輕型碼頭結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)與可靠度分析

1 緒論

1.1 研究背景和意義

1.2 開敝式大型碼頭結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀

1.2.1 國外現(xiàn)狀

1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

1.3 可靠度理論的研究現(xiàn)狀

1.3.1 可靠度計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀

1.3.2 可靠度理論在港口工程中的應(yīng)用

1.3.3 可靠度理論在海洋工程中的應(yīng)用

1.3.4 疲勞可靠性研究的現(xiàn)狀

1.4 系纜力計(jì)算的研究現(xiàn)狀

1.5 碼頭荷載與抗力統(tǒng)計(jì)分析的研究現(xiàn)狀

1.6 剛性嵌巖結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀

2 結(jié)構(gòu)可靠度概念與計(jì)算方法

2.1 結(jié)構(gòu)可靠度概念

2.1.1 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

2.1.2 結(jié)構(gòu)的功能要求

2.1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的變量

2.1.4 極限狀態(tài)方程

2.1.5 設(shè)計(jì)狀況

2.1.6 結(jié)構(gòu)可靠性

2.1.7 結(jié)構(gòu)可靠度

2.1.8 結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)

2.1.9 結(jié)構(gòu)安全等級(jí)

2.2 結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法

2.2.1 中心點(diǎn)法

2.2.2 驗(yàn)算點(diǎn)法

3 輕型碼頭結(jié)構(gòu)系纜力計(jì)算

3.1 引言

3.2 系泊系統(tǒng)的應(yīng)變能分析

3.2.1 纜繩與系船墩的應(yīng)變能

3.2.2 護(hù)舷和靠船墩的應(yīng)變能

3.3 外力對(duì)船舶所做的功

3.4 系泊船舶的勢能

3.4.1 最小勢能原理

3.4.2 各種應(yīng)變能的偏導(dǎo)數(shù)

3.5 方程組求解

3.6 算例

3.7 本章小結(jié)

4 系纜力的統(tǒng)計(jì)分析

4.1 引言

4.2 系纜力計(jì)算

4.3 作用于船舶上風(fēng)荷載和水流荷載的統(tǒng)計(jì)分析

4.3.1 作用于船舶上的風(fēng)荷載

4.3.2 作用于船舶上的水流荷載

4.4 系纜力統(tǒng)計(jì)分析

4.4.1 系纜力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

4.4.2 系纜力的概率密度函數(shù)

4.5 本章小結(jié)

5 輕型碼頭結(jié)構(gòu)環(huán)境荷載統(tǒng)計(jì)分析

5.1 引言

5.2 孤立樁柱波浪力統(tǒng)計(jì)分析

5.2.1 孤立樁柱波浪力計(jì)算

5.2.2 孤立樁柱波浪力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

5.2.3 孤立樁柱波浪力的概率分布

5.3 圓形構(gòu)件上的海流荷載

5.4 本章小結(jié)

6 輕型碼頭靠泊撞擊力的統(tǒng)計(jì)分析

6.1 引言

6.2 船舶靠岸撞擊力計(jì)算

6.3 隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)分布

6.4 撞擊力統(tǒng)計(jì)分析

6.4.1 撞擊力的Monte-Car1o模擬

6.4.2 撞擊力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與概率分布函數(shù)

6.5 本章小結(jié)

7 波浪作用下系泊船舶撞擊力的統(tǒng)計(jì)分析

7.1 引言

7.2 撞擊力計(jì)算

7.3 船舶撞擊能的統(tǒng)計(jì)分析

7.3.1 有效撞擊能的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

7.3.2 有效撞擊能的概率分布

7.4 波浪作用下船舶撞擊力的統(tǒng)計(jì)分析

7.4.1 船舶撞擊力計(jì)算

7.4.2 船舶撞擊力的概率分布

7.4.3 船舶撞擊力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

7.5 本章小結(jié)

8 輕型碼頭抗力統(tǒng)計(jì)分析

8.1 引言

8.2 一般受力構(gòu)件抗力統(tǒng)計(jì)參數(shù)

8.3 鋼管混凝土芯柱嵌巖樁抗力統(tǒng)計(jì)參數(shù)

8.3.1 芯柱嵌巖樁極限承載力計(jì)算

8.3.2 芯柱嵌巖樁抗力的統(tǒng)計(jì)分析

8.4 本章小結(jié)

