变异系数估计法在既有结构可靠性研究中的应用

《变异系数估计法在既有结构可靠性研究中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、变异系数估计法在既有结构可靠性研究中的应用摘要变异系数是衡量测定值重现性的重要指标，描述测量结果的偏差程度。变异系数在保险理论、可靠性以及医院统计等方面有广泛应用。本文介绍了有关变异系数的相关概念，构造了一种含变异系数的抽样分布，通过对该抽样分布的研究将为变异系数的区间估计和小样本检验提供理论依据。房地产业是我国国民经济的支柱产业之一，任何房屋都不是完美无缺的，通常都或多或少存在一定欠缺或不完备之处，只不过要经过一定时期的使用后会表现的较为明显而已。建筑不能无限期使用，因此可以把房屋比拟成人。就像人需要定期体检一样，房屋在使用一定年限后也需要进行定期检测鉴定，以便适当处理，确保安全、正常使

2、用。特别是汶川地震后，国家对旧房的鉴定十分重视。所以，研究既有结构的可靠性有重要的应用价值。变异系数是衡量产品质量可靠性的一个常用的统计量，描述测量结果的偏差程度，既有结构可靠性指标又是变异系数的倒数，因此研究变异系数的性质以及分布变得十分重要。既有结构可靠度是变异系数的倒数，因此首先对变异系数的性质与分布进行研究，建立一个含变异系数的h分布，研究h分布的一系列性质和图像，利用MATLAB编程求变异系数的上侧分位数，并将变异系数上侧分位数绘制成表，为工程中既有结构可靠性评定提供方便，对变异系数做区间估计，从而达到对既有结构可靠性的鉴定，并将其结果应用于既有结构可靠性评价的实际案例。关键词：

3、变异系数抽样分布分布密度第一章第一节既有结构可靠性鉴定的基本方法，简单的结构体系预定要完成的功能一般比较明确，能否完成也有比较明确的界限，可用可靠度来度量—17—；而比较复杂的体系，尽管可以用体系的失效概率评价其可靠性，但由于系统的功能与各子系统（或结构的构件与部件）的功能关系复杂等原因，用简单的体系可靠度来表述是困难的。因此，复杂工程结构可靠性评估比构件或简单的结构要复杂得多，尤其是涉及到基于可靠度的系统可靠性评估问题。工程人员更关心结构整体的可靠性和工程结构系统整体的可靠性问题，因此，服役结构可靠性理论应用研究的目标之一是建立定性分析与定量计算结合的工程结构可靠性鉴定理论，为工程维修加

4、固等决策提供重要的理论依据。国内外关于服役结构的鉴定方法可以归纳为三类，即经验法、实用法和概率法。经验法是初始研究阶段的方法，如有的研究基于可靠性的经典定义，根据直接构件贡献值及失效概率，用功能指标法来实现结构体系的分级评价，并考虑到了构件对功能的不同影响。不过，其中的功能指标基本上是基于经验而非理论计算，严格来说属于经验法；基于现有的鉴定标准对建筑结构可靠性的评价等。在传统经验法的基础上，利用现代检测手段和计算工具获得结构的各种技术参数，由此而评定结构（及系统）可靠性方法属于实用法。其中，模糊综合评估方法广泛地应用于服役工程结构（旧有结构）的可靠性评估和鉴定中，但早期研究并未直接与工程结

5、构的构建或系统可靠度联系起来，如改进的三级模糊综合评判法。近年来，则利用随机和模糊动态可靠度理论，建立比较严格的评估理论体系，还利用最小二乘法准则提出了一个加权平均型、多目标多人对现役建筑结构性能评价的方法。基于可靠度理论的概率评估法，是对影响结构可靠性的各种不确定因素，运用概率论与统计学原理而进行的定量分析方法。应该说，这种概率法更接近实际情况，而且与当前结构设计标准相协调（相当于水准，及近似概率法）。这一方法可以考虑安全水平要求安全等级联系起来，将构件计算的实效概率与安全等级联系起来，是定量计算与定性分析结合。这些研究是目前的重点研究方向，但其检测复杂而且应用的范围也更广泛。如对旧有供

6、水管网的可靠性评估；对现有桥梁及水库工程基于危险性评估的原理及方法的研究；利用神经网络方法评估已有桥梁系统的性能；基于可靠性的海岸工程结构系统危险性评估，以及结合计算的可靠度队就有钢桥的评估等。第二节既有结构可靠性理论1.2.1结构的极限状态结构或结构构件的性能是以迹象状态为基准进行衡量的；结构或构件的极限状态是将结构或构件的性能从可靠与不可靠状态区分的界限状态。考虑各种极限状态，对每种极限状态的基本变量分别加以确定，这些基本变脸应该能够描述下列因素：作用环境影响，材料性能，几何参数。对于每种极限状态，应当建立相应的分析模型，包括描述结构性能的力学模型以及描述环境对材料性能影响的物理或化学

7、模型。随机向量表示影响结构或构件性能的基本随机变量，以功能函数的形式定义结构所处的工作状态，则结构或结构构件的工作状态为：—17—当时，表明结构或结构构件处于可靠状态；当时，表明结构或结构构件处于极限状态；当时，表明结构或结构构件处于失效状态。如果以表示结构的抗力，表示结构的荷载效应，极限状态表示为，结构或结构构件的极限状态，可根据其实际状况以及经验和使用需要等有专家论证给定。我国的《工程结构可靠度设计统一标准》将结构的