工程结构可靠度：理论、方法及其应用

目录
前言
符号列表
第1章 绪论 1
1.1 结构可靠度理论发展概述 4
1.1.1 可靠度计算方法 4
1.1.2 体系可靠度分析方法 8
1.1.3 荷载与荷载组合方法 8
1.1.4 工程应用 11
1.2 基本概念 12
1.3 本书内容安排 14
参考文献 16
第2章 不确定性分析方法 23
2.1 不确定性分类 25
2.2 概率论分析方法 27
2.3 模糊数学分析方法 27
2.4 灰色理论分析方法 29
2.5 相对信息熵分析方法 31
2.6 人工智能分析方法 32
2.6.1 神经网络 32
2.6.2 支持向量机 34
参考文献 38
第3章 可靠度计算方法 41
3.1 一次二阶矩方法 45
3.2 二次二阶矩方法 51
3.3 随机变量不服从正态分布的可靠度计算 61
3.4 响应面方法 65
参考文献 67
第4章 可靠度数值模拟方法 69
4.1 Monte Carlo法 71
4.1.1 随机数的产生 73
4.1.2 随机数序列的检验 74
4.1.3 非均匀随机数的产生 74
4.2 方差缩减技术 75
4.2.1 对偶抽样技巧 75
4.2.2 条件期望抽样技巧 75
4.2.3 重要抽样技巧 76
4.2.4 分层抽样技巧 77
4.2.5 控制变数法 79
4.2.6 相关抽样法 79
4.3 复合重要抽样法 80
4.4 V空间的重要抽样法 85
4.4.1 V空间 85
4.4.2 重要抽样区域 87
4.4.3 重要抽样函数 89
4.4.4 模拟过程 89
4.4.5 评价 90
4.5 SVM重要抽样法 90
参考文献 91
第5章 结构体系的可靠度 93
5.1 结构体系失效模式 95
5.1.1 结构体系模型 95
5.1.2 解决方法 98
5.1.3 结构体系失效的理想化 100
5.1.4 结构体系失效的实用化分析 103
5.2 体系可靠度计算方法 104
5.2.1 体系可靠度边界 104
5.2.2 隐式极限状态——响应曲面 110
5.2.3 复杂结构系统 112
5.2.4 物理综合法 117
参考文献 117
第6章 结构时变可靠度 121
6.1 时间积分方法 125
6.1.1 基本概念 125
6.1.2 非时变可靠度转化法 127
6.2 离散化方法 128
6.2.1 离散事件数量已知 128
6.2.2 离散事件数量未知 129
6.2.3 重现期 130
6.2.4 风险函数 131
6.3 时变可靠度的计算 133
6.3.1 引言 133
6.3.2 非条件失效概率的抽样方法 133
6.3.3 一次二阶矩方法 135
6.4 结构动力分析 136
6.4.1 结构动力的随机性 136
6.4.2 平稳随机过程的若干问题 136
6.4.3 随机响应谱 138
6.5 疲劳分析 139
6.5.1 一般公式 139
6.5.2 S-N模型 139
6.5.3 断裂力学模型 140
参考文献 141
第7章 基于可靠度的荷载组合 143
7.1 荷载组合 145
7.1.1 一般形式 145
7.1.2 离散随机过程 147
7.1.3 简化方法 149
7.2 荷载组合系数 152
7.3 结构设计分项系数计算 160
7.3.1 结构设计分项系数表达式 160
7.3.2 结构设计分项系数确定原则 161
7.3.3 荷载-抗力分项系数确定方法 162
7.4 荷载组合系数及设计表达式确定 164
7.4.1 采用组合值系数的设计表达式 164
7.4.2 海洋工程荷载组合系数确定方法 167
参考文献 169
第8章 可靠度理论在规范中的应用 173
8.1 结构设计规范的要求 176
8.1.1 结构设计要求 176
8.1.2 作用的分类 177
8.1.3 目标可靠度 177
8.1.4 结构设计的极限状态 179
8.2 设计规范中结构可靠度的表达方式 180
8.2.1 分项系数设计表达式 180
8.2.2 承载能力极限状态设计表达式 181
8.2.3 正常使用极限状态设计表达式 183
8.2.4 耐久性极限状态设计表达式 183
参考文献 184
第9章 海洋平台结构可靠度 187
9.1 海洋固定式平台可靠度 189
9.1.1 概述 189
9.1.2 计算模型及单桩承载力 190
9.1.3 单桩承载力的概率分析 193
9.1.4 海洋平台结构体系承载能力及可靠度 196
9.2 海洋半潜式平台可靠度 200
9.2.1 概述 200
9.2.2 不确定性分析 201
9.2.3 体系可靠度评估 202
参考文献 206
第10章 海洋结构物疲劳可靠度 209
10.1 海底管道疲劳可靠度 211
10.1.1 引言 211
10.1.2 分析流程 212
10.1.3 有限元模型 212
10.1.4 随机升举力模型 213
10.1.5 结构模态分析 214
10.1.6 悬跨管道随机振动响应 215
10.1.7 悬跨管道随机疲劳寿命和疲劳可靠度分析 217
