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服役水工结构可靠性评估及维修加固决策研究

作　者: 苌自超
导　师: 叶少有
学　校: 合肥工业大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 服役结构 失效模式 验证模式 体系可靠度 维修加固决策
分类号: TV698.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要


对服役结构可靠性的研究,目前在材料及构件层次上的研究较为深入,但在结构体系层次的研究还处于探索阶段。通常一个结构由许多简单构件组成,且具有多种破坏(失效)模式,因此应以系统的观点分析结构可靠度,也即进行结构体系的可靠性分析。同时,服役工程结构可靠性理论研究的目的,是为其维修加固或者改造决策提供理论依据。为此,论文针对这两个方面展开研究,做了如下工作:首先,对服役结构体系可靠性研究的背景、结构可靠度(包括体系可靠度)发展简史、常用计算方法和服役结构可靠性分析的基本特点及基本原则进行了概述。在此基础上介绍了服役工程结构可靠性的基本概念和体系可靠度的各种计算方法,并考虑到水工结构工程常是三维大型复杂结构,为在不失精度的条件下,提高计算效率,着重给出了逐步等效线性Johnson求交法这一高效算法。其次,研究了服役结构在多个验证模式和多种失效模式下的结构体系可靠度计算,给出了一种服役结构体系可靠度计算的点估计法,并给出了一个算例。再次,基于服役结构动态可靠性,采用投入产出的投资决策方法,提出服役结构维修加固决策分析的模型和方案优选模型、维修加固投资分析模型和动态经济分析模型,并给出了投资的经济判别方法。最后,对服役水工堤防工程进行了可靠性评价及维修加固决策分析。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-20
  1.1 可靠性评估及维修加固研究目的和意义  12-13
    1.1.1 可靠性评估及维修加固的目的  12-13
    1.1.2 服役结构可靠性评估研究的意义  13
  1.2 可靠性评估研究现状及发展  13-16
    1.2.1 结构体系可靠度理论概述  13-15
    1.2.2 服役结构的可靠性评估及发展趋势  15-16
  1.3 服役工程结构可靠性分析的基本特点和原则  16-18
    1.3.1 服役工程结构可靠性的基本特点  16-17
    1.3.2 服役结构可靠性分析的基本原则  17-18
  1.4 本文主要研究内容  18-20
第二章 体系可靠度的计算方法  20-30
  2.1 服役工程结构可靠性分析的基本概念  20-23
    2.1.1 结构的极限状态  20-21
    2.1.2 结构的可靠度  21-23
  2.2 体系可靠度的分析计算  23-25
    2.2.1 结构体系的组成分析  23-24
    2.2.2 广义可靠指标  24-25
  2.3 串联系统可靠度的计算方法  25
  2.4 并联系统可靠度的计算方法  25-26
  2.5 逐步等效线性化 JOHNSON 求交法  26-30
    2.5.1 一般系统的体系可靠度  26-27
    2.5.2 逐步等效线性化Johnson 求交法  27-29
    2.5.3 算例分析  29-30
第三章 服役结构体系失效概率计算分析  30-50
  3.1 结构体系失效概率的基本计算方法  30-31
  3.2 失效模式和验证模式及相关性分析  31-38
    3.2.1 单一失效模式与验证模式及相关性  32-36
    3.2.2 多失效模式与验证模式及相关性  36-38
  3.3 考虑验证模式的服役结构体系失效概率的点估计方法  38-50
    3.3.1 理论公式  38-40
    3.3.2 条件概率法的计算条件  40-42
    3.3.3 结构体系失效概率的点估计近似公式  42-45
    3.3.4 算例分析  45-50
第四章 基于可靠度的服役结构维修加固决策分析  50-55
  4.1 基于可靠度的服役结构维修加固决策模型  50-53
    4.1.1 维修加固效益模式  50-51
    4.1.2 基于可靠度的服役结构维修加固决策模型  51-53
  4.2 维修加固的动态经济分析  53-55
    4.2.1 经济指标分析  53-54
    4.2.2 动态经济分析  54-55
第五章 服役堤防工程的可靠性评价及加固决策分析  55-64
  5.1 服役堤防工程的主要失效模式与条件失效概率  55-58
  5.2 服役堤防工程的条件失效概率定性分析及其系统可靠度计算  58-60
    5.2.1 现有堤防工程的条件失效概率分析  58-59
    5.2.2 现有堤防工程系统可靠度计算  59-60
  5.3 服役堤防工程的加高加固决策模型  60-61
  5.4 基于可靠度的现有堤防工程加高费用效益分析  61-64
    5.4.1 考虑设防标准的现有堤防工程系统可靠度  61-62
    5.4.2 基于可靠度的服役堤防工程加高费用效益分析  62-64
第六章 结论及展望  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 水工建筑物管理 > 水工建筑物的管理与维修
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