基于配点谱随机有限元法的结构可靠性分析.pdfVIP

第 38卷 第 2期 四川建筑科学研究 2012年 4月 SiehuanBuildingScience 39 基于配点谱随机有限元法的结构可靠性分析 景 鹏，黄淑萍 (上海交通大学土木工程系，上海 200240) 摘 要：结构工程的各个方面的不确定性都影响着对结构可靠性的分析。基于配点谱随机有限元法(CSFEM)可以 很好的处理不确定性，并且实现随机分析与确定性有限元计算的解耦 ，即可把通用有限元程序作为黑箱进行确定 性有限元分析。介绍了CSFEM的具体算法 ，以混凝土框架为例 ，计算得到最大竖向位移的可靠性指标，并与蒙特 卡洛直接模拟得到的结果进行对比，算例结果显示，CSFEM方法所用到的配点数远少于蒙特卡罗模拟的样本数，但 CSFEM计算结果与蒙特卡罗模拟计算结果非常接近。 关键词：谱随机有限元法；随机变量；蒙特卡洛；混凝土框架 中图分类号：TU45；TU311 文献标识码：A 文章编号：1008—1933(2012)02—039—03 Analysisonstructurereliabilitywith collocation based stochastic finiteelementmethod JINGPeng，HUANGShuping (DepartmentofCivilEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：Physicaluncertaintiesinstructuresaffecttheanalysison structure．Collocation basedstochasticfiniteelementmethod can deal withuneertaineieswellandeaRuncouplethefiniteelementanalysiswithstochasticanalysis，whichmeansthefiniteelementcode canbetreatedasablackbox．Themethodwasintroduced andanalyseconreteflame’Sreliabilityofthemaxvertical displacementin contrasttotheresultusedMonteCarlomethod．TheresultshowthatCSFEM methoduselessnumberofpointsthanMenteCarlomethod with samepreeison． Keywords：collocation—basedstochasticfiniteelementmethod；stochasticvariable；MonteCadosimulation；concreteflame 也会很大。基于配点谱随机有限元法和蒙特卡洛法 U^ _刖●一 -吾0一 一 样易于实施 ，而在配点数远少于蒙特卡洛模拟的 众所周知，结构工程 的各个方面都存在着不确 样本数的情况下，也可以达到蒙特卡洛法的精度。 定性，如结构材料的性能参数以及结构几何尺寸和 本文介绍了基于配点谱随机有限元法，并以混 结构荷载等。而以往的方法都是将这些参数考虑为 凝土框架为例，研究了在不同阶数和不同配点数下 确定性参数进行分析，这很难符合实际情况。利用 该方法的表现。 结构可靠性理论处理不确定性，可以克服传统方法 1 基于配点谱 随机有限元法 (CS． 的缺点。可靠性分析利用概率统计这一数学工具， 用随机变量来量化不确定性，引入可靠性指标和相