水闸抗滑稳定目标可靠指标校准与分项系数研究

摘要

目前以可靠度理论为基础的极限状态设计方法，已经在工程结构中逐步开始采用，其以结构的可靠度评估结构的安全性，代替传统的单一安全系数设计方法。　　水工结构设计现在正处于单一安全系数法和极限状态设计方法并存的阶段，但作为一种更为科学合理的设计方法，基于可靠度理论的极限状态设计方法替代传统单一安全系数设计方法是大势所趋。水闸在目前我国已建成的水利水电工程，尤其是中小型工程中占据相当大的比重。从目前水闸结构的设计上来看，采用的仍然是单一安全系数法，而没有考虑材料与荷载的变异性。随着水闸设计理论、方法、经验的日臻完善、丰富以及新建水闸工程规模不断增大、结构型式不断创新、对失事后的诸多考虑等需要，对原水闸规范结构设计按可靠度理论进行修订十分必要。　　本文结合《水闸设计规范》结构设计分项系数极限状态修订研究课题，按照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94)相关原则，对水闸抗滑稳定目标可靠指标βT及分项系数进行研究。通过对九座水闸工程的抗滑稳定安全系数复核，采用两种结构优化方法对可靠指标进行了校准，提出了安全级别分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级水闸的抗滑稳定目标可靠指标βT分别为3.9，3.4及2.9，并在此基础上，研究并提出了水闸抗滑稳定承载能力极限状态分项系数，同时采用分离函数对结构系数γd进行了校验，成果合理。该成果对水闸设计规范按分项系数极限状态设计准则的修订具有实用价值和指导意义。　　针对主要随机变量分布概型的多样性，特别是正态分布及对数正态分布同时接受的事实，本文进一步探讨了不同分布概型及变异系数δ对水闸抗滑稳定可靠指标的影响，结果表明，闸基抗剪参数f对闸室抗滑稳定可靠指标的影响最为明显。抗力分布为正态分布的闸室抗滑稳定β大于对数正态分布时的β，而作用正好相反，其正态分布下得到的闸室抗滑稳定β相对于对数正态分布而言较小。

目录

文摘

英文文摘

1绪言

1.1可靠度理论发展沿革

1.2课题背景

1.3技术路线

1.4主要研究内容

2水闸规范修订的理论依据

2.1现行规范闸室抗滑稳定分析方法

2.2结构可靠度分析原理

2.3目标可靠指标的获取方法

2.4分项系数与可靠指标的关系

3基础资料分析

3.1工程基础资料

3.2随机变量统计特征分析

4水闸抗滑稳定目标可靠指标分析

4.1各工程闸室抗滑稳定安全系数复核

4.2水闸抗滑稳定可靠指标分析

4.3目标可靠指标计算

4.4小结

5水闸抗滑稳定极限状态分项系数研究

5.1分项系数的概念

5.2材料性能分项系数γm的计算

5.3结构系数γd

5.4小结

6参数敏感性分析

6.1概率分布类型对可靠指标的影响

6.2变异系数对可靠指标β的影响

6.3闸室抗滑稳定安全系数K与可靠指标β的关系

7结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

科研成果

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