极端条件下建筑结构可靠度 学位论文.doc

极端条件下建筑结构可靠度 摘 要 本文首先介绍了结构可靠度的概念，结构可靠度极限状态，结构可靠度常用的概率分布，然后综述了常用的可靠度分析方法，包括均值一次二阶矩法、改进一次二阶矩法等，并且对各种方法的优缺点分别进行了比较说明。再结合一些特殊的工程条件对结构可靠度进行进一步的分析，这些工程条件包括：风荷载，地震作用，疲劳情况等三种状况。对于这些特殊情况下的工程破坏情况，荷载大小，可靠度分析方法等方面进行了归纳总结。 关键词： 一次二阶矩；风荷载下结构可靠度；地震情况下结构可靠度；疲劳情况下结构可靠度。 摘 要 1 关键词： 1 1 前言 3 2.结构可靠度的基本概念 3 2.1结构可靠度相关定义 3 2.2结构可靠度极限状态 4 2.3结构可靠度常用概率分布 6 2.3.1 正态分布 6 2.3.2 对数正态分布 7 2.3.3 极值I型分布 8 2.3.4 极值II型分布 8 2.3.5 极值III型分布 8 3.结构可靠度常用的分析方法 9 3.1 均值一次二阶矩法 9 3.2 改进一次二阶矩法 9 3.3 当量正态化法(JC法) 10 3.4 蒙特卡罗法 10 4建筑结构抗风可靠度分析 11 4.1风对建筑结构可靠度影响 11 4.2结构抗风可靠性分析的研究现状 12 4.2.1国外结构抗风可靠性分析的研究现状： 12 4.2.2国内结构抗风可靠性分析的研究现状： 12 4.3结构抗风可靠度理论分析 13 4.3.1 结构在一次强风作用下的动力可靠度分析 13 4.3.2 结构在任意一次强风作用下的动力可靠度分析 14 4.3.3 等效风荷载可靠度分析 14 5建筑结构抗震可靠度分析 15 5.1基于可靠度的结构地震易损性分析 15 5.2基于可靠度的结构抗震性能设计 15 5.3 基于可靠度的结构抗震优化设计 16 6.钢结构疲劳可靠度设计方法 17 6.1钢结构疲劳可靠度现状 17 6.2钢结构疲劳可靠度分析的目的： 17 6.3基于可靠度理论的钢结构规范疲劳设计方法 18 6.4基于S-N曲线构造分类法的疲劳可靠度评估 19 6.5疲劳失效极限状态方程 19 6.5.1线性S-N曲线极限状态方程 19 6.5.2 疲劳失效动态极限状态方程 20 6.6需要进一步研究的问题 20 7.结束语 21 参考文献 23 1 前言 结构工程耗资巨大，一旦失效不仅会给结构本身和人民生命财产造成巨大损失，通常还会产生难以预料的次生灾害，因此安全性，可靠度历来是工程中考虑的重要方面。工程结构设计的主要目的在于以最经济的途径来满足建筑物的功能要求，而可靠度是满足这一目的的有效控制参数。 结构的可靠度是指结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。其中规定的时间是指设计使用年限（不进行大修能够使用的年限），而规定的条件包括的范围包括方方面面，但是，我们可以通过考虑一些极端的条件来给出建筑结构要满足的要求。往往这些极端条件满足要求了，再面对普通环境时，就比较容易考虑结构可靠度的相关条件了。 在众多极端条件中，风荷载，震动作用，疲劳作用是最普遍且最具有代表性的。在工程实例中也是考虑的最多的。我们要对他们进行结构可靠度分析。结构可靠度分析有三个过程：一是搜集结构随机变量的观测或试验资料，用统计方法进行统计分析，求出其分布规律及有关的统计量，作为可靠度计算的依据；二是用力学的方法计算结构的荷载效应，通过实验与统计获得结构的抗力，利用结构的破坏标准建立结构极限状态方程；三是计算结构的可靠度（可靠指标和失效概率）。对结构进行可靠度分析有两个目的。 我们对特殊工程环境下的结构可靠度分析按照以上三个过程进行。 2.结构可靠度的基本概念 2.1结构可靠度相关定义 根据当前国际上的一致看法，结构可靠性定义为：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。这里所说的“规定时间”是指设计假定的结构使用时间，即设计基准期；“规定条件”是指结构正常设计、正常施工和正常使用等条件；“预定功能”是指下面三项基本要求： （1）安全性。即要求结构在规定条件下应能承受可能出现的各种作用（包括荷载、外加变形和约束变形等）以及遇到偶然事件时应能保持必需的整体稳定性。 （2）适用性。即要求结构在正常使用时应具有良好的工作性能，例如，不能有过大的变形和开裂等。 （3）耐久性。即要求结构在正常维护下应能满足预定的功能要求，并具有足够的耐久性能。 通常，我们将结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性，这是一种对结构功能的定性概念。结构可靠度是对结构可靠性的概率度量，它是建立在统计数学的基础上经计算分析后确定的，是一种定量概念。研究结构的可靠度就是为了使结构能以最经济的途径，即适当的可靠度来满足各种预定功能的