可靠度加速算法在求橋梁結構可靠性指標中的應用

在橋梁結構的傳統(tǒng)設計方法中存在一些問題,這些因素會影響橋梁結構的穩(wěn)定性和安全性,無法適應現代社會發(fā)展對橋梁的要求,而且還會給橋梁的建設施工以及后續(xù)使用帶來安全隱患,有可能導致重大的安全事故,對人民群眾的生命安全以及國家的財產造成嚴重的損失。所以設計人員在對橋梁結構進行設計時要不斷優(yōu)化設計方案,積極運用安全可靠的結構技術和施工工藝,提高橋梁結構的可靠性,從而保證橋梁的結構安全。文章將對可靠度的橋梁結構優(yōu)化設計進行分析和研究。

針對目前現有可靠度計算方法存在的缺點,基于可靠度指標的幾何涵義,運用模擬退火算法原理,建立可靠指標的優(yōu)化模型,提出一種計算橋梁結構可靠度指標的全局優(yōu)化算法。該方法利用模擬退火思想與原理,能有效克服傳統(tǒng)算法容易陷入局部最優(yōu)解而無法自拔的弊端,而且對于復雜性和非線性的功能函數,避免了繁瑣的求偏導數工作,是一種求解復雜橋梁結構可靠度問題的有效方法,并通過實例來證明了該方法的有效性。

在可靠度理論中,用β來衡量結構的可靠性,如果荷載效應及抗力均為正態(tài)分布,則結構功能函數也應服從正態(tài)分布規(guī)律,即z=r-sz的平均值為μz=μr-μs,標準差為σ2r+σ2s,則可靠度指標為βμzσz=μr-μszσr+σs如圖1所示式(1)中r,s分別為表示作用的抗力及荷載效應。σr,σs代表r與的標準值。當z<0,失效率pf=p(z=r-s<0)p為概率。pf=p(z<0)=∫0-∞1σz2π=exp[-(z2σ-2zμz)2]dz(2)令x=zσ-zμz,則dz=σzdx∴pf=∫-μz-σ∞z12πexp(-zx2)dx=φ(-σμzz)=φ(-β)(3)在(3)式中,φ(.)為標準正態(tài)分布函數。如果用恒載(自重+二期恒載)與抗力算出β1,恒載(自重+二期恒載)+車輛荷載(包括沖擊)算出β2,利用β1-β2可以判斷結構維修與加固程度,這就是本文思路所在。但是r與s均需正態(tài)分布,如不服從正態(tài),應將參數換算成為當量正態(tài),否則不能做簡單的加減。荷載與抗力的統(tǒng)一參數均可取文獻[1]第三章到第五章的科研與科研成果。在抗力計算中特別是剪力,它與結構的配筋有關,其公式為:qjk=0.008(2m+ρ)rbh+.012μkrgkbh0其公式中符號代表可見規(guī)范(tjt-023-85),必須指出“建規(guī)”中的qjk與“橋規(guī)”不同,“橋規(guī)”比“建規(guī)”大1.35倍,這是因計算模式而導致的,不影響計算結果。

go法是一種系統(tǒng)可靠性分析方法,可將go法應用到軟件體系結構的可靠性分析中。根據軟件體系結構自身的特點及構件之間的關系,分別建立了軟件體系結構六種基本結構的go模型,并進行了定量go運算。通過一個實例,說明了應用go法對軟件體系結構的可靠性進行分析的全過程。實踐表明:運用定量go運算能夠方便地計算出整個軟件體系結構的可靠度,通過定性go分析還可評估各構件及連接件的重要性,對后期系統(tǒng)的設計與開發(fā)具有一定的指導意義。

結構可靠性研究的意義在于評估單一構件、結構體系的安全性、適應性、耐久性。從結構設計到建造過程中，荷載、材料、構件的截面尺寸、計算模型、實際受力、非理想狀態(tài)的差異等都使得在進行結構設計時，不能確定的變量增多、不能預測的潛在問題加劇，所以結構設計由于這樣的特性歸結于利用概率的理論方法進行整理、統(tǒng)計、分析、總結來保證在使用期內滿足結構各項的功能要求。本文通過對基本概念的梳理和總結來進一步分析結構構件和結構體系可靠度。

