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《基于蒙特卡洛方法的钢筋混凝土偏心受压构件可靠度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、基于蒙特卡洛方法的钢筋混凝土偏心受压构件可靠度分析第28卷第2期2011年4月吉林建筑工程学院JournalofJilinInstituteofArchitecture&CivilEngineeringV01.28No.2Apr.2011基于蒙特卡洛方法的钢筋混凝土偏心受压构件可靠度分析$蔡斌(吉林建筑工程学院土木工程学院,长春130118)摘要:钢筋混凝土偏心受压构件是较为常见的结构构件之一.根据构件承受轴力和弯矩的大小,构件可能出现两种破坏形式,大偏心受压构件和小偏心受压构件.本文利用可靠度理论将载荷,材料属性和几何尺寸等量视为随机变量,利用蒙特卡洛方法计算出钢筋混凝
2、土偏心受压构件的结构可靠度.关键词:可靠度;偏心受压;蒙特卡洛方法;偏心矩中图分类号:061文献标志码:A文章编号:1009-0185(2011)02-0001—04ReliabilityAnalysisofRCMembersSubjectedtoEccentricCompressionBasedonMonteCarloSimulationCAIBin(SchoolCivilEngineeringJilinInstituteofArchitectureandCivilEngineeringChangchun,China130118)Abstract:Seismictime—his
3、toryresponseanalysisof1eframe—shearwallstructurewereconductedusingthefi—niteelementcomputerprogramANSYS,aseriesofsimulationtechnologiessuchasdefiningmaterialmodel,estab—lishingfiniteelementmodelandmethodsofpost—processingofanalysisresultsweI℃studied.Usingthismode1.thevibrationalfrenquencyandm
4、odearecalculated,andseismictime—historyresponseanalysisisstudiedunderTian—jin.Someconcluhionareobtainedandbereferredfordesignofthiskindofstructure.Keywords:reliability;eccentriccompression;MonteCarlosimulation;eccentricity0引言结构的可靠度是指结构在规定的时间内和在规定的条件下,完成预定功能的概率¨].对工程结构进行可靠度分析,如果随机变量分布和功能函数已知,可
5、采用一次二阶矩法J.但由于实际工程结构的复杂性,对于基本随机变量分布未知,极限状态方程存在高度非线性,复杂偏导数及高次方程求解困难,功能函数不存在明确的解析表达式等情况,此时直接应用一次二阶矩法计算失效概率十分困难J.目前,蒙特卡洛方法是计算复杂结构可靠度的最有效方法,其基本原理是对各随机变量进行大量抽样,结构失效次数占抽样数的频率为失效概率的无偏估计值.1失效概率函数的构造设功能函数为:z=g(X.,,…,)收稿日期:2010—09—13.作者简介:蔡斌(1978～),男,吉林省长春市人,讲师,硕士.?基金项目:吉林省科技厅青年科研基金项目(20100180);吉林省教育厅"十
6、二五"科研项目(吉教科合字2011第178号)2吉林建筑工程学院第28卷其中,互,,…,以为n个相互独立的随机变量.当z>0时,结构处于安全状态,z≤0时,结构处于失效状态.将功能函数在均值点=(,,…疋)处进行一阶Taylor展开,可得z的均值和标准差为:/3,:=g(,,…,)(2)={【(蠹)')(3)=O"z(4)结构的失效概率也可用可靠度指标表示为:p,=(一JB)(5)式中,(?)表示服从标准正态分布的分布函数.不管是一次二阶矩法或者二次二阶矩法,都属于近似计算的方法,在进行结构可靠度计算时都需要进行数值迭代,但每次迭代都有明确的解析表达式,所以,属于解析方法.
7、这些方法的实质都是通过泰勒展开的方法,用超平面或者二次曲面的办法代替原来的极限状态曲面.因此,对于极限状态曲面比较复杂,或者极限状态方程高度非线性的问题需要一种相对精确的方法对其进行验证.另外,有些情况下,直接用解析法求解结构的可靠度可能比较困难,有学者提出了蒙特卡洛方法[').蒙特卡洛方法属于数值模拟方法,该方法计算精度高.所以,本文采用蒙特卡洛方法计算钢筋混凝土受压构件的结构可靠度.2蒙特卡洛方法应用蒙特卡洛法又称为随机抽样法,概率模拟法或者统计实验法.该方法利用大量的随机实
