工程結(jié)構(gòu)可靠性分析原理

目錄
第一章緒論1
1.1工程結(jié)構(gòu)可靠性研究的緣起/1
1.2工程結(jié)構(gòu)可靠度研究的發(fā)展史/3
1.2.1構(gòu)件層次的可靠度分析/4
1.2.2整體結(jié)構(gòu)的可靠度分析/5
1.2.3結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度分析/7
1.3本書基本觀點(diǎn)與內(nèi)容/8
參考文獻(xiàn)/10
第二章結(jié)構(gòu)作用及其建模14
2.1結(jié)構(gòu)作用的分類/14
2.2靜力作用及其統(tǒng)計(jì)模型/14
2.2.1重力作用/15
2.2.2雪荷載/18
2.3動(dòng)力作用的統(tǒng)計(jì)模型/20
2.3.1地震動(dòng)的統(tǒng)計(jì)模型/20
2.3.2脈動(dòng)風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)模型/23
2.4動(dòng)力作用的隨機(jī)物理模型/26
2.4.1地震動(dòng)物理模型/26
2.4.2脈動(dòng)風(fēng)速物理模型/31
參考文獻(xiàn)/34
第三章作用隨機(jī)性在結(jié)構(gòu)中的傳播36
3.1統(tǒng)計(jì)矩及其傳播/36
3.2靜力作用分析/38
3.2.1彈性力學(xué)基本方程/38
3.2.2線彈性靜力分析有限元基本方程/40
3.2.3靜力分析中的二階矩傳遞/41
3.3動(dòng)力作用分析——隨機(jī)振動(dòng)/43
3.3.1動(dòng)力方程及其解/43
3.3.2統(tǒng)計(jì)特征的傳遞/45
參考文獻(xiàn)/48
第四章材料性質(zhì)隨機(jī)性在結(jié)構(gòu)中的傳播——構(gòu)件抗力統(tǒng)計(jì)矩分析49
4.1引言/49
4.2材料性質(zhì)的隨機(jī)性及其統(tǒng)計(jì)分布/50
4.2.1鋼材強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)矩與概率分布/50
4.2.2混凝土力學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)矩與概率分布/51
4.3典型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的統(tǒng)計(jì)矩分析/53
4.3.1鋼柱軸心受壓/53
4.3.2鋼梁受彎/54
4.4典型鋼筋混凝土構(gòu)件抗力的統(tǒng)計(jì)矩分析/55
4.4.1鋼筋混凝土梁正截面抗彎強(qiáng)度/56
4.4.2鋼筋混凝土梁斜截面抗剪強(qiáng)度/56
4.4.3混凝土構(gòu)件抗力隨環(huán)境作用的變化/58
參考文獻(xiàn)/61
第五章結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度分析——矩法63
5.1基本概念/63
5.2基于狀態(tài)變量的分析/65
5.2.1結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)與失效概率/65
5.2.2可靠指標(biāo)與安全系數(shù)的關(guān)系/69
5.3基于基本隨機(jī)變量的分析/70
5.3.1基本隨機(jī)變量、功能函數(shù)與一次二階矩方法/70
5.3.2均值一次二階矩方法/73
5.3.3設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)法/77
5.3.4相關(guān)隨機(jī)變量/84
5.4概率分布信息的利用/85
5.4.1當(dāng)量正態(tài)化——對(duì)邊緣概率分布尾部信息的利用/86
5.4.2反函數(shù)變換——對(duì)邊緣概率分布信息的利用/89
5.4.3Nataf變換——對(duì)邊緣分布信息與變量相關(guān)信息的綜合利用/91
5.4.4Rosenblatt變換——對(duì)聯(lián)合概率分布函數(shù)的全息反映/94
5.5高階直接矩法/95
5.5.1功能函數(shù)的一維近似表達(dá)/96
5.5.2功能函數(shù)的矩/97
5.5.3失效概率的計(jì)算/98
5.5.4高階直接矩法的分析過程/101
5.5.5基本隨機(jī)變量的分布估計(jì)/104
5.5.6擬正態(tài)變換及其應(yīng)用/104
5.6關(guān)于矩法的評(píng)論/109
參考文獻(xiàn)/110
第六章隨機(jī)性在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的傳播——概率密度演化理論113
6.1概率守恒原理/113
6.1.1一元隨機(jī)函數(shù)概率分布的分析/113
6.1.2概率守恒原理的隨機(jī)事件描述/114
6.1.3概率守恒原理的狀態(tài)空間描述/116
6.1.4關(guān)于概率守恒原理的歷史注記/117
6.2廣義概率密度演化方程及其解/118
6.2.1物理力學(xué)方程及其解答/118
6.2.2廣義概率密度演化方程/119
6.2.3廣義概率密度演化方程的解析解/123
6.2.4廣義概率密度演化方程的數(shù)值解/126
6.3概率空間剖分/128
6.3.1概率空間的Voronoi集合剖分/128
6.3.2點(diǎn)集的偏差/129
6.3.3初始點(diǎn)集的選取/133
6.3.4點(diǎn)集重整技術(shù)/135
6.4廣義概率密度演化方程的數(shù)值求解/137
6.4.1有限差分法/137
6.4.2再生核配點(diǎn)法/144
6.5求解廣義概率密度演化方程的群演化算法/151
6.5.1群演化方程/151
6.5.2子域標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)/153
6.5.3加密點(diǎn)替代模型/155
參考文獻(xiàn)/156
第七章結(jié)構(gòu)整體可靠度分析158
7.1結(jié)構(gòu)失效準(zhǔn)則與結(jié)構(gòu)整體可靠度/158
7.2結(jié)構(gòu)整體可靠度分析方法/159
7.2.1吸收邊界法/160
7.2.2等價(jià)極值事件法/161
7.2.3物理綜合法/162
7.2.4分析實(shí)例/165
7.3經(jīng)典結(jié)構(gòu)體系可靠度分析方法/167
7.3.1結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)模擬/167
7.3.2結(jié)構(gòu)失效概率的計(jì)算/170
7.3.3主要失效模式的搜索/171
7.3.4經(jīng)典結(jié)構(gòu)整體可靠度分析思想剖析：困境與局限性/174
7.4注記：經(jīng)典可靠度多維積分的困境與出路/175
參考文獻(xiàn)/176
第八章基于可靠度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)178
8.1概率設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/178
8.1.1社會(huì)準(zhǔn)則/179
