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基于有限元法的水工结构可靠度分析

水工结构工程设计中存在着大量的不确定性,对于大型复杂结构的可靠度分析,极限状态函数一般都是随机变量的高度非线性的隐式函数,而且结构分析本身就是一个非常复杂的过程。目前我们可以借助功能十分强大的通用结构有限元分析软件实现结构分析,但这些分析软件在结构可靠度分析方面或多或少的有些缺陷,因此在现有软件的基础上增加可靠度计算的功能,是非常有必要的。基于此目的以通用有限元计算软件ANSYS为基础结合结构可靠度计算分析理论编制了结构可靠度分析程序。本文介绍了可靠度分析常用的可靠度计算理论一次二阶矩法、响应面法和两点近似拟合失效曲面法;并对ANSYS二次开发途径作了介绍;提出在处理复杂结构体系的可靠度时,可综合考虑结构的体系效应,以结构在随机变量作用下的响应,如最大应力、弯矩、剪力、位移等,其中的一个或几个或全部超过允许的响应(应力、弯矩、剪力、位移)作为极限状态函数,从而模糊结构内部的失效模式,起到简化结构可靠度计算的作用。应用上述理论和方  (本文共50页) 本文目录 | 阅读全文>>

《山东工业技术》2017年19期
山东工业技术

浅谈结构可靠度分析的理论基础

0前言在正常使用极限状态下,结构或构件无需进行大修即可完成预定工作性能所需的时间称之为设计使用年限。用于抵抗外力的工程结构,随时间、环境的影响不断变化,其组成构件的材料性能等也会随之变化。设计使用年限通常受结构的形式、结构的使用环境及其重要性等因素决定的。我国《工程结构可靠性设计统一标准》[2]、国际标准《结构可靠度总则》[3]和欧洲规范《结构设计基础》[4]所规定的结构设计使用年限是有差异的。1结构可靠度的基本概念规定的条件是指根据规范及标准对结构在规划设计、建造使用过程中相应的规定。工程结构的设计单位及人员需具有相应设计资质,并根据设计规范标准进行设计;工程结构的施工单位及人员亦需要相应的资质及实际工程经验,并严格按照规范或标准建造;工程结构的使用及维护需符合规范或标准的相关规定。如果工程结构无法按照上述条件进行,那么也将不能确保结构具有其应有的可靠性。预定的功能是指结构在规定的设计使用年限内,能够满足可靠性中三个方面的要求...  (本文共1页) 阅读全文>>

《内蒙古水利》2010年04期
内蒙古水利

非常洪水时溢洪道结构可靠度分析

1基本概念设X为结构系统的承载能力或抗力,Y为结果系统所承受的荷载,则可靠度是指:在规定的时间内、规定的条件下,系统的抗力能够抵抗住系统所作用的概率。即PS=P(XY)(1)风险率是指在规定的时间内、规定的条件下,系统荷载超过系统抗力的概率。即Pf=P(XY)(2)在实际的工程结构中,抗力X和荷载Y均为随机变量,则功能函数M=X-Y也为随机变量。结构安全可靠的基本条件是:M≥0或X≥Y。因此,结构的可靠性即可以用PS度量,从概率的观点来看,只要结构的XY概率小到可以接受的程度,就可以认为结构可靠。比值称为可靠度指标,也称安全指标。不管服从什么分布,都有:Pf=1-Φ(β)=1-Ps(3)2 JC法设非正态变量xi的分布函数为Fxi(xi),概率密度为fxi(xi),Φ为标准正态分布函数,xi的等效正态分布函数为N(μDxNi,σNxi),根据在xi*点(最有可能失败点)处,分布函数值相等的条件,可得:Φ(xi*-μxiNσx*i...  (本文共2页) 阅读全文>>

《广东土木与建筑》2008年04期
广东土木与建筑

ANSYS在结构可靠度分析中的应用

1引言可靠度分析技术可以用来评估模型中的不确定因素对有限元分析结果的影响程度,所谓不确定因素或随机因素是指那些在特定的时间点(随时间变化)或时间位置(随空间变化)无法给出准确值的因素,它们是随时间或空间变化的,如环境温度等。在可靠度分析中,这些不确定因素是通过统计分布函数来进行描述的[1]。在传统的确定性分析中,随机因素的影响或者被忽略或者通过使用比较保守的假定来考虑,而使用保守的假定就意味着设计中将不涉及那些不确定的随机量。通常保守的假定表现为引入安全系数,这种意义不明确的安全系数有时会导致不经济的设计,而使用概率方法可以在保证构件安全的基础上,避免出现这种情况。2ANSYS结构可靠度分析采用ANSYS进行结构可靠度分析可解决下列问题:根据模型中输入参数的不确定性计算待求结果变量的不确定程度;确定由于输入参数的不确定性导致的结构失效概率值;已知容许失效概率确定结构行为的容许范围如最大变形、最大应力等;判断对输入结果和失效概率影...  (本文共2页) 阅读全文>>

《建筑结构学报》1980年50期
建筑结构学报

考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析

一、概述按照我国《建筑结构设计统一标准》(GBJ68—84)[1][2]的定义,结构可靠性包括三个方面的内容,即安全性、适用性和耐久性。安全性反映了结构设计中对安全的要求,适用性反映了结构设计中对结构正常使用方面的要求,耐久性反映了结构设计中对结构抵抗自然环境和使用环境作用(非荷载作用)能力的要求。一般情况下,结构的安全性、适用性和耐久性是相互关联的,如当结构的耐久性不足时会造成结构抗力的降低,从而使结构的安全性下降。尽管现行的结构可靠度设计统一标准及有关规范已包含结构耐久性的概念,但在结构设计中并未考虑由于耐久性问题而使结构安全性发生的变化。显然,在结构耐久性已成为国际土木工程界所关注问题的今天[3],研究结构抗力随时间变化时的可靠度分析方法是有现实意义的。考虑抗力随时间变化时结构的可靠度分析是一个相当复杂的问题。1975年文献[4]研究了累积损伤下结构的可靠度分析,1987年文献[5]研究了结构抗力和荷载效应均随时间变化时结...  (本文共9页) 阅读全文>>

《江西水利科技》1987年03期
江西水利科技

工程结构可靠度分析简介——计算结构可靠度的二阶矩理论

概述 工程结构设计方法,从可靠度来说,可分为经验设计法和概率设计法两类。当丽,在安全度方面,结构设计正逐步由经验设计法转变为概率设计法。在过渡阶段,可分为水准I,水准!,水准l三种水平。所谓水准1987年第三期工程结构可靠度分析简介I,即“半经验半概率法”,也就是对影响结构安全的某些参数,用数理统计进行分析,并与经验相结合,引入某些经验系数。该法对结构的可靠概率不能作出定量估计;水准亚,即一次二阶矩法,或称“近似概率法”。一此法是将抗力和荷载对结构的综合效应作为随机变量,按给定的概率分布,来估算失效概率或可靠指标,且采用平均值和标准差两个统计参数,对设计表达式进行线性化处理,所以该法全称叫“一次二阶矩法”。此法是我国制订的《统一标推》所推荐的方法,因此本文将重点介绍这种方法的理论和应用;水准l,亦称“全概率法”,是全基于概率论的结构可靠度精确分析法。但是引用这种方法进行可靠度计算时,会使间题变成非常复杂。因此《统一标准》没有推荐...  (本文共11页) 阅读全文>>