橋樑可靠度分析方法與套用

《橋樑可靠度分析方法與套用》是2017年東南大學出版社出版的圖書，作者是魯乃唯 、劉揚。

基本介紹

• 中文名： 橋樑可靠度分析方法與套用
• 作者：魯乃唯、劉揚
• 出版社：東南大學出版社
• 出版時間：2017年3月15日
• 定價：52 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787564164874
• 字數：310千

內容簡介

本書是結構可靠度理論在橋樑工程中的套用教材，涵蓋了結構可靠度理論、橋樑工程、有限元分析等多個方面內容，是作者多年來研究成果的總結。本書總計9章，分別以連續剛構橋、斜拉橋、懸索橋為工程背景，系統地講解了考慮橋樑工程中受隨機變數影響的體系可靠度、可靠性最佳化設計、動力可靠度、疲勞可靠度等內容。

《公路工程結構可靠度設計統一標準》(GB/T 50283—1999)全面引入了結構可靠性理論，此後，《公路橋涵設計通用規範》(JTGD60—2004)將該理論落實到橋樑工程結構的設計中。可以看出，由傳統的經驗安全係數設計方法向機率極限狀態設計方法的轉變勢在必行。與經驗安全係數設計法相比，機率極限狀態設計以結構可靠度理論為基礎，以隨機變數的方式考慮結構不確定性因素對工程結構的影響，通過計算結構的失效機率來評估結構的安全水平。針對橋樑工程結構特點，採用結構可靠度理論可實現不同的分析目的。例如：針對超靜定橋樑結構，可採用結構體系可靠度方法；針對橋樑動力分析，可採用動力可靠度準則；針對橋樑的疲勞問題，可採用疲勞可靠度分析方法；針對橋樑結構的最佳化設計問題，可採用可靠性最佳化設計方法。

目錄

前言

第一章緒論1

11工程結構可靠性概述1

111不確定性1

112隨機變數與隨機過程2

113可靠度與失效機率4

12工程結構設計方法的演變6

121容許應力法7

122半機率設計法7

123近似機率極限狀態法8

13橋樑結構可靠度研究方向9

131一般構件可靠度9

132體系可靠度9

133動力可靠度9

134耐久可靠度10

14本書主要內容10

參考文獻11

第二章結構可靠度分析的基本理論與方法13

21一次二階矩法13

211中心點法13

212驗算點法14

22Monte Carlo抽樣方法17

221直接抽樣法17

222重要抽樣法18

223方向抽樣法19

23回響面法20

231回響面法基本原理20

232改進的二次序列回響面法21

233算例分析22

24本章小結25

參考文獻25

第三章橋樑結構靜力可靠度分析的智慧型算法27

31工程結構功能函式擬合方法27

311二次序列回響面方法27

312神經網路方法29

313支持向量回歸方法30

32工程結構可靠度分析的聯合智慧型算法31

321聯合智慧型算法流程31

322分析軟體33

323軟體操作說明35

33算例分析36

331算例1：顯式功能函式36

332Brotonne 斜拉橋簡化結構37

34工程實例39

341連續剛構橋39

342斜拉橋42

35本章小結47

參考文獻47

第四章橋樑結構體系可靠度分析方法48

41橋樑結構體系的簡化模型48

411橋樑結構簡化措施49

412兩個基本模型49

413多種失效模式的數學模型51

414結構體系失效模型51

42結構體系可靠度的基本分析方法52

421失效機率的限界估計52

422失效機率的近似計算54

423失效模式識別55

43基於更新支持向量的結構體系可靠度分析方法56

431SVR模型更新思路57

432SVR模型的兩次更新58

44算例分析59

441懸吊結構59

442桁架橋樑61

443混凝土斜拉橋63

45本章小結68

參考文獻68

第五章橋樑結構可靠性最佳化設計70

5.1結構體系可靠性最佳化設計方法70

5.1.1現有方法綜述70

5.1.2基於遺傳算法與神經網路的可靠性最佳化方法71

5.1.3構件失效機率計算76

5.2經典十桿桁架算例76

5.2.1算例介紹76

5.2.2最佳化結果分析78

5.3工程實例79

5.3.1鋼桁梁簡介79

5.3.2鋼桁梁設計結構的體系可靠性分析80

5.3.3參數分析81

5.4本章小結84

參考文獻85

第六章基於隨機車流的橋樑動力回響首超機率模型86

6.1研究現狀87

6.1.1公路橋樑車輛荷載模型87

6.1.2車橋動力回響87

6.1.3橋樑動力可靠度評估88

6.2隨機車流模型89

6.2.1基於WIM的車輛統計分析89

6.2.2隨機車流模擬96

6.3基於首超準則的動力可靠度理論99

6.3.1首次超越破壞準則99

6.3.2Possion假定100

6.3.3Markov假定101

6.4隨機車流下橋樑的動力回響機率分析方法103

6.4.1車橋耦合振動理論與分析方法103

6.4.2車橋耦合系統的有限元簡化分析方法106

6.4.3橋樑動力回響機率分析110

6.4.4極值機率模型112

6.5本章小結113

參考文獻114

第七章車載下大跨度懸索橋的動力可靠度評估117

7.1工程背景117

7.1.1某懸索橋簡介117

7.1.2有限元模型118

7.2車載下加勁梁的動力回響數值分析123

7.2.1腳踏車作用123

7.2.2隨機車流作用126

7.3機率統計分析127

7.3.1隨機過程特徵127

7.3.2基於Rice公式的荷載效應極值預測130

7.4動力可靠度分析133

7.4.1首超可靠度計算133

7.4.2參數分析135

7.5本章小結141

參考文獻142

第八章公路鋼橋疲勞損傷機率模型143

8.1車載下鋼橋疲勞損傷數學模型143

8.1.1鋼橋疲勞損傷分析方法143

8.1.2SN曲線與線性累積損傷準則145

8.1.3疲勞應力提取方法146

8.2疲勞強度曲線147

8.2.1英國BS5400規範147

8.2.2美國AASHTO規範149

8.2.3歐洲Eurocode　3規範150

8.2.4中國鐵路鋼橋設計規範150

8.2.5鋼橋面板的SN曲線151

8.3鋼橋疲勞應力數值模擬方法152

8.3.1基於有限元的結構疲勞應力分析方法152

8.3.2一種鋼橋疲勞損傷機率建模方法157

8.4工程實例162

8.4.1工程背景162

8.4.2不同車型作用下疲勞應力分析163

8.4.3鋼箱梁細節疲勞應力的機率模型169

8.4.4鋼箱梁細節疲勞損傷的機率模型171

8.4.5隨機車流作用下南溪長江大橋的等效疲勞應力173

8.5本章小結175

參考文獻175

第九章隨機車流下鋼橋面板焊接細節疲勞可靠度評估178

9.1車載下鋼橋面板細節疲勞可靠度分析基礎178

9.1.1功能函式179

9.1.2隨機變數的機率特徵180

9.1.3可靠指標計算方法181

9.2隨機車流下南溪長江大橋鋼箱梁的細節疲勞可靠度分析182

9.2.1不考慮交通量和車重增加182

9.2.2僅考慮交通量增長183

9.2.3僅考慮車重增長185

9.2.4考慮預測交通量186

9.3目標可靠指標下鋼箱梁細節的疲勞壽命評估188

9.3.1疲勞目標可靠指標的選取188

9.3.2鋼箱梁細節疲勞壽命188

9.4本章小結190

參考文獻190