工程结构设计中可靠度理论的研究现状和趋势,结构工程论文.docx

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1、工程结构设计中可靠度理论的研究现在状况和趋势,结构工程论文工程构造设计是为了用最经济低廉的方式来完成建筑物预定的各种功能。而可靠度理论就是工程构造设计的控制参数。所以为了使工程构造设计完成的愈加顺畅，必需要深切进入的研究分析工程构造的可靠度理论。 1 工程构造设计理论的发展。 工程构造设计理论的发展经历了三个阶段。分别是容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法。 1.1 容许应力设计法。 容许应力设计法是在我们国家使用时间最久的一种设计方式方法，现今仍然在公路、铁路工程设计中沿用。但是这种设计方式方法有很多的缺乏之处，例如在设计时不是根据科学化的方式方法，而是凭借设计者的设计经历体验来确

2、定安全系数。设计时没有考虑工程材料的非线性塑性变形性能，设计没有办法对材料进行充分的利用。 1.2 破损阶段设计法。 破损阶段设计法相对于容许应力设计法来讲愈加准确一些，能够对材料充分运用，也能够考虑到非线性塑性变形性能，但是依靠设计经历体验这一个缺陷仍然没有改善1.同时也无法对采用了极限平衡理论荷载作用下构造的应力分布和位移变化进行很好的估计。 1.3 极限状态设计法。 极限状态设计法是把这个构造在各种极限的状态之下会产生的结果进行分析，并且要引入可靠性理论的设计方式方法和概率论数理统计两种方式方法加以佐证。这种方式方法相对于容许应力法和破损阶段法有了很大的进步，不是仅靠设计者的经历体验，也

3、靠理论上的分析，所以具有了一定的科学性。 2 构造可靠度理论的研究现在状况。 从二十世纪七十年代以来，可靠性理论开场被各国相继采用，自从康奈尔提出一次二阶矩法，林德就根据他的理论推证出了一套荷载和抗力安全系数，他是将可靠度分析和实际上的设计方式方法联络和结合起来，进而构成了他的研究成果。但是康奈尔的研究成果中，可靠指标存在着 不一致性 的弊病。但这一问题后来被哈绍弗和林德所解决，德国的拉克维茨换热菲斯勒紧随其后的提出了等价正态变量求法，这种方式方法在后来被系统的整合成构造安全度联合委员会的文件附录推荐给了土木工程界，进而被很多国家所采纳应用。当然也被我们国家作为工程构造设计的规范，被写进(建筑

4、构造设计统一标准2. 这套理论相对于之前的研究理论有很多的优点，比方通过了荷载安全系数和强度安全系数让设计的不确定因素有了更好的处理办法，避免了设计中对材料的浪费。华而不实提出的校准法就为新旧两种设计中提供了可比性3.另外目的可靠度的分析也愈加确定。 当然这套理论也有一定的缺乏之处。一是校准法还存在着一定的不规范性和不协调性，比方在重力荷载起主要作用的构造可靠度往往会高于风和地震作用起控制作用设计的构造可靠度。二是恒荷载起主要控制作用会导致构造的强度或安全系数大大降低，而荷载相对来讲不重要的构造，例如象壳体，新的标准又有些保守。三是新的设计规范仍然是以构件强度极限的状态下进行详细操作的，对系统

5、的直接的行为没有做分析描绘叙述，同时也对临界和非临界的构件没有将其区别开来。我们国家现行的构造设计规范是基于概率分析的极限状态设计方式方法指定的，和往常的设计的规范是一样或类似的，并没有考虑到构造的整体性，只是以构件的可靠度作为目的建筑的可靠度，这样对建筑安全性会有一定的风险。 3 构造可靠度理论的发展方向。 在近些年来，工程构造设计的可靠度理论工作已经成为建筑设计中比拟重要的环节，很多相关学者和设计人员对其不断地进行分析研究，也提出了很多的详细方式方法和相关概念4.由于可靠度研究具有复杂性，当前的研究成果并没有具有很强的权威性，还很不成熟，仍处于探寻求索的初级阶段。但在华而不实也分析出了几个

6、比拟成熟的计算方式方法。例如响应面法、一次二阶矩法、蒙特卡罗法、高次高阶矩法、帕罗黑莫法和随机有限元法等等，这些研究都特别有难度。但在新的规定下，固然很多学者已经提出了很多计算方式方法，但并没有完全避免人为上的错误过失，很多构造的失效并不是由于荷载的强度不确定性造成的，而是由于在施工中没有办法避免的人为的错误过失，对于这一点问题仍没有很好的办法解决，所以成为了现今的工程构造设计中比拟热门的问题。 另外，还有很多学者对系统可靠度的界线问题进行了研究，对构造极限状态也进行了分析和改良，不仅参考了极限状态下的强度，也参考了正常使用状态下的极限强度，同时也对风雨地震等灾难的毁坏程度进行分析，考虑在能量

7、损耗的极限状态。模糊随机可靠度理论研究是工程构造设计的一项重要内容，这项研究也需要进一步的进行完善和发展。 除了这些问题之外，还应该对目的可靠度量化问题进行分析和解决，固然校准法的出现一定程度上解决了这个问题，但在实际的应用上来讲，还有很长的路要走。 4 结束语。 工程的可靠度理论研究是一个近些年来比拟受关注的课题，也是很多的设计者最注重的问题之一。对于这个课题的研究还需要很多的问题需要重点解决，所以还需要相关的设计者来进行进一步的分析研究，在完善可靠度的基础上，加强工程构造体系的可靠度计算方式方法的研究。 以下为参考文献： 1刘玉彬。工程构造可靠度理论研究综述J.吉林建筑工程学院报，2002,02:41-43. 2李广博。Fourier正交基神经网络加权响应面法的构造可靠性分析D.吉林大学，2020.