可靠度加速算法在求橋梁結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)中的應(yīng)用

在橋梁結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中存在一些問題,這些因素會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,無法適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對橋梁的要求,而且還會(huì)給橋梁的建設(shè)施工以及后續(xù)使用帶來安全隱患,有可能導(dǎo)致重大的安全事故,對人民群眾的生命安全以及國家的財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。所以設(shè)計(jì)人員在對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,積極運(yùn)用安全可靠的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工工藝,提高橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性,從而保證橋梁的結(jié)構(gòu)安全。文章將對可靠度的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究。

針對目前現(xiàn)有可靠度計(jì)算方法存在的缺點(diǎn),基于可靠度指標(biāo)的幾何涵義,運(yùn)用模擬退火算法原理,建立可靠指標(biāo)的優(yōu)化模型,提出一種計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)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(fù)雜性和非線性的功能函數(shù),避免了繁瑣的求偏導(dǎo)數(shù)工作,是一種求解復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)可靠度問題的有效方法,并通過實(shí)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(jié)構(gòu)的可靠性,如果荷載效應(yīng)及抗力均為正態(tài)分布,則結(jié)構(gòu)功能函數(shù)也應(yīng)服從正態(tài)分布規(guī)律,即z=r-sz的平均值為μz=μr-μs,標(biāo)準(zhǔn)差為σ2r+σ2s,則可靠度指標(biāo)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(yīng)。σr,σs代表r與的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)。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(jié)構(gòu)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(yīng)將參數(shù)換算成為當(dāng)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(shù)均可取文獻(xiàn)[1]第三章到第五章的科研與科研成果。在抗力計(jì)算中特別是剪力,它與結(jié)構(gòu)的配筋有關(guān),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(jì)算模式而導(dǎo)致的,不影響計(jì)算結(jié)果。

go法是一種系統(tǒng)可靠性分析方法,可將go法應(yīng)用到軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠性分析中。根據(jù)軟件體系結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)及構(gòu)件之間的關(guān)系,分別建立了軟件體系結(jié)構(gòu)六種基本結(jié)構(gòu)的go模型,并進(jìn)行了定量go運(yùn)算。通過一個(gè)實(shí)例,說明了應(yīng)用go法對軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行分析的全過程。實(shí)踐表明:運(yùn)用定量go運(yùn)算能夠方便地計(jì)算出整個(gè)軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠度,通過定性go分析還可評估各構(gòu)件及連接件的重要性,對后期系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

結(jié)構(gòu)可靠性研究的意義在于評估單一構(gòu)件、結(jié)構(gòu)體系的安全性、適應(yīng)性、耐久性。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到建造過程中，荷載、材料、構(gòu)件的截面尺寸、計(jì)算模型、實(shí)際受力、非理想狀態(tài)的差異等都使得在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能確定的變量增多、不能預(yù)測的潛在問題加劇，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于這樣的特性歸結(jié)于利用概率的理論方法進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)、分析、總結(jié)來保證在使用期內(nèi)滿足結(jié)構(gòu)各項(xiàng)的功能要求。本文通過對基本概念的梳理和總結(jié)來進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系可靠度。

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

該文以結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度理論為基礎(chǔ),對施工期橋梁的失效風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析。研究了結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度與施工期橋梁失效保險(xiǎn)費(fèi)率的關(guān)系,推導(dǎo)了施工期橋梁失效保險(xiǎn)費(fèi)率的計(jì)算公式。研究結(jié)果可為橋梁施工和管理以及制定施工期橋梁保險(xiǎn)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

現(xiàn)今橋梁結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算的方法有很多,但是大多數(shù)都只是關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)不變可靠度的,所謂的時(shí)變可靠度的計(jì)算,是針對結(jié)構(gòu)抗力在基準(zhǔn)期內(nèi)是否發(fā)生變化的一種稱謂。一旦涉及抗力的衰減,橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度的計(jì)算分析過程就更加復(fù)雜起來了,令很多初學(xué)者難以理清思路,因此本文介紹了橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度的計(jì)算分析過程,以供參考。

漏電開關(guān)可靠性指標(biāo)的探討

針對工程實(shí)際中存在功能函數(shù)為隱式或高維非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu),本文提出了一種基于降維算法和edgeworth級數(shù)的可靠性分析方法。利用降維算法將n維函數(shù)展開為n個(gè)一維函數(shù),經(jīng)變量轉(zhuǎn)換后變量都相互獨(dú)立且服從均值為0、方差為0.5的正態(tài)分布,再結(jié)合gauss-hermite積分方法計(jì)算出一維函數(shù)的原點(diǎn)矩,從而得到結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的中心矩,將所得的矩信息應(yīng)用到edgeworth級數(shù)展開式中,給出功能函數(shù)的累積分布函數(shù)表達(dá)式,計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的失效概率。該方法避免了功能函數(shù)對變量梯度的要求,僅需少量的確定性重分析計(jì)算。數(shù)值算例結(jié)果表明了本方法的有效性和正確性。

