第06章 结构体系可靠度计算ppt课件.ppt

《第06章 结构体系可靠度计算ppt课件.ppt》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、结构体系可靠度计算第六章目录6.1结构体系可靠度的概念6.2静定与超静定结构体系的可靠度6.3结构体系中功能函数的相关性6.4结构体系可靠度的常用计算方法6.5杆件及杆系结构可靠度计算实例6.6重力坝、挡土墙可靠度计算实例6.1结构体系可靠度的概念设某结构体系含有k个失效模式，对应于不同的失效模式，其功能函数可分别表示如下：(6–1)若用Ej表示第j个失效模式出现这一事件，则有：(6–2)Ej的逆事件为与第j个失效模式相应的安全事件，即：(6–3)于是结构体系安全这一事件可表示为：(6–4)结构体系失效事件可表示为：(6–5)结构体系可靠度的概念式(6–

2、5)表明，结构体系失效包含一个或多个失效模式出现。设体系具有三个失效模式，在标准正态变量空间内，对应的极限状态方程为则上述事件可由图6–1所示。以两个变量为例，具体说明如下：结构体系可靠度的概念结构体系可靠度的概念理论上，结构体系的可靠度可通过下式计算：(6–6)结构体系的失效概率为：(6–7)结构体系可靠度的概念由式(6–6)或(6–7)可见，求解结构体系的可靠度需要计算多重积分。对于大多数工程实际问题而言，不但各随机变量的联合概率密度函数难以得到，而且计算这一多重积分也非易事。所以，对于一般结构体系，并不直接利用上式计算其可靠度，而是采用近似方法求解

3、。返回目录结构体系可靠度的概念6.2静定与超静定结构体系的可靠度构件的破坏性质分为延性和脆性两种。延性破坏是指构件失效后，还能继续承受屈服荷载；脆性破坏则是指构件失效后，不能再承受任何荷载。1.结构体系可靠度分析的模型对于任何一种复杂的结构体系，当已知其中每个构件的可靠度，需要计算整个体系的可靠度时，可简化为各种分析模型，用以表述体系可靠度与各个构件可靠度之间的关系。常用的分析模型大致可归纳为三种：即串联体系、并联体系和混联体系。静定与超静定结构体系的可靠度(1)串联体系如果结构体系是由若干个构件组成的，其中任何一个构件失效便导致整个体系失效，这种体系称

4、为串联体系，也称为最弱链环体系，其图形表示见图6–2。串联体系的典型例子是如图6–3所示的静定桁架，只要结构中任一杆件破坏，必将导致整个结构破坏。静定与超静定结构体系的可靠度静定与超静定结构体系的可靠度图6–3桁架结构静定与超静定结构体系的可靠度(2)并联体系如果结构体系中某一构件的失效并不总是导致整个体系的失效，结构体系的失效需要有多于一个的构件失效，这种体系称为并联体系，其图形表示见图6–4。并联体系的典型例子是超静定结构，如果一个构件失效，其它构件仍能继续承受荷载重分配后的最大荷载；只有当并联体系中所有的构件都失效时，该结构体系才会失效。静定与超静

5、定结构体系的可靠度静定与超静定结构体系的可靠度(3)混联体系实际的超静定结构通常有多个破坏模式，每一个破坏模式可简化为一个并联体系，而多个破坏模式又可简化为串联体系，这就构成了混联体系，如图6–5所示。对于图6–6a所示的超静定桁架，假定只有斜杆1,2,3,4,5,6可能破坏，则该桁架结构可以抽象为图6–6b所示的混联体系。静定与超静定结构体系的可靠度静定与超静定结构体系的可靠度静定与超静定结构体系的可靠度2.静定结构体系的可靠度静定结构体系中，任何一个构件的失效都将导致整个体系的失效，结构体系失效这一事件的概率应等于各个构件失效事件和的概率，用公式表示

6、为：(6–8)结构体系可靠度的计算公式为：(6–9)静定与超静定结构体系的可靠度如果事件E1，E2，···Ek是互不相容的，式(6–8)可简化为：(6–10)式(6–9)可表示为：(6–11)静定与超静定结构体系的可靠度如果事件E1，E2，…，Ek是统计独立的，则上式成为：(6–12)式中Pri为构件i的可靠度。可见，静定结构体系的可靠度与组成该体系的各构件的可靠度直接相关。因此，要计算静定结构体系的可靠度，需首先计算各构件的可靠度。静定与超静定结构体系的可靠度3.超静定结构体系的可靠度超静定结构体系中某个或某些构件的失效未必导致整个体系的失效。需要讨论

7、结构体系各种可能的失效（破坏）模式问题。机构是指具有一个自由度或瞬变的体系。当承载结构由于某些构件或约束失效而变成机构时，该结构体系失效，由此可得到结构的失效模式。静定与超静定结构体系的可靠度设结构体系可能形成的机构（即失效模式）有k种，每种机构对应的失效事件为Ei，则结构体系的失效概率Pf即为各机构失效事件和的概率，可由上述(6–8)式或(6–10)式计算。考虑与失效模式i对应的失效事件Ei，相应的功能函数为Zi，利用虚功原理，可得Zi的一般表达式为：(6–13)静定与超静定结构体系的可靠度式中：Rj为第j截面的抗力；Sm为作用在第i机构的第m个荷载；

8、aij和bim分别为第i机构与Rj和Sm相对应的抗力和荷载效应系数；h为塑性铰数