基于时变结构可靠度的算子级数法及在结构耐久性问题上的应用.pdfVIP

第36卷 第2期 四川建筑科学研究 2010年4月 SichuanBuildingScience 55 基于时变结构可靠度的算子级数法及在结构耐久性 问题上的应用 夏成宇，姚安林，钱利勤 (西南石油大学建筑工程学院，四川成都 610500) 摘 要：提出了时变结构可靠度分析的算子级数法。利用算子级数法来计算得出时变结构的功能函数随时间t变化的k阶原 点矩，再转换为k阶中心矩。然后 ，用格拉马一沙尔勒叶级数拟合功能函数的概率密度函数，利用求积分的方法求出失效概 率。该方法用于分析结构耐久性问题上，可以为基于可靠性的结构评估和寿命预测及剩余寿命预测提供依据。 关键词：时变可靠度分析；算子级数法；概率密度函数；Cauchy问题 ；Gram．Charlier级数 中图分类号：TU311．2 文献标识码 ：A 文章编号：1008—1933(2010)02—055—04 A arithmeticoperatorsprogressionmethodinstructuralreliabilityanalysis XIAChengyu，YAOAnlin，QIANLiqin (SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu 610500，China) Abstract：A newmethodwitharithmeticoperatorsprogressionispresented，whichisusedinthereliabilityanalysisofthetime-varying structure．Theequationsofprobabilitydensityfunctionofstochasticvariableorlimitstatefunction arederivedbyuseofthehigher momentsofthefunction．Subsequently，arelibailityindexorfailureprobabilityofforthetime—varyingstructuresCna becalculated．This methodologyisapplicabletopredictdurbailitylife—spna ofRC sturcturedemolishedbysteelcorrosion． Keywords：time—dependentreliabilityanalysis；arithmeticoperators progression；probbailitydensity function；cauchyproblem；rgam— charlierseries 0 引 言 1 结构抗力的随机过程模型 结构耐久性问题是 目前 国际土木工程界所关注 对于混凝土结构，随着时间的增长，各种因素将 的重大问题，而这一问题在我国尤为突出 J。当前 对混凝土结构中混凝土和钢筋的强度造成损伤，使 结构可靠度的概念和定义 都是以设计使用年限 结构可靠性不断下降。严格讲，各因素对混凝土结 为依据，没有考虑结构在服役过程中可靠度的变化 构的损伤程度是随机过程，相应地强度下降，也是随 情况。现有结构的可靠性，是一个动态可靠性问题。 机过程。因此，结构耐久性评估的首要问题，就是要 同时，由于结构失效概率是结构服役年失效概率的 求出这些随机过程的分析方法。国内外已对这些因 并集，结构可靠性的控制，也就应该考虑时间因素。 素引起的损伤过程进行 了大量的研究，得出了各种 因此，研究结构的动态可靠性分析方法是现有结构 各样的分析方法 。 可靠性评估的重要问题，也是基于可靠性的承载力 钢筋混凝土结构 由混凝土和钢筋组成。结构在 寿命预测及剩余寿命预测迫切需要解决的问题。 使用过程中，一直受到建筑装饰 (如抹灰、粉刷等) 结构动态可靠性分析是一个非常复杂的问题。 的保护，截面尺寸一般不发生变化。因此，假设结构 文献[3