可靠度加速算法在求桥梁结构可靠性指标中的应用

在桥梁结构的传统设计方法中存在一些问题,这些因素会影响桥梁结构的稳定性和安全性,无法适应现代社会发展对桥梁的要求,而且还会给桥梁的建设施工以及后续使用带来安全隐患,有可能导致重大的安全事故,对人民群众的生命安全以及国家的财产造成严重的损失。所以设计人员在对桥梁结构进行设计时要不断优化设计方案,积极运用安全可靠的结构技术和施工工艺,提高桥梁结构的可靠性,从而保证桥梁的结构安全。文章将对可靠度的桥梁结构优化设计进行分析和研究。

针对目前现有可靠度计算方法存在的缺点,基于可靠度指标的几何涵义,运用模拟退火算法原理,建立可靠指标的优化模型,提出一种计算桥梁结构可靠度指标的全局优化算法。该方法利用模拟退火思想与原理,能有效克服传统算法容易陷入局部最优解而无法自拔的弊端,而且对于复杂性和非线性的功能函数,避免了繁琐的求偏导数工作,是一种求解复杂桥梁结构可靠度问题的有效方法,并通过实例来证明了该方法的有效性。

在可靠度理论中,用β来衡量结构的可靠性,如果荷载效应及抗力均为正态分布,则结构功能函数也应服从正态分布规律,即z=r-sz的平均值为μz=μr-μs,标准差为σ2r+σ2s,则可靠度指标为βμzσz=μr-μszσr+σs如图1所示式(1)中r,s分别为表示作用的抗力及荷载效应。σr,σs代表r与的标准值。当z<0,失效率pf=p(z=r-s<0)p为概率。pf=p(z<0)=∫0-∞1σz2π=exp[-(z2σ-2zμz)2]dz(2)令x=zσ-zμz,则dz=σzdx∴pf=∫-μz-σ∞z12πexp(-zx2)dx=φ(-σμzz)=φ(-β)(3)在(3)式中,φ(.)为标准正态分布函数。如果用恒载(自重+二期恒载)与抗力算出β1,恒载(自重+二期恒载)+车辆荷载(包括冲击)算出β2,利用β1-β2可以判断结构维修与加固程度,这就是本文思路所在。但是r与s均需正态分布,如不服从正态,应将参数换算成为当量正态,否则不能做简单的加减。荷载与抗力的统一参数均可取文献[1]第三章到第五章的科研与科研成果。在抗力计算中特别是剪力,它与结构的配筋有关,其公式为:qjk=0.008(2m+ρ)rbh+.012μkrgkbh0其公式中符号代表可见规范(tjt-023-85),必须指出“建规”中的qjk与“桥规”不同,“桥规”比“建规”大1.35倍,这是因计算模式而导致的,不影响计算结果。

go法是一种系统可靠性分析方法,可将go法应用到软件体系结构的可靠性分析中。根据软件体系结构自身的特点及构件之间的关系,分别建立了软件体系结构六种基本结构的go模型,并进行了定量go运算。通过一个实例,说明了应用go法对软件体系结构的可靠性进行分析的全过程。实践表明:运用定量go运算能够方便地计算出整个软件体系结构的可靠度,通过定性go分析还可评估各构件及连接件的重要性,对后期系统的设计与开发具有一定的指导意义。

结构可靠性研究的意义在于评估单一构件、结构体系的安全性、适应性、耐久性。从结构设计到建造过程中，荷载、材料、构件的截面尺寸、计算模型、实际受力、非理想状态的差异等都使得在进行结构设计时，不能确定的变量增多、不能预测的潜在问题加剧，所以结构设计由于这样的特性归结于利用概率的理论方法进行整理、统计、分析、总结来保证在使用期内满足结构各项的功能要求。本文通过对基本概念的梳理和总结来进一步分析结构构件和结构体系可靠度。

从可靠度分析的jc法基本原理出发,结合可靠度指标的几何意义,从纯数学的角度探讨了用几何方法计算可靠度指标的可行性。建立了可靠度指标求解的数学模型,用matlab语言编制了通用的计算程序。通过具体工程算例,与jc法计算得到的结果进行了对比。并讨论了该方法的优越性。

该文以结构时变可靠度理论为基础,对施工期桥梁的失效风险进行了分析。研究了结构时变可靠度与施工期桥梁失效保险费率的关系,推导了施工期桥梁失效保险费率的计算公式。研究结果可为桥梁施工和管理以及制定施工期桥梁保险费标准提供参考。

现今桥梁结构可靠度的计算的方法有很多,但是大多数都只是关于桥梁结构时不变可靠度的,所谓的时变可靠度的计算,是针对结构抗力在基准期内是否发生变化的一种称谓。一旦涉及抗力的衰减,桥梁结构的可靠度的计算分析过程就更加复杂起来了,令很多初学者难以理清思路,因此本文介绍了桥梁结构时变可靠度的计算分析过程,以供参考。

漏电开关可靠性指标的探讨

针对工程实际中存在功能函数为隐式或高维非线性的复杂结构,本文提出了一种基于降维算法和edgeworth级数的可靠性分析方法。利用降维算法将n维函数展开为n个一维函数,经变量转换后变量都相互独立且服从均值为0、方差为0.5的正态分布,再结合gauss-hermite积分方法计算出一维函数的原点矩,从而得到结构功能函数的中心矩,将所得的矩信息应用到edgeworth级数展开式中,给出功能函数的累积分布函数表达式,计算得到结构的失效概率。该方法避免了功能函数对变量梯度的要求,仅需少量的确定性重分析计算。数值算例结果表明了本方法的有效性和正确性。

