1. 结构系统可靠性问题特点:需要考虑多个极限状态。

2. 在结构系统可靠性分析中采用时不变随机荷载模型的假设条件是:

1)各荷载同时作用,彼此之间完全独立,因此本质上只有一个独立的载荷参数,或者

2)各荷载依次作用,每个载荷仅作用一次且作用的顺序已知。

 3. 结构系统模型

1)载荷模型

  • 结构的失效模式依赖于具体的加载顺序的现象叫做“加载路径相关”。
  • 实际结构设计时往往考虑塑性失效模式,结构系统响应主要受到结构恒载和持续活载的影响,对外部荷载路径不敏感。故在结构系统可靠性分析问题中,载荷往往被理想化为与时间无关的随机变量不考虑加载路径依赖问题

2)材料模型

  • 弹性:结构任一位置或任一部件的失效,等同于结构系统的失效。
  • 弹脆性:构建在承载能力为0时仍能发生变形,并不总是意味着结构系统的失效。
  • 弹塑性:允许结构中的一个构件或特定区域维持变形时所产生的最大应力。

3)系统模型

(1)结构系统失效定义形式

  • 任意地方达到最大许用应力
  • 形成塑性破坏机制(即零结构刚度)
  • 达到结构极限刚度
  • 达到最大变形
  • 总累计损伤达到极限(如疲劳)

(2)故障树分析

  • 故障树分析考虑结构系统的每一个失效时间,将系统失效事件分解为多个起作用的子事件,并进一步分解这些子事件。
  • 故障树的最底层的子事件对应单个构件或横截面的失效。

(3)失效模式分析方法所得到的失效概率是不保守的(低估失效概率),因为所考虑的失效模式有限,而实际失效模式无限。

4. 结构系统的简化

1)串联系统

2)并联系统-一般情况

3)并联系统-简化塑性

4)组合和条件系统

串联系统和并联系统表示方法在结构可靠性方面并不适用的原因:

  • 结构内部作用重新分布,如构件失效;
  • 载荷通常随时间和结构响应变化,如结构有缺陷。

5. 面向系统的蒙特卡罗技术