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第1章 概述1

1.1 结构可靠性的定义1

1.2 结构可靠性理论对不确定因素的处理2

1.2.1 客观不确定性2

1.2.2 主观不确定性2

1.3 结构可靠性分析的方法论3

1.4 结构可靠性分析的过程3

1.5 结构可靠性理论的发展4

第2章 结构可靠性的基本原理7

2.1 极限状态及其描述7

2.1.1 最终极限状态7

2.1.2 可服务性极限状态8

2.1.3 条件性极限状态8

2.2 结构的可靠度与失效概率9

2.2.1 求解Pr与Pf的一般公式10

2.2.2 R与S都服从正态分布11

2.2.3 R与S都服从对数正态分布12

2.2.4 R服从正态分布，S服从指数分布12

2.3 结构的可靠指标13

2.3.1 可靠指标β的导出及其物理意义13

2.3.2 β的几何意义及哈索弗—林德的可靠指标15

2.4 均值一次二阶矩法（FOSM）17

2.5 改进的一次二阶矩法（AFOSM）18

2.5.1 两个随机变量的情况19

2.5.2 多个随机变量的情况19

2.5.3 极限状态函数为线性的情况23

2.6 JC法24

2.6.1 JC法的基本思路24

2.6.2 求解当量正态变量的方法25

2.7 蒙特卡罗法29

2.7.1 基本原理29

2.7.2 随机变量的取样30

2.7.3 计算举例33

2.7.4 改进的蒙特卡罗法34

2.8 相关变量的变换37

第3章 结构系统可靠性分析的基本理论42

3.1 结构系统可靠性分析的基础42

3.1.1 结构系统可靠性分析的理想化处理42

3.1.2 多元失效模式的概念及其数学模型43

3.1.3 延性破损和脆性破损43

3.1.4 塑性铰与失效机构44

3.1.5 失效形式的产生概率及结构系统的失效概率46

3.1.6 结构系统失效形式间的相关性48

3.1.7 桁架及刚架结构系统可靠性分析的特点51

3.2 结构系统可靠性分析的基本方法52

3.2.1 结构系统失效概率的计算方法及分析52

3.2.2 分布函数的数值计算60

3.3 分析结构系统可靠性的分支界限法67

3.3.1 桁架结构系统安全裕度的自动生成67

3.3.2 刚度结构系统安全裕度的自动生成71

3.3.3 主要失效路径的选择84

3.4 分析结构系统可靠性的β分解法92

3.4.1 综述92

3.4.2 单个要素的可靠性预算94

3.4.3 水准1上的结构系统可靠性预测97

3.4.4 水准2上的结构系统可靠性预测99

3.4.5 水准N＞2上的结构系统可靠性预测110

3.4.6 机构水准上的结构系统可靠性预测119

第4章 大型土建结构可靠性分析方法127

4.1 斜拉桥可靠性分析127

4.1.1 梁结构非线性动力可靠性研究127

4.1.2 风致颤振非线性动力可靠性研究130

4.1.3 纺锤形桥塔非线性涡激动力可靠性研究134

4.1.4 计算实例138

4.2 异形桥可靠性分析141

4.2.1 考虑因素141

4.2.2 计算方法141

4.2.3 计算实例141

4.3 管桥结构系统的可靠性分析150

4.4 高层建筑抗震可靠性分析157

4.4.1 结构系统的三维可靠性分析方法157

4.4.2 地震力的计算方法157

4.4.3 阻尼矩阵161

4.4.4 计算实例161

4.5 塔式容器结构抗震可靠性分析163

4.5.1 结构系统动力可靠性分析原理163

4.5.2 地震作用下塔式容器安全裕度方程的建立164

4.5.3 典型塔的可靠性计算167

第5章 船舶与海洋结构物可靠性分析方法170

5.1 船舶结构物的可靠性分析方法170

5.1.1 船体总纵强度可靠性分析170

5.1.2 船体横向强度可靠性分析174

5.1.3 船体局部强度可靠性分析176

5.1.4 舵装置系统可靠性分析176

5.1.5 螺旋桨装置可靠性分析178

5.2 海洋结构物的可靠性分析方法181

5.2.1 波浪载荷计算模型181

5.2.2 结构的动力响应模型185

5.2.3 安全裕度自动生成与失效概率计算190

5.2.4 海洋平台结构系统的疲劳可靠性分析192

第6章 结构可靠性优化设计方法195

6.1 船体横框架的可靠性优化设计方法195

6.1.1 失效概率的求法195

6.1.2 船体横框架的可靠性优化设计方法197

6.1.3 算例200

6.1.4 计算分析202

6.2 基于神经网络理论的船舶纵向结构可靠性优化设计方法202

6.2.1 神经网络理论简介203

6.2.2 SA算法及其改进措施205

6.2.3 可靠性优化方法206

6.2.4 计算分析209

6.3 基于遗传算法的海洋结构可靠性优化设计方法211

6.3.1 遗传算法的基本原理211

6.3.2 计算分析215

6.3.3 几点说明218