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结构可靠性分析的发展趋势 姓名：顾永攀 学号【摘要】简要叙述了结构可靠度设计理论的发展历史和结构设计方法的演变过程。已有结构的可靠度评估和最佳维修决策;结构动力可靠度方面等方面的研究现状加以评述。提出了结构可靠度理论研究的发展趋势。 【关键字】 结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926－1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了结构安全度[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。 　从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用。 进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点： 　　1.结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。 　　2.考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析。结构在进入老化期后，抗力随时间是不断衰减的。这属于时变可靠度的范畴。但所考虑的结构抗力衰减不是由环境腐蚀引起的，而是所经历的荷载作用累积损伤的结果，而且其分析方法与结构疲劳可靠度又有所不同，因此，可靠度分析结果不尽合理。 　　3.目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。 　　4.在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。 　　5.模糊随机可靠度的研究．模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，结构设计中存在各种不确定因素。其中主要有两种不确定性，一是随机性，由偶然因素所引起的。二是模糊性，主要由于边界不清晰所引起的。结构模糊可靠度计算方法，对于结构随机模糊性的研究，对现有结构可靠性研究有其重要的现实意义，因为随着使用年限的增长，结构的安全性能越来越低，所以通过合理的理论分析，采取有效的措施，这样才能保证结构满足使用功能的要求。随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。 结语 　　工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，结构的设计越合理，这也正是工程技术研究追求的目标，结构可靠性分析的发展趋势 。结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。