8.1.2經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則/179
8.1.3歷史推定準(zhǔn)則/179
8.2工程規(guī)范設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/181
8.2.1分項(xiàng)系數(shù)法/181
8.2.2分項(xiàng)系數(shù)的確定方法/184
8.3基于可靠度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)/188
8.3.1結(jié)構(gòu)功能可靠度驗(yàn)算/188
8.3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)/193
8.4基于可靠度的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/194
參考文獻(xiàn)/196
附錄A平穩(wěn)二項(xiàng)過程與復(fù)合泊松過程198
A.1平穩(wěn)二項(xiàng)過程/198
A.2復(fù)合泊松過程/198
參考文獻(xiàn)/199
附錄B隨機(jī)過程200
B.1隨機(jī)過程的概率結(jié)構(gòu)/200
B.2隨機(jī)過程的數(shù)字特征/201
B.2.1時(shí)域數(shù)字特征/201
B.2.2頻域數(shù)字特征/204
B.2.3數(shù)字特征的運(yùn)算法則/206
參考文獻(xiàn)/208
附錄C隨機(jī)場(chǎng)209
C.1基本概念/209
C.2隨機(jī)場(chǎng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)/211
參考文獻(xiàn)/212
附錄D賦得概率計(jì)算213
D.1賦得概率的定義及其歸一性/213
D.2賦得概率的計(jì)算/213
D.2.1局域覆蓋法/214
D.2.2全域法/214
參考文獻(xiàn)/215
附錄E數(shù)論方法的生成向量217
參考文獻(xiàn)/221
附錄F論第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論（代后記)222
F.1認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的兩個(gè)基本維度/222
F.2第一代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論/223
F.3第二代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展/224
F.4第二代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的局限性與基本矛盾/226
F.5第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的基本特征與發(fā)展目標(biāo)/227
F.6第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)/229
F.6.1固體力學(xué)/229
F.6.2概率密度演化理論/231
F.7第三代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的研究發(fā)展方向/233
F.8結(jié)語/235
參考文獻(xiàn)/236
Contents
Chapter 1Introduction1
1.1Origin of Reliability Analysis for Engineering Structures/1
1.2History of Reliability Analysis for Engineering Structures/3
1.2.1Reliability Analysis at the Level of Member Elements/4
1.2.2Global Reliability Analysis/5
1.2.3Dynamic Reliability Analysis/7
1.3Basic Viewpoints and Contents of This Book/8
References/10
Chapter 2Loads on Structures and Their Modelling14
2.1Classification of Loads on Structures/14
2.2Static Loads and Their Statistical Models/14
2.2.1Gravity Load/15
2.2.2Snow Load/18
2.3Statistical Models for Dynamic Loads/20
2.3.1Statistical Models for Seismic Ground Motion/20
2.3.2Statistical Models for Fluctuation Wind Speed/23
2.4Physical Models for Dynamic Loads/26
2.4.1Physical Models for Seismic Ground Motion/26
2.4.2Physical Models for Fluctuation Wind Speed/31
References/34
Chapter 3Propagation of Randomness Associated with Loads in Structures36
3.1Statistical Moments and Their Propagation/36
3.2Analysis for Static Loads/38
3.2.1Fundamental Equations of Elastic Mechanics/38
3.2.2Basic Finite Element Equations for Linear Elastic Static Analysis/40
3.2.3Transfer of Secondorder Moments in Static Analysis/41
3.3Analysis for Dynamic Loads: Random Vibration/43
3.3.1Dynamic Equation and Its Solution/43
3.3.2Transfer of Statistical Characteristics/45
References/48
Chapter 4Propagation of Randomness Associated with Material Properties in Structures： Statistical Moment of Structural Member Resistance49
4.1Introduction/49
4.2Randomness Associated with Material Properties and Their Statistical Distribution/50
4.2.1Statistical Moments and Probability Distribution of Steel Strength/50
4.2.2Statistical Moments and Probability Distribution of Mechanical Properties of Concr