针对普通桥梁结构变形检测方法执行效率低下、测量精度有限等问题,设计基于可靠性分析的新型桥梁结构变形检测方法。首先通过确定形变极值响应面的方式,计算可靠性遗传算子,完成桥梁形变量的可靠性分析。然后利用上述分析结果,在一定条件下,对遗传算子进行训练优化,定义桥梁结构的基本形变检测参数,再通过选择合适检测处理软件的方式,对所有执行数据进行规范整理,完成基于可靠性分析桥梁结构变形检测方法的搭建。最后模拟桥梁结构形变状态设计对比实验,结果表明与变形检测方法相比,应用基于可靠性分析的桥梁结构变形检测方法后,测量精度最大值提升至87%以上,有效缓解执行效率低下情况。

浅议可靠度方法在桥梁结构优化设计中的运用——阐述了结构可靠度的基本概念，介绍了基于可靠度的桥梁结构优化设计的一般方法，提出了结构可靠度分析与计算的一般思路，指明了基于可靠度的桥梁结构优化设计基本思想以及发展方向。

第33卷,第2期 2008年4月 公路工程 highwayengineering vo.l33,no.2 apr.,2008 [收稿日期]2007)12)10 [作者简介]蔡长丰(1972)),男,湖南宁乡人,博士研究生,从事桥梁检测、评估、加固的研究。 模糊神经网络在钢筋混凝土桥梁结构 可靠性评估中的应用 蔡长丰,郝海霞 (长沙理工大学,湖南长沙410076) [摘要]将模糊神经网络引入钢筋混凝土桥梁结构可靠性评估,充分利用高斯隶属函数的万能收敛性、人工 神经网络的自学习性和模糊神经网络高度的非线性进行桥梁结构可靠性评估。以常宁北门桥为例,以受力最不利 截面的实测位移、应变、挠度为神经网络输入参数,输出构件的可靠指标。算例表明模糊人工神经网络应用在桥梁 结构可靠度评

漏电开关可靠性指标及其考核方法

主要介绍了《工程结构可靠性设计统一标准》修订后改变和增加的内容,着重对既有结构可靠性评定进行了详细的说明。

基于非概率集合理论,给出了非概率可靠性指标的定义,阐述了不确定结构的区间分析和凸集合模型两种非概率可靠性的计算方法,并分析了两种方法获得非概率可靠性指标之间的关系。将不确定参数用区间和凸集合两种方式进行定量化描述,利用非概率可靠性指标的计算方法,对结构可靠性进行预测,通过比较两种方法对结构状态函数的响应范围,判断两种方法的合理性。通过两个算例进行分析,并与montecarlo方法比较,验证了凸集合方法用于结构可靠性分析的可行性与优越性。

基于概率分布理论,建立了截尾概率分布分析模型;为便于截尾概率分布可靠性分析,提出了计算可靠指标的新优化模型,该模型无需对概率分布进行当量正态化,也无需知道概率分布类型信息;给出了截尾概率分布在给定子区间内产生随机数的方法,使得montecarlo抽样成为可能。算例结果表明,截尾概率分布更符合实际情况,并且会使可靠指标提高,其影响不容忽视。

对结构可靠性理论发展进行了总结和分析。详细阐述了各发展阶段的发展过程及优缺点,并提出了保证结构可靠度的方法和对策,为提高我国结构可靠度的研究水平提供了发展思路。

从可靠指标的几何意义出发,结合罚函数法,将结构可靠指标的求解问题转化成相应的无约束优化问题.在求解过程中,为避免因结构功能函数的高度非线性给求导运算等带来的复杂性,尝试用蚁群优化算法进行结构可靠指标的优化计算,推导了有关公式并编制了计算程序.实例应用表明,用蚁群优化算法进行结构可靠指标计算是可行的.

在现代化社会发展中，传统的桥梁结构设计方法由于存在着许多问题而无法满足现代化桥梁工程的建设．并且由于其中存在着诸多不确定性因素，对桥梁工程的建设造成了严重的影响，极容易出现安全事故，成胁到人们的生命财产安全。因此我们需要在传统的桥梁结构设计方法的基础上不断改进与优化。使其具有可靠性，这样才能够保证桥梁工程的建设质量．充分发挥桥梁工程的使用功能。

提高桥梁设计可靠性措施探讨——为了研究桥梁设计可靠性提高的措施，首先研究了可靠性理论在桥梁设计中的应用现状，接着找出了桥梁设计出现可靠性较低的主要原因，最后提出了提高桥梁设计的可靠性的主要措施。

众所周知，对于桥梁工程项目来说，作为我国交通系统的一个重要组成部分，其作用和贡献是不可忽视的，相对于这种重要性来说，在具体的桥梁工程施工建设过程中就应该切实保障其施工的质量，避免出现质量问题影响其使用的安全，而对于这种质量的保障来说，加强相应的设计管理是极为关键的，尤其是要保障设计的可靠性，进而才能够对于桥梁工程的质量发挥较好的作用。