元模型
3.2.3 參數(shù)的概率特性
3.2.4 荷載模型
3.2.5 分析方法
3.2.6 參數(shù)靈敏性分析
3.3 初始分析
3.3.1 厚殼單元和薄殼單元
3.3.2 應(yīng)變強(qiáng)化值
3.4 靈敏度分析
3.4.1 材料強(qiáng)度的影響
3.4.2 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度對分析的影響
3.4.3 幾何參數(shù)的影響
3.4.4 結(jié)果與討論
3.5 小結(jié)
第四章 活荷載模型的分析
4.1 5種常見載重卡車類型
4.2 代表性載重卡車的構(gòu)形
4.3 最大載重量的外推
4.4 兩輛卡車的同時出現(xiàn)情況
4.5 小結(jié)
第五章 單跨疊合橋梁的體系可靠性研究
5.1 概述
5.2 確定性分析
5.2.1 工況l：兩輛卡車跨中異向異道行駛
5.2.2 工況2：兩輛卡車跨中同向異道行駛
5.2.3 工況3：兩輛卡車左支座同向異道行駛
5.2.4 工況4：兩輛卡車右支座同向異道行駛
5.2.5 工況5：兩輛卡車跨中同向同道行駛
5.3 體系承載力分析
……
第六章 連續(xù)疊合橋梁的體系可靠度研究
第七章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝

章節(jié)摘錄

　　隨著荷載的增加，混凝土面板不斷地開裂，然后鋼筋和鋼梁的下翼緣進(jìn)入屈服狀態(tài)，結(jié)構(gòu)即進(jìn)入很強(qiáng)的非線性狀態(tài)。由于混凝土的進(jìn)一步開裂，結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣不斷地修正，收斂變得越來越困難，此時程序很可能因為收斂問題而自動終止?！　〕醪椒治霰砻鳎诮Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)即將變?yōu)榭勺儥C(jī)構(gòu)前，都伴隨混凝土面板的開裂和一定數(shù)量鋼梁下翼緣的屈服，而且發(fā)生屈服鋼梁的位置總是位于載重卡車的下方。　　另外一個發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)增加混凝土的抗拉強(qiáng)化應(yīng)變值時，求解的收斂性會有一定程度的改善，這意味著荷載在鋼梁中的重分布能力得到了加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)變形能力和延性都得到提高，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的承載能力則得到少許的一點(diǎn)增加量，結(jié)構(gòu)臨近破壞時進(jìn)入屈服的鋼梁的數(shù)量也會增加。為了保證每次模擬仿真分析都能得到一致的結(jié)果，很有必要建立疊合橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的破壞準(zhǔn)則。在本書的研究中，假定三根相鄰工字形鋼梁的屈服作為判斷疊合橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)破壞與否的標(biāo)志，即失效準(zhǔn)則。相似的結(jié)構(gòu)失效準(zhǔn)則也曾被其他研究人員如Allen和Frangopol于1997年和1999年所采用?！　”M管得到的橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)極限承載力是建立在假定的失效準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，具有一定的保守性，而不是試驗室得到的絕對的承載能力，但是這樣至少可以使我們有機(jī)會研究結(jié)構(gòu)的抗力儲備，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布有更清楚的認(rèn)識。而且，所得到的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承載力是建立在系統(tǒng)水平而不是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件水平上。如果將此方法應(yīng)用在用彈性方法鑒定而承載力不足橋梁的可靠性高級評估（如水平5）中，由于可以利用結(jié)構(gòu)的抗力儲備，這些橋梁很可能被鑒定為安全?！　‘?dāng)然，今后還可以在結(jié)構(gòu)建模和失效準(zhǔn)則方面開展更進(jìn)一步的工作，使得分析結(jié)果更合理和準(zhǔn)確，基于此的評估結(jié)果更客觀、更有益。另外一個方面，就是在試驗領(lǐng)域的工作，如果能得到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在臨近破壞或倒塌時的更多證據(jù)，無疑會為模擬仿真分析結(jié)果提供驗證?！　榱耸疽獐B合橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的荷載-撓度關(guān)系，圖3.7 給出了跨中的荷載-撓度曲線，此時所有結(jié)構(gòu)隨機(jī)變量都為平均值水平?！　　?/pre>








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