9 輕型碼頭結(jié)構(gòu)可靠度分析

9.1 引言

9.2 荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù)與荷載組合

9.2.1 荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù)及概率分布

9.2.2 荷載組合

9.2.3 荷載組合規(guī)則

9.3 設(shè)計(jì)表達(dá)式

9.3.1 我國海洋石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

9.3.2 我國港口鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

9.4 構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)的極限狀態(tài)方程

9.4.1 對(duì)應(yīng)于中國海洋石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的極限狀態(tài)方程

9.4.2 對(duì)應(yīng)于我國港口鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的極限狀態(tài)方程

9.5 可靠指標(biāo)計(jì)算

9.5.1 按中國海洋石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

9.5.2 按我國港口規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范

9.6 可靠指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

9.6.1 按中國海洋石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

9.6.2 按港口工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

9.7 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

9.8 本章小結(jié)

10 輕型碼頭結(jié)構(gòu)疲勞可靠度分析

10.1 引言

10.2 結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)細(xì)部的疲勞強(qiáng)度特性

10.2.1 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)材料的S-N曲線

10.2.2 海洋工程結(jié)構(gòu)常用S-N曲線及其統(tǒng)計(jì)特性

10.2.3 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)材料的累積損傷法則

10.3 波浪的隨機(jī)特性及應(yīng)力分析

10.3.1 波浪譜的確定

10.3.2 波浪的譜分析

10.3.3 傳遞函數(shù)的確定

10.3.4 應(yīng)力參數(shù)

10.4 疲勞可靠度

10.5 輕型碼頭疲勞可靠度計(jì)算

10.5.1 工程概況

10.5.2 海浪工況

10.6 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

本文系統(tǒng)的論述了結(jié)構(gòu)可靠度理論在現(xiàn)代輕型碼頭中的應(yīng)用，內(nèi)容包括：輕型碼頭結(jié)構(gòu)系纜力的力學(xué)模型；輕型碼頭結(jié)構(gòu)系纜力、波浪荷載、海流荷載、船舶撞擊力統(tǒng)計(jì)分析模型；鋼管混凝土芯柱嵌巖樁承載力統(tǒng)計(jì)分析模型；輕型碼頭結(jié)構(gòu)靜力可靠度分析；輕型碼頭結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析。

本書可供土木工程、水利工程、港口工程等領(lǐng)域的工程師、科學(xué)技術(shù)人員及高等院校師生參考。

根據(jù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)和功能函數(shù)可得結(jié)構(gòu)的可靠度(即可靠概率)Pr 和失效概率Pf：

由概率論知：

R、S常用的概率分布有兩類：R、S均服從正態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立；R、S均服從對(duì)數(shù)狀態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立。則不同情況下的可靠度和失效概率分別為：

R、S均服從正態(tài)分布，兩者相互獨(dú)立

功能函數(shù)Z是R、S兩隨機(jī)變量組合成的新函數(shù)，兩隨機(jī)變量服從正態(tài)分布，則兩者之差組成的隨機(jī)變量也服從正態(tài)分布，所以R、S服從正態(tài)分布。

Z的概率密度函數(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度、結(jié)構(gòu)失效概率的式子分別如下：

該書較系統(tǒng)介紹了建筑結(jié)構(gòu)可靠度分析與設(shè)計(jì)的基本理論與方法以及國內(nèi)外的最新研究與應(yīng)用成果。主要內(nèi)容有：概率基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)可靠度分析、荷載的統(tǒng)計(jì)分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計(jì)分析等。

內(nèi)容簡介

作為一本結(jié)構(gòu)可靠度分析方法的專著，本書系統(tǒng)介紹了結(jié)構(gòu)可靠度分析的基本概念和主要方法。首先簡要介紹了結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度的基本概念以明確可靠度分析的目的和意義；之后對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度分析的幾種重要方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，包括一次二階矩方法、二次二階矩方法、二次四階矩方法、漸近積分方法、響應(yīng)面方法、Monte Carlo方法，還研究了結(jié)構(gòu)體系可靠度分析方法、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可靠度分析方法；最后對(duì)結(jié)構(gòu)模糊隨機(jī)可靠度分析方法作了闡述。每章介紹一類方法，每節(jié)介紹其中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的方法，對(duì)于每一個(gè)方法均給出了典型的例題和用MATLAB軟件編寫的計(jì)算機(jī)程序。附錄按照字母順序列出了本書程序中所采用的標(biāo)識(shí)符和MATLAB函數(shù)，以方便讀者閱讀本書和使用書中的程序。

兼顧可靠度方法理論和方法實(shí)施，理論和實(shí)踐并舉，是本書的重要特色，也使本書具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本書可供科技工作者、大專院校教師、研究生和高年級(jí)本科生使用，也可供工程技術(shù)人員參考使用。 2100433B