10.1.8 悬跨管道随机振动影响因素敏感性分析 219
10.2 导管架平台疲劳可靠性 223
10.2.1 疲劳荷载的概率模型 223
10.2.2 疲劳寿命评估 227
10.3 深水半潜式平台结构的疲劳可靠性 230
10.3.1 疲劳可靠性分析流程 230
10.3.2 平台关键节点的疲劳可靠性分析 230
10.3.3 疲劳参数敏感性分析 237
参考文献 240
第11章 桥梁结构可靠度 243
11.1 拱桥的可靠度 245
11.1.1 桥梁概况 245
11.1.2 计算模型 246
11.1.3 构件可靠度分析 248
11.1.4 体系可靠度计算 253
11.2 桥梁的目标可靠度与可靠度标定 255
11.2.1 基本问题 255
11.2.2 规范比较 256
11.2.3 参数分析 257
11.2.4 标定目标可靠度 258
11.2.5 工况及参数 259
11.2.6 荷载效应比 259
11.2.7 可靠度标定流程 260
11.2.8 可靠度标定计算结果 261
参考文献 263
第12章 临时性结构可靠度 265
12.1 施工期临时性结构 267
12.1.1 施工期结构形状 267
12.1.2 主要失效模式 268
12.2 荷载和抗力概率模型 270
12.2.1 荷载概率模型 270
12.2.2 抗力概率模型 271
12.3 体系可靠度分析 275
12.3.1 体系可靠度分析方法 275
12.3.2 算例分析 275
12.3.3 讨论与结果分析 278
12.4 模板支架施工风险评估 278
12.4.1 施工风险评估系统的建立 278
12.4.2 指标的权重 280
12.4.3 专家评分结果及风险评估等级 280
12.4.4 扣件式钢管支模架评估 282
12.4.5 讨论与分析 285
参考文献 285
第13章 水工结构可靠度 287
13.1 渡槽结构可靠度 289
13.1.1 基本情况 289
13.1.2 渡槽三维有限元模型 291
13.1.3 抗裂可靠度 292
13.1.4 挠度可靠度 297
13.1.5 讨论与结论 298
13.2 海塘结构可靠度 299
13.2.1 基本情况 299
13.2.2 基本方法 299
13.2.3 案例分析 302
13.2.4 讨论与结论 304
参考文献 305
第14章 边坡结构可靠度 307
14.1 土性参数随机场 309
14.2 土性参数的空间相关性模型 310
14.3 滑动面上随机场局部平均计算模型 311
14.3.1 二维滑弧的平面问题 312
14.3.2 三维滑面的空间问题 314
14.4 边坡稳定极限状态方程 316
14.4.1 二维极限状态方程 316
14.4.2 三维极限状态方程 317
14.5 基于随机场局部平均的可靠度模型 318
14.6 土性参数相关性对可靠度的影响 319
14.6.1 单一材料边坡算例 319
14.6.2 多层材料边坡算例 320
14.6.3 算例结果分析 321
14.7 算例 322
14.7.1 单层土坡算例 322
14.7.2 南水北调中线某渠道边坡算例 322
参考文献 324
第15章 施工期的人为影响分析 325
15.1 人为影响的可靠性分析 327
15.1.1 无人为影响的参数 327
15.1.2 施工中存在的人为错误影响 328
15.1.3 人为错误率与人为错误影响程度及其分布 328
15.1.4 施工中人为错误的模拟 330
15.2 算例 335
15.3 讨论与结论 338
参考文献 338
第16章 混凝土结构耐久性的路径概率模型 339
16.1 路径概率模型 341
16.2 多重路径概率模型 342
16.2.1 基本概念 342
16.2.2 氯盐侵蚀下的概率预测模型 344
16.2.3 混凝土碳化概率预测模型 344
16.2.4 碳化和氯离子共同作用下的概率预测模型 346
16.2.5 钢筋锈蚀扩展 347
16.2.6 保护层开裂和裂缝宽度确定 348
16.2.7 锈蚀混凝土构件承载力 348
16.3 任意点的路径概率模型 349
16.4 工程实例 351
16.4.1 氯盐环境下的钢筋锈蚀 351
16.4.2 碳化和氯盐侵蚀共同作用下的钢筋锈蚀 354
参考文献 357
名词索引 359　
CONTENTS
Preface
List of Notation
Chapter 1 Introduction 1
1.1 An overview of the development of structural reliability theory 4
1.1.1 Reliability calculation method 4
1.1.2 Reliability analysis method of structural systems 8
1.1.3 Load and loads combination method 8
1.1.4 Engineering application