基于塑性極限分析理論的體系可靠度分析.pdf

1、體系可靠度是可靠度理論中最為復(fù)雜的內(nèi)容之一。其中，主要失效模式的判別以及如何根據(jù)主要失效模式確定體系的可靠度是體系可靠度研究的兩大難點(diǎn)，制約著體系可靠度的發(fā)展。隨著以結(jié)構(gòu)可靠度理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范改革的深入，如何克服結(jié)構(gòu)體系可靠度研究的兩大難點(diǎn)成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。 根據(jù)塑性極限分析和體系可靠度計(jì)算的基本原理，利用彈性補(bǔ)償有限元法確定復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑性極限荷載系數(shù)；考慮工程結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)、幾何參數(shù)以及外荷載等因素的隨機(jī)性，

2、利用代數(shù)綜合法確定復(fù)雜結(jié)構(gòu)的隨機(jī)塑性極限荷載；由隨機(jī)塑性極限荷載和隨機(jī)外荷載建立不依賴于失效模式分析的體系可靠度分析的理論和方法。該方法不必考慮結(jié)構(gòu)的失效演化歷程，回避了目前體系可靠度分析的兩大難點(diǎn)。本文的主要研究內(nèi)容有： 1.對Ditlevsen、Murotsu、Feng和董聰?shù)热朔謩e改進(jìn)的二階窄界限近似公式進(jìn)行了對比，分析表明：由 Feng 和董聰分別提出的二種近似計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果基本保持一致，并隨著兩失效模式間的相關(guān)性的

3、增大，逐漸從 Ditlevsen 法的下界值向Ditlevsen法的上界值變化。 2.利用彈性補(bǔ)償有限元法確定復(fù)雜桿系結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土矩形板的塑性極限荷載，并與上、下限定理或塑性鉸線法進(jìn)行了對比，分析表明：彈性補(bǔ)償有限元法通過有策略地調(diào)整單元的彈性模量使得結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重新分布，以模擬結(jié)構(gòu)的塑性失效行為，可以通過彈性有限元迭代分析確定結(jié)構(gòu)的塑性極限荷載，具有計(jì)算精度高、簡單、高效等優(yōu)點(diǎn)。 3.對結(jié)構(gòu)體系的可靠度與最易失效模

4、式之間的關(guān)系進(jìn)行了討論，分析表明：當(dāng)其他主要失效模式與最易失效模式的可靠指標(biāo)或相關(guān)系數(shù)之間滿足一定條件時(shí)，體系的可靠度主要受最易失效模式控制，可以通過最易失效模式的可靠度來估計(jì)結(jié)構(gòu)體系的可靠度。 4.由隨機(jī)塑性極限荷載和隨機(jī)外荷載建立的極限狀態(tài)方程，對應(yīng)于失效模式分析法中的最易失效模式，該方法回避了失效模式分析法的繁瑣過程，建立了基于塑性極限分析理論的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系可靠度分析的理論和方法，該方法具有計(jì)算精度高、簡單、高效等優(yōu)點(diǎn)。文