基于响应面法和蒙特卡罗法的混凝土结构可靠性分析

摘要

本文主要采用了大型商用软件ANSYS(R)，对钢筋混凝土结构的可靠性进行了分析。文章介绍了结构可靠性研究的相应背景，重点阐述了响应面法和蒙特卡罗法两种计算结构可靠度的方法。利用ANSYS(R)软件中相应模块，从正常使用极限状态和承载能力极限状态两个方面，对钢筋混凝土构件进行了可靠性分析。参考对混凝土结构耐久性的研究现状，建立了相应的耐久性极限状态，并对所建立的极限状态进行了可靠性分析。 通过上述工作，得到了以下主要结论： 1.蒙特卡罗法与响应面法是计算结构可靠度的重要方法。蒙特卡罗法计算结构可靠度与影响因素的维数无关，计算精确，但所需要的计算次数较多，对于功能函数有明显函数表达式的可靠性分析较为适合；响应面法可以用来解决结构的功能函数为隐式的可靠度计算，特别是与有限元方法相结合，建立响应面的方法值得应用。 2.通过相应的计算实例，对混凝土结构的正常使用极限状态和承载能力极限状态进行了分析，得到了对这两种极限状态影响较大的因素。通过对混凝土结构耐久性极限状态的可靠性分析，得到了相应的可靠指标和较为重要的影响因素。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2本文的研究背景

1.2.1可靠性研究现状

1.2.2混凝土结构耐久性研究现状

1.2.3现行规范的不足之处

1.3本文主要工作

第二章可靠性基本理论概述

2.1结构可靠度理论的基本概念和原理

2.1.1结构的可靠性和结构的可靠度

2.1.2结构的极限状态和结构功能函数

2.1.3结构的失效概率和可靠指标

2.2结构可靠度分析的一次二阶矩方法

2.2.1中心点法

2.2.2验算点法

2.2.3当量正态化

2.3蒙特卡罗法(Monte Carlo)

2.3.1主要步骤

2.3.2蒙特卡罗法求解结构的可靠度

2.3.3特点

2.4响应面法(Response Surface Method，RSM)

第三章ANSYS(R)软件中的可靠性分析

3.1引言

3.1.1 ANSYS(R)软件

3.1.2 ANSYS(R)中可靠性分析的步骤

3.2 ANSYS(R)软件中蒙特卡罗法

3.2.1抽样技术

3.2.2输入变量值的确定

3.3 ANSYS(R)软件中响应面法

3.4两种方法的相关操作

第四章受弯构件正截面承载能力极限状态可靠性分析

4.1引言

4.2实例分析

4.2.1建立参数模型

4.2.2对分析文件结果的后处理

4.2.3定义输入输出变量

4.2.4可靠性分析

4.2.5结果分析

第五章混凝土构件正常使用极限状态的可靠性分析

5.1引言

5.2裂缝控制等级

5.3裂缝宽度计算

5.4功能函数的建立

5.5 工程实例

5.6结果分析

第六章混凝土耐久性极限状态可靠性分析

6.1混凝土结构耐久性

6.1.1混凝土的碳化

6.1.2混凝土中的钢筋锈蚀

6.2耐久性极限状态

6.3计算实例

6.3.1极限状态1

6.3.2极限状态2

第七章结论

7.1主要结论

7.2尚需进一步研究的问题

致 谢

参考文献