從可靠度分析的jc法基本原理出發(fā),結合可靠度指標的幾何意義,從純數學的角度探討了用幾何方法計算可靠度指標的可行性。建立了可靠度指標求解的數學模型,用matlab語言編制了通用的計算程序。通過具體工程算例,與jc法計算得到的結果進行了對比。并討論了該方法的優(yōu)越性。

該文以結構時變可靠度理論為基礎,對施工期橋梁的失效風險進行了分析。研究了結構時變可靠度與施工期橋梁失效保險費率的關系,推導了施工期橋梁失效保險費率的計算公式。研究結果可為橋梁施工和管理以及制定施工期橋梁保險費標準提供參考。

現今橋梁結構可靠度的計算的方法有很多,但是大多數都只是關于橋梁結構時不變可靠度的,所謂的時變可靠度的計算,是針對結構抗力在基準期內是否發(fā)生變化的一種稱謂。一旦涉及抗力的衰減,橋梁結構的可靠度的計算分析過程就更加復雜起來了,令很多初學者難以理清思路,因此本文介紹了橋梁結構時變可靠度的計算分析過程,以供參考。

漏電開關可靠性指標的探討

針對工程實際中存在功能函數為隱式或高維非線性的復雜結構,本文提出了一種基于降維算法和edgeworth級數的可靠性分析方法。利用降維算法將n維函數展開為n個一維函數,經變量轉換后變量都相互獨立且服從均值為0、方差為0.5的正態(tài)分布,再結合gauss-hermite積分方法計算出一維函數的原點矩,從而得到結構功能函數的中心矩,將所得的矩信息應用到edgeworth級數展開式中,給出功能函數的累積分布函數表達式,計算得到結構的失效概率。該方法避免了功能函數對變量梯度的要求,僅需少量的確定性重分析計算。數值算例結果表明了本方法的有效性和正確性。

針對普通橋梁結構變形檢測方法執(zhí)行效率低下、測量精度有限等問題,設計基于可靠性分析的新型橋梁結構變形檢測方法。首先通過確定形變極值響應面的方式,計算可靠性遺傳算子,完成橋梁形變量的可靠性分析。然后利用上述分析結果,在一定條件下,對遺傳算子進行訓練優(yōu)化,定義橋梁結構的基本形變檢測參數,再通過選擇合適檢測處理軟件的方式,對所有執(zhí)行數據進行規(guī)范整理,完成基于可靠性分析橋梁結構變形檢測方法的搭建。最后模擬橋梁結構形變狀態(tài)設計對比實驗,結果表明與變形檢測方法相比,應用基于可靠性分析的橋梁結構變形檢測方法后,測量精度最大值提升至87%以上,有效緩解執(zhí)行效率低下情況。

淺議可靠度方法在橋梁結構優(yōu)化設計中的運用——闡述了結構可靠度的基本概念，介紹了基于可靠度的橋梁結構優(yōu)化設計的一般方法，提出了結構可靠度分析與計算的一般思路，指明了基于可靠度的橋梁結構優(yōu)化設計基本思想以及發(fā)展方向。

第33卷,第2期 2008年4月 公路工程 highwayengineering vo.l33,no.2 apr.,2008 [收稿日期]2007)12)10 [作者簡介]蔡長豐(1972)),男,湖南寧鄉(xiāng)人,博士研究生,從事橋梁檢測、評估、加固的研究。 模糊神經網絡在鋼筋混凝土橋梁結構 可靠性評估中的應用 蔡長豐,郝海霞 (長沙理工大學,湖南長沙410076) [摘要]將模糊神經網絡引入鋼筋混凝土橋梁結構可靠性評估,充分利用高斯隸屬函數的萬能收斂性、人工 神經網絡的自學習性和模糊神經網絡高度的非線性進行橋梁結構可靠性評估。以常寧北門橋為例,以受力最不利 截面的實測位移、應變、撓度為神經網絡輸入參數,輸出構件的可靠指標。算例表明模糊人工神經網絡應用在橋梁 結構可靠度評

