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坝结构按力学计算模型进行了定程能力的要求。
由于型钢混凝土闸墩是种由多种材料构成的复杂结构,很难采用传统积分方法求解其结构可靠度。
目前对于型钢混凝土闸墩的结构可靠度方面研究还比较少,尤其是时变可靠度。
在分析型钢混凝土闸墩的时变可靠度时,难以得到每个参数的统计资料以及其变化的随机性,且些参数随时间变化幅度非常小,因此在分析时只考虑随时间变化敏感的参数。
对于型钢混凝土闸墩而言,把每时刻都作为研究对象,这是不切实际的。
目前对结构时变可靠度的研究主要是转型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析建筑基础科学论文法计算出型钢混凝土闸墩的可靠指标,研究其在设计基准期内的可靠指标的变化趋势,通过灵敏度图分析各个参数对闸墩可靠度的影响。
结果表明在设计基准期内,型钢混凝土闸墩在对称和非对称工况荷载作用下的可靠度变化趋势均是先增大再减小,总体变化趋势是减少的。
闸墩在对称工况荷载作用下年的可靠指标下降较快,非对称工况荷载下则在年期间下降较快。
随着时间和抗力的变化,非对称工况荷载下的闸墩可靠度减小的速度较快,应尽量减少闸墩在非对称明确表达的真实函数,即通过些确定性的数值模拟和试验研究,并通过有限次的计算拟合出响应面,以代替未知的真实的极限状态曲面。
具体实现方法是利用所建立的简化有限元模型,根据结构参数的不确定性来定义输入变量,利用输入变量的均值标准差以及参数服从的分布类型,根据失效模式定义输出变量,进而利用中概率设计模块自动进行抽样再拟合得出所需的输出变量。
目前响应面函数的主要形式是次多项式,其形式分为包含交叉项和不包含交分析方法,克服了复杂体系结构极限状态方程通常是隐式的问题,实现了混凝土桥梁时变可靠度的求解目标。
本文借鉴已有的研究成果,把时间作为变量,利用概率设计模块的响应面法拟合出响应面方程,并将拟合方程作为闸墩的功能函数进行可靠度分析。
利用得出的响应面方程结合法求解型钢混凝土闸墩在不同时间点的可靠指标,研究其在设计基准期内的可靠指标的变化趋势,并通过灵敏度图分析闸墩的型钢尺寸型钢屈服强度混凝土抗压强度等参数对闸墩根据式和求出混凝土立方体抗压强度的平均值标准差,再根据式和式转化为混凝土轴心抗压强度平均值和标准差见表。
式中为混凝土抗压强度的变异系数为混凝土轴心抗压强度的变异系数为混凝土轴心抗拉强度的变异系数为混凝土轴心抗压强度平均值。
闸墩的目标可靠指标和承载力极限状态失效模式目标可靠指标是规范规定结构应达到的可靠指标。
本文根据水工钢筋混凝土结构设计规范通过校准法得到的水工钢筋混凝土结构的加权影响,本文通过在响应面方程上进行次蒙特卡罗抽样得到的灵敏度图见图为了进行对比,以相同方法得到闸墩刚建成时的灵敏度图见图在年这个时间点上,由于抗力减小,因此,可靠指标也减小。
从图中可以看出,灵敏度图中比刚建成时增加了型钢厚度这输入变量,表明在混凝土抗力减小时,型钢承担荷载作用增加,对闸墩可靠度的贡献增加。
由于型钢的保护层厚度较大,在设计基准期内型钢出现锈蚀的可能性不大,型钢的强度和有效面积以及型钢与混凝土的粘结强度靠指标为。
型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析建筑基础科学论文。
由于型钢的保护层厚度较大,在设计基准期内型钢出现锈蚀的可能性不大,型钢的强度和有效面积以及型钢与混凝土的粘结强度不会随时间的变化而发生较大变化。
本文把混凝土的抗压强度作为随时间变化的参数来研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度。
文献给出了混凝土立方体抗压强度随时间变化的均值和标准差的变化,且任意时刻的混凝土抗压强度服从正态分布。
具体表达见式和。
式中,定义输出变量,进而利用中概率设计模块自动进行抽样再拟合得出所需的输出变量。
目前响应面函数的主要形式是次多项式,其形式分为包含交叉项和不包含交叉项两种。
考虑到计算效率和精度问题,本文采用包含交叉项的次多项式,函数形式如下式中表示公式中的待定系数表示结构的功能函数,表示影响结构的随机变量。
根据式和求出混凝土立方体抗压强度的平均值标准差,再根据式和式转化为混凝土轴心抗压强度平型钢混凝土闸墩在不同时间点的可靠指标,研究其在设计基准期内的可靠指标的变化趋势,并通过灵敏度图分析闸墩的型钢尺寸型钢屈服强度混凝土抗压强度等参数对闸墩可靠度的影响。
结构可靠度分析结构可靠度分析的响应面法实际工程中,结构复杂的工程基本随机变量存在各种不确定性,用结构可靠度理论的传统积分方法难以确定极限状态功能函数的显式方程,进而计算结构的可靠度。
因此,求解复杂结构的可靠度需采用新的计算方法。
