第四章抗力统计分析.pptVIP

第四章结构抗力的统计分析4.1影响结构抗力的不定性4.2影响结构构件材料性能的不定性4.3结构构件几何参数的不定性4.4结构构件计算模式的不定性昆明理工大学 建筑工程学院何颖成 * 第三讲：计算原则（5/28）  一、结构上的作用（4/5） 4 荷载的代表值 (1)实质：以确定值（代表值）表达不确定的随机变量， 便于设计时，定量描述和运算。 (2) 取值原则：根据荷载概率分布特征, 控制保证率。 结构的抗力指结构承受外加作用的能力。 结构的抗力可分为四个层次： 整体结构的抗力、结构构件的抗力、构件截面的抗力、截面各点的抗力。 结构抗力与结构荷载效应对应。如当结构设计时所考虑的荷载效应为荷载作用内力(变形）时，则与其对应的抗力为结构承载力（结构抵抗变形的能力）。 目前结构设计时，变形验算可能针对结构构件，也可能针对结构整体。承载力验算一般只针对结构构件。因此以下对结构抗力的讨论只针对结构构件。 影响结构抗力的因素很多，主要因素有三种： 4.1影响结构抗力的不定性 不定性是指对结构可靠性有影响的因素的变异性。 材料性能的不定性、构件几何参数的不定性、构件计算模式的不定性。这些不定性一般可以处理为随机变量，因此结构构件的抗力是多元随机变量的函数。 直接对结构构件的抗力进行统计，并确定其统计参数和分布类型非常困难。因此，先对影响结构构件的抗力的各主要因素分别进行统计分析，确定其统计参数，通过抗力与各有关因素的函数关系，从各种因素的统计参数推出结构构件抗力的统计参数。 结构构件抗力慨率分布类型，可根据各种主要影响因素慨率分布类型确定。 在推求结构构件的抗力的统计参数时，通常采用下列近似公式： 设随机变量y为随机自变量Xi的函数 4.2结构构件材料性能的不定性 结构构件的材料性能是指制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理量。 材料性能的不定性主要是指材料质量因素以及工艺、加荷环境、尺寸等因素引起的结构构件中材料性能的变异性。 结构构件中材料性能的不定性可用随机变量 表示。 （7-1） 规范规定的反映结构构件材料性能与试件材料性能的差别系数。 结构构件中材料性能的值。 试件材料性能的值。 规范规定的材料性能的值。 （7-2） 结构构件材料性能与试件材料性能差别的随机变量。 试件材料性能不定性的随机变量。 各种结构材料的统计参数：p141,表7-1 结构构件几何参数是指构件的几何特征，如高度、宽度…..保护层厚度，以及构件长度、跨度，包括由这些几何参数构成的函数。 结构构件几何参数的不定性，主要指制作尺寸偏差和安装误差等引起的结构构件几何参数的变异。 结构构件几何参数的不定性可用随机变量 表示。 a------几何尺寸的实际值。 ------几何尺寸的标准值,一般取设计值 （7-5） 4.3几何参数的不定性 结构构件几何参数的不定性可用随机变量 的统计参数为: 4.4结构构件计算模式的不定性 结构构件计算模式的不定性主要是指抗力计算中采用的基本假定不完全符合实际或计算公式的近似等引起的变异性。如在结构构件计算常采用理想弹性、匀质性、平截面假定，采用铰支等理想边界条件代替实际边界条件，采用线性化方法来简化分析或计算。造成计算抗力与实际抗力的差距。 反映这种差距的计算模式的不定性可用随机变量 表示。 表示结构构件的实际抗力值。一般可取试验值或精确计算值。 表示按规范公式计算的结构构件抗力计算值。计算时应采用材料性能和几何尺寸的实际值。 通过对 的统计分析，即可求得其平均值 变异系数 p142,表7-3 例题p130,8-3 4.5抗力的统计参数和慨率分布类型 结构构件一般由几种材料组成，其