工程结构可靠度——理论、方法及其应用

图书标准信息

• 作者 金伟良 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2022-08
• 版次 1
• ISBN 9787030726278
• 定价 238.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 361页
• 字数 535千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 工程结构可靠度理论与应用学术丛书

【内容简介】

《工程结构可靠度：理论、方法及其应用=Engineering Structural Reliability:Theory, Method and Its Application》分为上、下两篇，共16章。上篇8章主要介绍了结构可靠度的基本理论与分析计算方法，下篇8章着重探讨了可靠度理论在实际工程中的应用。内容主要为：可靠度理论发展概述及基本概念、不确定性分析方法、可靠度计算方法、可靠度数值模拟方法、结构体系的可靠度、结构时变可靠度、基于可靠度的荷载组合、可靠度理论在规范中的应用、海洋平台结构可靠度、海洋结构物疲劳可靠度、桥梁结构可靠度、临时性结构可靠度、水工结构可靠度、边坡结构可靠度、施工期的人为影响分析和混凝土结构耐久性的路径概率模型。

【目录】

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