針對普通橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測方法執(zhí)行效率低下、測量精度有限等問題,設(shè)計(jì)基于可靠性分析的新型橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測方法。首先通過確定形變極值響應(yīng)面的方式,計(jì)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(jié)果,在一定條件下,對遺傳算子進(jìn)行訓(xùn)練優(yōu)化,定義橋梁結(jié)構(gòu)的基本形變檢測參數(shù),再通過選擇合適檢測處理軟件的方式,對所有執(zhí)行數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范整理,完成基于可靠性分析橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測方法的搭建。最后模擬橋梁結(jié)構(gòu)形變狀態(tài)設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明與變形檢測方法相比,應(yīng)用基于可靠性分析的橋梁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用——闡述了結(jié)構(gòu)可靠度的基本概念，介紹了基于可靠度的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般方法，提出了結(jié)構(gòu)可靠度分析與計(jì)算的一般思路，指明了基于可靠度的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu) 可靠性評估中的應(yīng)用 蔡長豐,郝海霞 (長沙理工大學(xué),湖南長沙410076) [摘要]將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評估,充分利用高斯隸屬函數(shù)的萬能收斂性、人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)性和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高度的非線性進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評估。以常寧北門橋?yàn)槔?以受力最不利 截面的實(shí)測位移、應(yīng)變、撓度為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入?yún)?shù),輸出構(gòu)件的可靠指標(biāo)。算例表明模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在橋梁 結(jié)構(gòu)可靠度評

漏電開關(guān)可靠性指標(biāo)及其考核方法

主要介紹了《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》修訂后改變和增加的內(nèi)容,著重對既有結(jié)構(gòu)可靠性評定進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

基于非概率集合理論,給出了非概率可靠性指標(biāo)的定義,闡述了不確定結(jié)構(gòu)的區(qū)間分析和凸集合模型兩種非概率可靠性的計(jì)算方法,并分析了兩種方法獲得非概率可靠性指標(biāo)之間的關(guān)系。將不確定參數(shù)用區(qū)間和凸集合兩種方式進(jìn)行定量化描述,利用非概率可靠性指標(biāo)的計(jì)算方法,對結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行預(yù)測,通過比較兩種方法對結(jié)構(gòu)狀態(tài)函數(shù)的響應(yīng)范圍,判斷兩種方法的合理性。通過兩個(gè)算例進(jìn)行分析,并與montecarlo方法比較,驗(yàn)證了凸集合方法用于結(jié)構(gòu)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(jì)算可靠指標(biāo)的新優(yōu)化模型,該模型無需對概率分布進(jìn)行當(dāng)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(nèi)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法,使得montecarlo抽樣成為可能。算例結(jié)果表明,截尾概率分布更符合實(shí)際情況,并且會(huì)使可靠指標(biāo)提高,其影響不容忽視。

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

既有既有磚混結(jié)構(gòu)房屋可靠性檢測 一、研究現(xiàn)狀 磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。也就是說磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重 的結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)是混合結(jié)構(gòu)的一種，是采用磚墻來承重，鋼筋混凝土梁柱板等構(gòu)件構(gòu)成的 混合結(jié)構(gòu)體系。適合開間進(jìn)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(dòng)，而框架結(jié)構(gòu)則對墻體大部可以改動(dòng)。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(jié)構(gòu)。因?yàn)榉€(wěn)定性差、浪費(fèi)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(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)住宅的承重結(jié)構(gòu)是梁、板、柱，而磚混結(jié)構(gòu)的住宅承重結(jié)構(gòu)是樓板 和墻體。在牢固性上，理論上說框架結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到的牢固性要大于磚混結(jié)構(gòu)，所以磚混結(jié)構(gòu) 在做建筑設(shè)計(jì)時(shí)，樓高不能超過6層，而框架結(jié)構(gòu)可以做到

為了研究寒區(qū)隧道在運(yùn)營階段襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性,考慮到凍脹力、圍巖壓力和結(jié)構(gòu)自重應(yīng)力對圍巖襯砌結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì))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(jié)構(gòu)可靠性的主要因素以及保證隧道結(jié)構(gòu)安全的可靠性指標(biāo)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:基于ansys數(shù)值模擬,通過研究凍土圍巖溫度場和應(yīng)力場的耦合結(jié)果,得到凍脹對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最不利的位置;以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方式,對襯砌結(jié)構(gòu)最不利位置的可靠性進(jìn)行定性和定量的分析,得到襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性指標(biāo);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(shè)計(jì)的敏感性和設(shè)計(jì)變量之間的散點(diǎn)圖分析,有利于確定影響襯砌結(jié)構(gòu)可靠性的主控因素,進(jìn)而針對可控因素采取措施,以此提高襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性。

本文介紹某住宅樓結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,并提出了處理意見及建議。

建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)編號gb50068-2018