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R.S tje2-fs[ra]ak (7) 式(7)即Mori-Ellingwood时变可靠度公式,被国际 ISO《在役结构评估规范》所推荐)。假设某桥梁已 服役T,时长(0<T<T,若要评估后继服役期(T,)的 可靠度,首先要给出在T,时刻的抗力R的分布。验 证荷载实验是评估桥梁结构当前承载力的有效方式 之一,通过该实验可快速得出结构当前承载力的概 率密度函数, 图1 Poisson随机过程示意图 Fig.I Sketch of Poisson stochastic process fsrf(r) 假设荷载效应之间彼此相互独立,且服从同一 Fs(rf(rd山 (8) 分布,累积分布函数为。式)可写为: 然而,通过验证荷载实验仅意味着桥梁在T,时刻承 载力的下限)会(8)不能考虑(0,T)时段的抗力劣 B(T)=P(R()>s.n..nR(t)>S..te(0.T] 化,因低会高估历史荷载对桥梁抗力的验证作用。 [R]=1[R8] 李全麻 等吻基于抗力劣化与衰减函数完全线性相关 的惯设 将服役时长划分为n个区间,其中第i个区 3) 间行, ,n)(4.,的最大荷载效应S,的累计分布函数 设千()表示任意荷载效应S的发生时刻 提出了考虑抗力劣化的验后抗力密度函 (0,)的联合密度函数,则: 数)计算公式: (4 fr小ΠFg] 联立式(3)-(4)得: I (r)= 广-.s小d (9) P(T 其中S,的均值和方差可以依据实测荷载谱采用非参 (5) 数外推法等统计方法获得4。当实验次数足够大时, 将式(⑤)代入式(2),伊注意到结构可靠的必要条件为 式9和MCS得出的A结果几乎相同。不过,李 荷载效应大于初始抗的次数N(T)=020。整理得: 全旺等叫采用了第一个统计区间的最大荷载效应累计 Bm-aie[gn} 分布函数F(s)进行全局计算,因此是平稳过程, 且未能充分考虑不同区间最大荷载效应分布之间的 考虑初始抗力R的随机性,设其概率密度函数为 关联性。基于Copula函数理论,2,考虑了一种简 f口,则有: 单情况:关联荷载只服从同一正态分布。结果表明: 荷载之间的时间相关性越强,则验后抗力R的均值 增加和方差降低越不显著,结果越接近T时刻的理 论劣化分布。因此,为了增强历史荷载验证的效果,图 1 Poisson 随机过程示意图 Fig.1 Sketch of Poisson stochastic process 假设荷载效应之间彼此相互独立,且服从同一 分布,累积分布函数为   FS  。式(1)可写为:            1 1 0 1 1 ( ) ... , 0, = l n n n n S i S i i i P T P R t S R t S t T F R t F R g t                     (3) 设 *   * T f t 表示任意荷载效应 Si 的发生时刻 t *在 (0,T)的联合密度函数,则: *   * 1 = T f t T (4) 联立式(3)-(4)得:   0 0 1 ( ) d n T P T F R g t t l S i T                  (5) 将式(5)代入式(2),并注意到结构可靠的必要条件为 荷载效应大于初始抗力的次数 N(T)=0[20]。整理得:     0 0 = exp d T P T l s λ T F R g t t                           (6) 考虑初始抗力 R0 的随机性,设其概率密度函数为   R0 f r ,则有:       0 0 0 = exp d d T P T l s R λ T F r g t t f r r                             (7) 式(7)即 Mori-Ellingwood 时变可靠度公式,被国际 ISO《在役结构评估规范》所推荐[3]。假设某桥梁已 服役 T1时长(0< T1<T),若要评估后继服役期(T1,T)的 可靠度,首先要给出在 T1时刻的抗力 R1的分布。验 证荷载实验是评估桥梁结构当前承载力的有效方式 之一,通过该实验可快速得出结构当前承载力的概 率密度函数   R1 f r [23]:           0 1 0 = d S R R S R F r f r f r F r f r r   (8) 然而,通过验证荷载实验仅意味着桥梁在 T1时刻承 载力的下限[17],且式(8)不能考虑(0,T1)时段的抗力劣 化,因此会高估历史荷载对桥梁抗力的验证作用。 李全旺等[19]基于抗力劣化与衰减函数完全线性相关 的假设,将服役时长划分为 n 个区间,其中第 i 个区 间(i=1,2,...,n)(ti-1,ti]的最大荷载效应 Si的累计分布函数 为   F s S i, ,提出了考虑抗力劣化的验后抗力密度函 数   R1 f r 计算公式:           1 , 0 1 , 0 1 = d n R S i i i R n R S i i i f r F r g t f r f r F r g t r                    (9) 其中 Si的均值和方差可以依据实测荷载谱采用非参 数外推法等统计方法获得[24]。当实验次数足够大时, 式(9)和 MCS 得出的   R1 f r 结果几乎相同。不过,李 全旺等[11]采用了第一个统计区间的最大荷载效应累计 分布函数   F s S ,1 进行全局计算,因此是平稳过程, 且未能充分考虑不同区间最大荷载效应分布之间的 关联性[24]。基于 Copula 函数理论[4,25],考虑了一种简 单情况:关联荷载只服从同一正态分布。结果表明: 荷载之间的时间相关性越强,则验后抗力 R1的均值 增加和方差降低越不显著,结果越接近 T1时刻的理 论劣化分布。因此,为了增强历史荷载验证的效果, 录用稿件,非最终出版稿
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