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基于半模糊随机过程的结构区间变动可靠性评估模型 周 详 (武汉工业大学建筑学院，430010) 摘要 本文对结构区闻变动可熏度评估模型进行了研究．文中把结构抗力的随机过程 筒化为一十随机变量，而把具有等级的荷羹引起的荷藏教应模拟为一十滤过泊橙过程， 并将动志模糊过程的概念引人该评估模型中，量后培出其评估模型。 美键词 滤过泊橙过程，动态模糊过程，区间变动可靠壹，半攘翱随机过程，等级蒋 戴 l引言 在结构的可靠性设计中，荷载效应和抗力都被描述为一随机变量，然而，结构的抗力和 作用于结构上的荷载应该是随时间而变化的。故把他们描述为一随机过程是最为理想的。本 文即在于寻求这样一个变动的可靠度评估模型。显然这项工作是有意义的。 结构可靠性理论涉及到的一个重要问题是如何合理地处理结构工程中的一些不确定因 素中。实际上除了我们已考虑的随机性以外，模糊性也大量存在于实际工程o]，若不将它们 综合考虑并模型化就不能有合理的设计与决策。在目前，由于大多现行规范尚未考虑其模糊 性，大多工程技术人员往往回避考虑上述问题，至少在设计简单结构时是这样的。这即是一 种不够理想的状况。因为大多结构失效和一些等级荷载既存在随机性又存在模糊性。 另外，我们还应该注意到某些因素的动态模糊过程“]，这就需要我们探究模糊随机变动 可靠性理论并努力将其应用到结构可靠性设计理论中。 2区间可靠度的作用 ； 区间可靠度被定义为o]： A(f1，T．)一P{ n JR(t)S(f)]) ，lS‘SfI十YI 间内的抗力和荷载效应的随机过程。 由以上可看出此区问可靠度既能针对设计结构也能针对已有结构。它是结构设计和结 构维修过程中一个较为理想的决策变量。 3 结构抗力和荷载效应的模糊随机性 众所周知，结构抗力和荷载效应存在随机性。然而只考虑抗力的琏机性是不够合理的。 因为它意味着临近失效界限时结构不发生失效，只有恰好等于或超过失教界限时结构才发 92 第三届中国青年运筹与臂理学者大会论文集 生失效，而实际工程中这两种情况并无本质上的差别，因此应考虑失效界限的逐渐过渡的性 质，即将其考虑为一模糊界限。 另外，等级荷蓑也要考虑其模糊性。例如地震烈度、风荷载风力等级等。它们的荷载等 级是模糊的。并且它们在某一时段里等级是在变动的。故需引人动态模糊过程的概念来模 拟此过程。 4结构抗力和荷载效应的基本假设 结构可靠性理论是基于“荷载效应一结构抗力”的模型上的。如前所述，结构抗力和荷载 效应最好模拟为一随机过程。但在一般情况下，探讨这种全随机过程的统计特性是相当复杂 的问题。由于结构抗力和荷载效应虽都随时间变化，但两者相比较，前者的变化几乎可以忽 略。为此本文从实用的角度出发考虑基于半模糊随机过程的数学模型作如下假设： 假设l 结构抗力倚化为一随机变量．其概率密度函数为^(r)； 假设2荷载效应考虑为一滤过泊松过程，它的截121为n个独立同分布随机变量卸吨， …，“，其概率密度函数^(s)． 5基于半模糊随机过程的区间变动可靠评估模型 首先考虑单一随机塑和单一模糊型模型，然后给出基于半模糊随机过程的区间变动可 靠度评估模型。 5．1单一随机曩受 设S“)为一滤过泊松过程，它可写作 5(t)一∑s正(}) 这里，厶(f)为一示性函数，在此定义为 f0 t∈[f，r|+也] Is(t)211E—It,，毒+盈i 式中S，是一个等于或超越某随机S的随机变量，即St=S(rD--S，且是随机变量S。的持续 时间Ⅳ0)是在仁t。，￡-+丁。]内发生S。(即等于或超越S)的次数，这里ⅣO)即N(T。)．参数^ 即单位时闻内发生Sr的平均次数则其泊橙分布为 P(N(T。)刮=竿c一矾^o一-0，112，… 如果，置(