漏電開關可靠性指標及其考核方法

主要介紹了《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》修訂后改變和增加的內容,著重對既有結構可靠性評定進行了詳細的說明。

基于非概率集合理論,給出了非概率可靠性指標的定義,闡述了不確定結構的區(qū)間分析和凸集合模型兩種非概率可靠性的計算方法,并分析了兩種方法獲得非概率可靠性指標之間的關系。將不確定參數用區(qū)間和凸集合兩種方式進行定量化描述,利用非概率可靠性指標的計算方法,對結構可靠性進行預測,通過比較兩種方法對結構狀態(tài)函數的響應范圍,判斷兩種方法的合理性。通過兩個算例進行分析,并與montecarlo方法比較,驗證了凸集合方法用于結構可靠性分析的可行性與優(yōu)越性。

基于概率分布理論,建立了截尾概率分布分析模型;為便于截尾概率分布可靠性分析,提出了計算可靠指標的新優(yōu)化模型,該模型無需對概率分布進行當量正態(tài)化,也無需知道概率分布類型信息;給出了截尾概率分布在給定子區(qū)間內產生隨機數的方法,使得montecarlo抽樣成為可能。算例結果表明,截尾概率分布更符合實際情況,并且會使可靠指標提高,其影響不容忽視。

對結構可靠性理論發(fā)展進行了總結和分析。詳細闡述了各發(fā)展階段的發(fā)展過程及優(yōu)缺點,并提出了保證結構可靠度的方法和對策,為提高我國結構可靠度的研究水平提供了發(fā)展思路。

既有既有磚混結構房屋可靠性檢測 一、研究現狀 磚混結構是指建筑物中豎向承重結構的墻、柱等采用磚或者砌塊砌筑，橫向承重的梁、樓板、 屋面板等采用鋼筋混凝土結構。也就是說磚混結構是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重 的結構。磚混結構是混合結構的一種，是采用磚墻來承重，鋼筋混凝土梁柱板等構件構成的 混合結構體系。適合開間進深較小，房間面積小，多層或低層的建筑，對于承重墻體不能改 動，而框架結構則對墻體大部可以改動。適用于低層或者多層建筑物。高層建筑多采用鋼筋 混凝土結構。因為穩(wěn)定性差、浪費資源等原因，我國目前新建的多層、高層建筑已開始逐步 淘汰磚混結構?？蚣芙Y構住宅的承重結構是梁、板、柱，而磚混結構的住宅承重結構是樓板 和墻體。在牢固性上，理論上說框架結構能夠達到的牢固性要大于磚混結構，所以磚混結構 在做建筑設計時，樓高不能超過6層，而框架結構可以做到

為了研究寒區(qū)隧道在運營階段襯砌結構的可靠性,考慮到凍脹力、圍巖壓力和結構自重應力對圍巖襯砌結構的影響,以昆侖山寒區(qū)隧道工程為背景,采用ansys中的pds(概率設計)模塊和蒙特卡洛拉丁超立方抽樣方法,對影響寒區(qū)隧道襯砌結構可靠性的主要因素以及保證隧道結構安全的可靠性指標進行研究。結果表明:基于ansys數值模擬,通過研究凍土圍巖溫度場和應力場的耦合結果,得到凍脹對襯砌結構產生的最不利的位置;以概率論和數理統(tǒng)計相結合的方式,對襯砌結構最不利位置的可靠性進行定性和定量的分析,得到襯砌結構的可靠性指標;蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽樣提高了抽樣概率的精確性,概率設計的敏感性和設計變量之間的散點圖分析,有利于確定影響襯砌結構可靠性的主控因素,進而針對可控因素采取措施,以此提高襯砌結構的可靠性。

本文介紹某住宅樓結構可靠性鑒定,并提出了處理意見及建議。

建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準,標準編號gb50068-2018