目前,主流的结构可靠度计算方型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析建筑基础科学论文会随时间的变化而发生较大变化。
本文把混凝土的抗压强度作为随时间变化的参数来研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度。
文献给出了混凝土立方体抗压强度随时间变化的均值和标准差的变化,且任意时刻的混凝土抗压强度服从正态分布。
具体表达见式和。
式中,表示第年混凝土立方体抗压强度的均值和均方差表示混凝土立方体抗压强度的均值和均方差,。
型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析建筑基础科学论文抗力也发生变化,输入参数中,混凝土抗压强度值按照表变化,均布荷载型钢屈服强度型钢宽度和厚度按照表取值,输出参数见式。
为保证结果有的准确性,计算时置信区间为,利用响应面法得出型钢混凝土闸墩在对称工况时的响应面方程为根据响应面方程和表表统计参数的均值标准差以及分布类型,利用法计算得出可靠指标,大于目标可靠指标,满足可靠度要求。
为了分析型钢混凝土闸墩的型钢尺寸型钢屈服强度混凝土抗压强度在设计基准期第年时对闸墩可靠度普通钢筋混凝土闸墩中扇形钢筋的新型闸墩结构被提出,初步研究表明,型钢混凝土闸墩具有刚度大,承载力高等优点,能较好地满足大推力情况下闸墩承载能力的要求。
由于型钢混凝土闸墩是种由多种材料构成的复杂结构,很难采用传统积分方法求解其结构可靠度。
目前对于型钢混凝土闸墩的结构可靠度方面研究还比较少,尤其是时变可靠度。
提出了种结合条件期望的自适应蒙特卡罗模拟方法,并验证了此方法对结构的时变系统可靠度分析的可行性,认表示第年混凝土立方体抗压强度的均值和均方差表示混凝土立方体抗压强度的均值和均方差,。
式中为型钢的屈服应力为型钢混凝土闸墩在荷载作用下的型钢最大的应力,。
闸墩时变可靠度分析对称工况时变可靠度分析在对称工况下,在设计基准期内每间隔年对型钢混凝土闸墩的可靠度进行分析。
限于篇幅只介绍第年时的型钢混凝土闸墩可靠度分析。
对于年这个时间点,由于随着时间的增加均值和标准差见表。
式中为混凝土抗压强度的变异系数为混凝土轴心抗压强度的变异系数为混凝土轴心抗拉强度的变异系数为混凝土轴心抗压强度平均值。
闸墩的目标可靠指标和承载力极限状态失效模式目标可靠指标是规范规定结构应达到的可靠指标。
本文根据水工钢筋混凝土结构设计规范通过校准法得到的水工钢筋混凝土结构的加权平均目标可靠指标由于本文结构参数依据的工程的安全等级为级,根据规范要求其加权平均目标包括阶矩法蒙特卡罗法以及响应面法。
其中响应面法是针对隐式功能函数的种有效可靠的建模和计算方法。
其原理是选用个适当的可以明确表达的响应面函数来近似代替无法明确表达的真实函数,即通过些确定性的数值模拟和试验研究,并通过有限次的计算拟合出响应面,以代替未知的真实的极限状态曲面。
具体实现方法是利用所建立的简化有限元模型,根据结构参数的不确定性来定义输入变量,利用输入变量的均值标准差以及参数服从的分布类型,根据失效模自适应重要抽样评估系统失效概率的精度对概率的顺序相对不敏感。
田浩等建立了基于改进响应面法和确定性的混凝土桥梁退化过程分析方法相结合的混凝土桥梁时变可靠度分析方法,克服了复杂体系结构极限状态方程通常是隐式的问题,实现了混凝土桥梁时变可靠度的求解目标。
本文借鉴已有的研究成果,把时间作为变量,利用概率设计模块的响应面法拟合出响应面方程,并将拟合方程作为闸墩的功能函数进行可靠度分析。
利用得出的响应面方程结合法求型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析建筑基础科学论文标下降较快,非对称工况荷载下则在年期间下降较快。
随着时间和抗力的变化,非对称工况荷载下的闸墩可靠度减小的速度较快,应尽量减少闸墩在非对称工况下运行的时间。
关键词响应面法型钢混凝土时变可靠度灵敏度闸墩闸墩是种用于支承闸门分隔闸孔及连接两岸的墩式结构。
作为水利枢纽泄水建筑物的重要组成部分,随着大流量高水头泄水建筑物的不断增多,闸墩承受的作用力越来越大,单纯采用普通钢筋混凝土结构难以满足大推力闸墩结构的安全要求。
以型钢代的简化。
根据水工混凝土结构设计规范的相关公式计算确定型钢的配钢量为,取型钢尺寸为型钢高度型钢宽度翼缘厚度腹板厚度。
型钢的布置方式根据相关研究采用型钢,保护层厚度为,长度为,角度为的布置方式,并在闸墩两侧内配置横竖向构造钢筋,同时设有横向联接型钢。
闸坝的有限元模型如图图所示。
摘要型钢混凝土闸墩是种刚度大承载力高的新型闸墩结构为了研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度,基于结构可靠度成时不变可靠度,即认为在个时间段或个时间点的可靠度保持不变,通过
