结构可靠度毕业设计论文

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1、河北大学2012届本科生毕业论文（设计）1引言1.1绪论以钢材为主的钢结构是现代建筑工程中较为普遍的结构形式，也是古今中外主要的建筑结构类型之一。早在秦始皇时代就已经出现用铁做简单的承重结构，公元3-6世纪，聪明的中国人用铁链修建了铁索悬桥，而著名的四川大渡河铁索桥就是最好的例子。钢结构通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构五大子类。与钢筋混凝土结构相比，钢材有以下几个方面的优势：①强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，所以能用于建造大跨度和超高、超重型的建筑；②材料匀质，各向同性好，属于理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定

2、；③材料塑性、韧性好，能很好地承受动力荷载；④工业化程度高，可进行机械化程度较高的专业化生产；⑤建筑工期短，钢材自身的性质决定了它在“高、大、轻”三个方面的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中已得到了合理、广泛的应用，相信以它独特的优势必将在未来的建筑领域中大放异彩。1.2可靠度简介结构可靠性是用可靠度来衡量的，其定义为：在规定的时间和条件下，结构完成预定功能的概率。它包括结构的安全性、适用性和耐久性这三个方面。换而言之，可靠度要解决的根本问题是：在给定一个或多个材料特性或几何尺寸，而这些特性具有随机的或不完全知道的性质，以及

3、在某些方面，结构上作用的荷载具有随机的或不完全知道的特性的情况下，结构按预定方式正常工作的概率。对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域[1]。可靠度的研究早在20世纪30年代就开始，当时主要是围绕飞机失效进行研究。20世纪40年代，苏联人首先提出了一次二阶矩理论的基础概念，以及计算结构失效概率的方法及可靠度指标公式；美国人在此基础上又提出了与结构失效概率相联系的可靠指标作为衡量结构安全度的一种统一数量指标，

4、建立了结构安全度的二次矩模式；1946年，弗罗伊詹特（A.M.Freudenthal）发表题为《结构的安全度》的论文，开始较为集中地讨论这个问题；同期，苏联的尔然尼钦提出了一次二阶矩理论的基本概念和计算结构失效概率的方法及对应的可靠指标公式；美国柯涅尔（C.A.Cornell）在尔然尼钦工作的基础上，于1969年提出了与结构失效概率相联系的可靠指标β作为衡量结构安全度的一种统一数量指标，并建立了结构安全度的二阶矩模式；1971年加拿大的林德（N.C.Lind）对这种模式采用分离函数方式，将可靠指标β３３河北大学2012届本科生毕业论文（设计）表达成设计人员习

5、惯采用的分项系数形式。这些进程都加速了结构可靠度方法的实用化。美国伊利诺斯大学洪华生（A.H.S.Ang）对各种结构不定性作了分析，提出了广义可靠度概率法。他同邓汉忠（W.H.Tang）合写的《工程规划和设计中的概率概念》一书在世界上已广为应用。1976年，国际“结构安全度联合委员会”(JCSS)，采用拉克维茨（Rackwitz）和菲斯莱（Fiessler）等人提出的通过“当量正态”的方法以考虑随机变量实际分布的二阶矩模式，这对提高二阶矩模式的精度意义极大。至此，二阶矩模式的结构可靠度表达式与设计方法开始进入实用阶段。我国的结构可靠度研究始于上世纪50年代，

6、1970年代，我国工业与民用建筑、公路桥梁、水利水电工程以及港口工程等设计规范已经开始涉及所谓“可靠度”的概念；1980年代，在结构可靠度的基本理论和设计方法方面进行了大量的研究工作。1984年，我国颁布了《建筑结构统一标准》（GBJ68-84）,这标志着我国建筑设计理论与设计规范进入了一个新的阶段，即采用以概率理论为基础的极限状态设计方法的阶段。全国结构可靠度委员会自1987年起，每两年组织召开一次全国性的学术会议，实际上，在此后的若干年间，一直在酝酿着一部新规范的诞生。由建设部会同有关部门共同修订的《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068－2002

7、）和《建筑结构荷载规范》（GB5009－2001）终于经建设部批准并分别于2002年3月1日起实行，同时进行修订的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)，在结构可靠度、设计计算、配筋构造等方面均有一系列的重大更新和补充，经过专家审查、专题论证、试设计、两次征求全国有关单位意见，提高了规范的科学合理性与先进性，进一步适应了现代建筑混凝土结构设计的需要。因此，从上世纪80至90年代末，我国广大结构工程设计人员、有关技术人员以及大专院校师生就不断地面临着一个熟悉新规范、掌握新规范和贯彻实施新规范的任务[9]。此后，结构可靠度研究开始进入实用阶段，在机械

8、、建筑、水利等方面均有所应用。1.3结论土木工程结构