基于模糊数学的桥梁结构可靠性理论研究

摘要

桥梁结构可靠性评定及结构可靠性设计，是我国工程界亟待解决的问题，也是国内外学术界和工程界关注的热点问题之一。但是由于桥梁可靠性评估中目标和影响因素的模糊性以及评价模型简单，指标体系不完整，很难对桥梁安全性、适用性、耐久性进行精确的评价。本文针对桥梁可靠性评估中目标和影响因素的多样性、模糊性，利用模糊数学中模糊综合评价方法，将不确定信息用定量的方法表示出来,再借助于模糊运算得到综合评价矩阵；根据综合评价矩阵，确定各级因素域及权重和各级评价向量，结合桥梁结构的具体特点，建立评估模型，利用模糊综合评价对桥梁可靠性进行评定。 本文主要完成了以下几方面的工作: 一、在借鉴前人研究成果的基础上，系统回顾了结构可靠性理论的发展沿革。介绍了结构可靠性分析的基本概念、原理和基本方法以及结构体系可靠性分析的基本方法。 二、比较了现行可靠性分析方法中各自的优缺点、存在的问题和适用范围等，提出基于模糊数学的结构可靠性评价方法和依据。 三、根据桥梁结构在可靠性评价中包含许多模糊性因素的特点，将模糊数学的思想融入到桥梁结构的可靠性评价中，将模糊影响因素尽可能数量化。

目录

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致谢

1绪论

1.1研究背景

1.2现有桥梁结构评定方法

1.2.1可靠性鉴定评级的方法

1.2.2基于设计规范的方法

1.2.3荷载试验法

1.2.4桥梁评估专家系统

1.2.5基于结构可靠度理论的方法

1.3结构可靠性理论发展回顾

1.3.1构件层次的可靠度

1.3.2结构体系层次的可靠度

1.3.3路网层次的可靠度

1.4现有混凝土桥梁结构可靠性的特点及其研究现状

1.5论文主要工作

2结构可靠度理论

2.1引言

2.2结构可靠性分析的基本概念和原理

2.2.1结构可靠性

2.2.2结构可靠度

2.2.3结构的极限状态

2.2.4结构的极限状态方程

2.2.5结构的失效概率与可靠概率

2.2.6可靠指标

2.3结构可靠性基本分析方法简述

2.3.1中心点法

2.3.2验算点法(JC法)

2.4结构体系可靠度分析

2.4.1基本的结构体系

2.4.2结构体系可靠度分析的基本方法

2.4.3失效概率计算实例

3模糊数学的基本知识

3.1模糊数学的概念

3.2模糊集合及其运算

3.3隶属函数的确定

3.3.1专家评定法

3.3.2分布法

3.3.3模糊统计法

3.3.4二元对比排序法

3.4模糊度量与模糊识别

3.5模糊综合评价

4结构的模糊随机可靠度理论

4.1研究对象

4.2对模糊准则的满足度

4.3结构的模糊有效域和失效域

4.4结构的模糊随机可靠度

4.5两种特例

4.5.1随机可靠度

4.5.2模糊可靠度

5桥梁承载力模糊可靠度分析

5.1单变量的模糊可靠度分析

5.2串联系统的模糊可靠度分析

6桥梁承载力模糊综合评定法

6.1概述

6.2评定模型的建立及求解

6.2.1随机性评定

6.2.2模糊性评定

6.2.3作用效应最大值的确定

6.2.4安全度的确定

6.3工程实例

7结论与展望

7.1基本结论

7.2展望

参考文献